近百年前,中国最初亮起的电灯标着“美国制造”,彼时,电力对我国而言极为金贵,夜间长时间用电对普通人来说近乎奢侈,电力短缺更是常态。
谁曾想,时光流转,乾坤挪移,经过数十年的发展,美西方国家工程师们调试设备时,还需要频繁查阅中文编写的技术手册。就连美国学者也不得不承认,全球电力领域的话语权,已经在不知不觉中,稳稳地落在了中国手中。
中国电力工业起步之时远逊于西方。1882年,上海外滩亮起首盏电灯,所依靠的还是全套美国进口的发电设备。
新中国成立初期,全国发电量仅居世界第21位,直到改革开放后经济腾飞带来的电力需求激增,才将我国一个峻的结构性矛盾暴露出来。
中国国土面积广阔,人口和能源分布极度不均,14亿人口中70%聚集在东部沿海经济带,而80%的能源资源却蕴藏在西部和北部地区,这种能源与负荷中心的逆向分布,给中国的经济发展带来了极大的挑战,在这样的情况下,我国迫切需要一条高效的输电通道。
传统输电技术在面对上千公里的输送距离时往往捉襟见肘,例如500千伏超高压线路输送1000公里,电能损耗可达10%,损耗巨大且效率低下。
正是这种现实困境,催生了中国对特高压输电技术的集中攻关。
相比于传统输电技术,特高压输电线路的容量能提升5倍左右,还大幅降低了远距离传输的损耗,走廊宽度仅为500千伏线路的一半左右,节省了宝贵的土地资源,经济输送距离也突破2000公里。
特高压并非中国首创概念。早在上世纪60至80年代,美、苏、日、意等国就已进行研究与试验,然始终未达成大规模工程化应用,不过这些国家的尝试为后来者积累了宝贵经验。
2004年,国家电网掌门人刘振亚力排众议,将特高压输电技术推上国家战略舞台。
2009年,中国首个特高压交流示范工程投入运行,标志着技术取得实质性突破。
随后的2010年,向家坝—上海±800千伏特高压直流输电工程建成投产,创下当时世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远的纪录,满足了上海约40%的用电需求,成为技术成熟的重要里程碑。
数十年间,中国特高压线路持续建设,截至2023年,4万公里特高压线路纵横中国,相当赤道总长度,这些线路每年输送电量超2万亿千瓦时,相当于减少标准煤运输6亿吨。
我国建成了世界规模最大、技术最先进的特高压电网网络,从设计、设备制造、施工建设到运营管理,全套核心技术体系皆已全面掌握。
这项技术成为中国解决西电东送、北电南供能源战略的核心支撑,国家电网河北公司特高压指挥部副总指挥张桂林直言:在特高压领域,中国标准实质上已成为国际标准。
这项技术的成功应用惠及千家万户,在自然条件严酷的青藏高原,国家电网的建设者们克服高寒缺氧,将稳定可靠的电力送入雪域高原的牧民家中,成为现代基础设施普惠性的有力证明。
中国特高压电网稳定运行,中国是全球唯一未发生大面积停电事故的国家,这充分表明中国特高压技术已取得成熟可靠的进展。
核心技术的突破是制胜关键,以百万伏特高压变电站的核心设备GIS为例,其安装精度要求极为苛刻,水平误差需控制在2毫米以内,且必须在无尘环境下进行。
经过中国工程师不懈的努力,我国创造性地开发了全天候多功能移动组装厂房技术和专用安装稳定架,攻克了这一世界级难题。
中国特高压技术的成功,不但化解了国内能源配置的难题,而且迅速登上世界舞台。
在巴西,国家电网公司承建并运营着两条关键的特高压直流输电线路,将巴西北部丰富的水电,高效输送到2000多公里外的东南部大城市,满足了当地数千万人口的用电需求,输送容量相当于整个葡萄牙的用电量,目前第三条特高压线路也在建设中。
菲律宾、葡萄牙等国家的电网运营也引入了中国的先进技术和管理经验。
中国特高压设备上的中文标识,以及中国技术规范在国际项目中的广泛应用,正是“中国标准”国际化的直观体现。就连美国学者也不得不承认,全球特高压领域的话语权,已经在不知不觉中,稳稳地落在了中国手中,甚至毫不夸张的说,中国标准就是世界标准。
美国能源专家鲁埃达也承认,中国在特高压领域实现了飞跃,突破了极限,在应用规模和电压水平上处于独一无二的领先地位。
不过特高压技术的全球推广并非坦途,尤其是在发达国家如美国。
美国是不想建造本国的特高压输电线路吗?当然不是。2003年,北美发生大停电事故,波及数千万人。暴风雪肆虐之时,不少民众丧生,这也加剧了公众对巨型电网潜在连锁故障风险的忧虑。
然而美国的落基山脉与阿巴拉契亚山脉形成的天然屏障,把电网分割成了三大独立系统。
与此同时,在其联邦制下,各州对电网建设拥有绝对话语权,建设一条跨州特高压线路,需要获得沿线所有土地所有者同意,还要协调多个区域输电组织的利益分配,最后需通过各州公用事业委员会的独立审查。
面临复杂的地理环境和国家监管体系,美国想要建设特高压线路,其难度可想而知,这也使得特高压在美国的发展远落后于中国。
从国内视角看,特高压电网不仅保障了能源安全,为京津冀协同发展、长江经济带建设等国家重大战略提供了强大动力支撑,更有力促进了能源结构转型和区域环境改善。
从全球视野看,中国掌握的特高压技术和提出的全球能源互联网倡议,为解决人类共同面临的能源、环境、气候问题,提供了一套切实可行的“中国方案”。
美国学者感慨需要理解中文才能跟进电力标准发展,本质上是对中国科研实力的认可,通过持续自主创新,中国在特高压领域贡献了领先的工程实践和技术体系。
特高压,这项曾被多国尝试又搁置的尖端技术,在中国实现了从理论到大规模工程应用的伟大跨越,不仅是西电东送的国之动脉,更成为连接世界能源未来的金色桥梁。
它所代表的中国标准和中国方案,其核心价值在于为解决全球能源困局、推动绿色低碳发展、促进人类命运共同体建设,提供了具有现实可操作性的技术路径与合作框架。
特高压:中国高端制造的“国家名片”——新华社《经济参考报》2016-09-26
瞭望|这项处于世界引领地位的原创技术,对碳达峰和碳中和意义何在——新华社新媒体2021-03-17
BBC:中国特高压电网如同“电力高铁”,为全球寻求能源转型方案提供宝贵经验——观察者网2024-11-17