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特高壓:破解霧霾難題的“金鑰匙”
2014年03月21日| 295次| 打印| 分享
  在大氣汙染防治問題上,黨中央、國務院下大力、出真招、要見實效。2014年2月12日,國務院總理李克強主持召開國務院常務會議,研究部署進一步加強霧霾等大氣汙染治理。會議提出,要加快調整能源結構,實施跨區送電項目,合理控制煤炭消費總量。

  大氣汙染問題之所以需要長期攻堅,究其根本,是我國能源資源禀賦“先天不足”、能源發展方式“後天失調”這一對矛盾的長期積累和集中暴露。

  2014年1月27日,哈密南——鄭州±800千伏特高壓直流輸電工程正式投運,實現了全世界距離最長、容量最大的特高壓能源直流輸送,河南當地媒體對于特高壓緩解霧霾贊譽有加。因爲該工程每年可向華中輸送電量500億千瓦時,相當于運輸煤炭2300萬噸,減少排放二氧化碳4000萬噸、二氧化硫33萬噸,環境效益顯著。

  這一案例揭示了一個道理:治理霧霾,根本出路是能源發展轉方式、調結構。重點是降低煤炭消費比重,大力發展清潔能源,優化電源結構和布局。關鍵是要加快發展特高壓電網,推進“一特四大”戰略和電能替代戰略,轉變能源發展方式,實現我國能源從以化石能源爲主、清潔能源爲輔,向以清潔能源爲主、化石能源爲輔的戰略轉型。

  特高壓電網是我國在世界能源領域具有完全自主知識産權的重大創新成果,具有容量大、距離遠、效率高、損耗低、占地少的優勢。發展特高壓,是保障國家能源安全、提高能源效率、服務清潔能源發展、促進生態文明建設尤其是解決霧霾問題的必然選擇。

  以煤爲主的能源結構和直燃煤比重過高是引發霧霾的主因

  能源的開發利用對生態環境具有全過程、全方位的影響,貫穿開采、儲運、加工、使用全部環節,涉及大氣、水質、土壤、地容地貌多個方面。從PM2.5概念首次進入公衆視線至今,霧霾出現的頻率越來越高,影響範圍越來越廣。當前嚴重的霧霾問題,本質上是我國能源資源禀賦的“先天不足”、能源發展方式的“後天失調”這一對矛盾的長期積累和集中暴露。

  2013年1月4日,中國社科院、中國氣象局聯合發布《2013年氣候變化綠皮書》,其中提到,我國持續性霧霾顯著增加,主要原因是化石能源消費增多造成的大氣汙染物排放增加。

  研究顯示,以煤爲主的能源結構和直燃煤比重過高是引發霧霾汙染的主要原因。2013年,我國能源消費37.6億噸標煤,其中煤炭消費25億噸標煤,占66%;煤炭消費當中電煤、原料煤、直燃煤分別占51%、27%、22%,而發達國家80%以上的煤炭用于發電。當前我國大氣主要汙染物中,約80%的二氧化硫、60%的氮氧化物、50%的細顆粒物來源于煤炭燃燒,而燃煤排放當中近一半源自直燃煤。這種不合理的能源消費結構和消費方式,嚴重破壞空氣質量。

  長期以煤電就地平衡爲主,東中部地區環境不堪重負,已經難以爲繼。我國煤炭資源近80%集中在西部、北部地區,而75%左右的煤電裝機分布在東中部。京津冀魯、長三角地區單位國土面積煤電裝機分別是西北地區的13倍、26倍,沿長江平均30公裏一個電廠,從南京到鎮江平均10公裏一個電廠,嚴重超出環境承載能力。大規模、遠距離向東中部輸煤還在運、儲環節造成多重大氣汙染,運煤鐵路兩側120米內的空氣汙染超過國家大氣質量二級標准8倍,儲煤場1公裏內空氣汙染超過國家二級標准2.6倍。

  黨的十八大提出了“兩個一百年”的宏偉目標,我國能源需求仍將剛性增長。預計到2020年、2050年,能源消費總量將分別達到50億、70億噸標煤。如不盡快轉變能源發展方式,我國大氣汙染問題將更加嚴峻。

  加快發展特高壓是解決霧霾問題的治本之策

  2004年,國家電網公司在深入分析我國經濟社會發展需要和能源資源禀賦特征等的基礎上,提出了發展特高壓輸電的重大戰略決策。
特高壓電網是指電壓等級在1000千伏以上的交流電網或正負800千伏以上的直流電網,能夠實現電力遠距離、大規模、高效率輸送。發展特高壓和智能電網已納入了《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》,並全面納入了國家電網公司經營區26個省(區、市)“十二五”規劃綱要。

  發展特高壓電網,可推動能源戰略轉型。“一特四大”戰略就是在能源資源富集地區,集約開發大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源發電基地,通過特高壓電網,在全國範圍內優化配置電力資源,提高化石能源的開發、配置效率,促進清潔能源加快發展。電能替代戰略就是“以電代煤、以電代油、電從遠方來、來的是清潔電”,把工業鍋爐、居民取暖廚炊等用煤改爲用電,減少直燃煤排放;大力發展電動汽車、電氣化軌道交通、農業電力灌溉等,減少燃油排放;以輸電替代輸煤,通過特高壓電網,把我國西部、北部富余電力大規模輸送到東中部負荷中心,減少東中部汙染排放,把周邊國家的電力大規模輸入我國,減少國內汙染排放。將來,我國能源在開發環節將逐步以清潔能源爲主,在配置環節將逐步以輸電爲主,在終端環節將逐步以電力消費爲主,實現從化石能源爲主向清潔能源爲主的全面轉型。

  發展特高壓電網,也將促進清潔能源發展。我國清潔能源資源豐富,水能可開發資源6億千瓦左右;風能、太陽能可開發資源分別超過25億、27億千瓦,相當于18億千瓦常規火電。但我國70%以上的清潔能源集中在西部、北部地區,本地難以完全消納,而且距離東中部負荷中心一般超過1000公裏,大規模開發後將面臨突出的棄水、棄風、棄光問題,只有依托特高壓電網,將西部、北部地區豐富的清潔能源大規模送出,在全國範圍內消納,才能實現我國清潔能源的大規模高效開發。

  “我國國情決定了大規模跨區域遠距離輸送問題將長期存在。”爲了穩步提高電網清潔能源消納和輸送能力,民建中央在今年全國兩會上提出的提案中指出,要加快蒙西-長沙、錫盟-南京、酒泉-衡陽、張北-贛州等輸送通道建設,推動准東-成都、哈密-重慶輸送通道建設。

  全國政協委員、工信部原部長李毅中在去年全國兩會召開期間就指出,沿海經濟發達的城市,因對電力需求大,多年前上馬建設了很多中小型火力發電廠,這些發電廠汙染了當地環境。取締部分火力發電廠後,如何補充不足電能?應實行西電東送。國家應在清潔能源資源豐富的西部建立更多的風力、太陽能等環保發電廠,將多余的電力輸送到東部沿海去。

  全國人大代表、青海海西州州長諾衛星也表示,青海太陽能資源豐富,可開發利用荒漠化土地面積超過20萬平方千米,具備建設國家大型太陽能發電基地的資源條件。而實現光伏大規模開發送出,離不開特高壓電網建設。

  全國政協委員、中國工程院院士李蘭娟認爲,霧霾是因爲我們在經濟發展過程中,忽視了對環境的考量而産生的一種很不好的現象,國家已經很重視對霧霾的治理,也采取了很多措施,但還要注重通過科技研究和創新來治理霧霾。“把西部的新能源用高效的電力輸送通道送到東部,減輕東部的環境負荷就是一種積極的探索。”李蘭娟說。

  事實已經證明,部分特高壓線路實際建成投運後,其強大的環保效益已經爲人所關注。2014年之前已投運的4條特高壓線路(晉東南-南陽-荊門、向家壩-上海、錦屏-蘇南、淮南-上海),輸電總裏程近6000公裏,輸電能力超過2800萬千瓦。相當于從資源富集的西部、北部地區向用電集中的東中部地區年輸送超過7000萬噸煤炭。按每節車廂載重60噸計算,這些煤足夠裝滿110萬節火車車皮。換言之,上百萬車皮的煤,就這樣化身爲強大電流,跨越千山萬水,直接送到了最需要它們的地方,爲治理霧霾發揮了重要作用。

  “特高壓爲大型電源基地發展和PM2.5超標治理提供了有力支撐。”全國政協委員、華東理工大學教授藍閩波認爲,特高壓使清潔能源大規模輸送成爲可能。規模化開發利用清潔能源,對推動能源低碳化進程,具有顯著作用。

  2013年夏天,持續罕見的高溫天氣帶來用電負荷激增。正是特高壓送來的“遠方電”,及時有效地彌補了東部地區的電力缺口。2013年夏,特高壓直流送電功率約占華東電網區外受電的一半,占四川最大外送電力的71%。6月至8月,國家電網跨區送電1099億千瓦時,其中向上、錦蘇兩條特高壓直流線路共計送電191億千瓦時,而在尚未出現特高壓的2003年,國家電網全年跨區輸電量僅爲387.09億千瓦時。

  據測算,發展特高壓電網,以輸電替代輸煤,提高外受電比例,可以顯著改善東中部地區大氣狀況。到2015年、2017年、2020年,跨區輸電能力將分別達到2.1億、2.9億、4.5億千瓦,向東中部地區輸送電量0.74萬億、1.18萬億、1.87萬億千瓦時,減少東中部電煤消耗3.4億、5.4億、8.5億噸,東中部地區PM2.5排放分別比2010年降低9.4%、15.8%、22.6%。

  特高壓實現“中國創造”和“中國引領”

  在能源需求“剛性攀升”的大趨勢下,要扼制PM2.5的持續增加,需要戰略性舉措。新興的特高壓電網,被業內譽爲“最大的環保工程”。作爲綜合能源運輸體系中重要組成部分,特高壓的跨區送電發揮了優化能源時空布局的作用。我國更大規模建設特高壓電網的條件已經具備。

  一是特高壓工程取得成功,充分驗證了發展特高壓電網的可行性。

  國家電網公司已先後建成“兩交三直”5個世界上電壓最高、容量最大、技術領先的特高壓交、直流工程,一直保持安全運行,全面驗證了特高壓的安全性、經濟性和環境友好性。目前在運在建特高壓線路長度超過1萬公裏,變電(換流)容量超過1億千伏安(千瓦)。

  二是我国已全面掌握了特高压核心技術和全套设备制造能力,实现了“中国创造”和“中国引领”。

  在科學界,很多人將它與航天、高鐵技術相提並論,稱它們爲“我國三大現代高科技技術”。特高壓工程的成功建設,不僅拿下了國內最高科技獎項,在國際上,同樣得到了各權威組織的高度評價。

  2013年1月18日,“特高壓交流輸電關鍵技術、成套設備及工程應用”項目榮獲國家科學技術進步獎特等獎。這個獎項,是國家對科技成就的最高褒獎,充分說明了特高壓的地位和分量。

  CIGRE的專題報告指出:“特高壓關鍵技術和關鍵設備取得的重要突破性成果,對推動特高壓輸電技術在世界範圍內的研究和應用具有重大意義;是一個偉大的技術成就,是世界電力工業發展史上的重要裏程碑。”

  三是發展特高壓不僅在中國,更在世界上形成了廣泛共識。2011年至2013年間,全國人大代表、政協委員在全國兩會提交有關加快發展特高壓的建議、提案達128件。

  2014年1月7日,美國前能源部長、前新墨西哥州州長比爾·理查森在美國政治新聞網發文認爲,中國特高壓輸電技術可以解決困擾了中國和很多其他國家幾十年的電力問題,美國也必須建設一個全國範圍的輸電高速公路,這樣才能高效利用可再生能源,並保證美國繼續擁有可靠、高效的供電系統。

  中國特高壓技術“走出去”取得重大突破。2014年2月7日,國家電網公司與巴西電力公司組成的聯營體成功中標巴西美麗山水電特高壓直流送出項目,這是國家電網公司在海外中標的首個特高壓直流輸電項目。

  按照國家電網公司規劃,到2015年建成“兩縱兩橫”特高壓網架和7回特高壓直流工程;到2020年建成“五縱五橫”網架和27回特高壓直流工程,聯接各類大型能源基地與主要負荷中心,全國形成大規模“西電東送”、“北電南送”的能源配置格局,跨區輸電能力4.5億千瓦,保證5.5億千瓦清潔能源送出和消納。屆時,東中部地區受入電力流達到3.5億千瓦,每年輸送電量1.9萬億千瓦時,能夠適應全面建成小康社會對電力增長的需求。

  “中國的特高壓建設得和中國的高速鐵路一樣加快進度,實現‘西電東送’‘北電南送’,向東部地區輸送更可靠、更優質的清潔能源。”全國人大代表、山東達馳電氣有限公司董事長馬效坤說。他覺得,“既然中國有建好特高壓的技術實力,爲什麽不多建一點?”
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