王正陽
(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司連云港供電分公司,江蘇 連云港 222000)
電力資源在社會生產(chǎn)和人民生活中發(fā)揮的巨大作用是毋庸置疑的。從電力的主要來源看,我國當前的電力主要來源于煤炭、石油和天然氣。然而我們都知道,不管是煤炭,還是石油、天然氣,都屬于不可再生能源的范疇,隨著人類使用量的增多,這類能源的儲存量只會變得越來越少。相關(guān)統(tǒng)計顯示,如果按照當前對能源的使用量來計算,煤炭的產(chǎn)量岌岌可危,只能再供給20年,而石油只夠開采30年,儲量相對豐富的天然氣也只夠開采60年?;谀茉纯萁哌@種嚴峻的現(xiàn)實狀況,實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展變得尤為重要,這就要求人類要更多地關(guān)注那些可再生能源。從另外的角度來講,不可再生能源煤炭的大量使用帶來了嚴重的環(huán)境污染問題,特別是東中部地區(qū)頻繁出現(xiàn)罕見霧霾,范圍廣、強度大、時間長,給人民群眾的生產(chǎn)生活、身心健康造成嚴重危害,引起社會高度關(guān)注,大氣污染已經(jīng)到了非治不可、刻不容緩的地步。從環(huán)保的角度來講,可再生能源的清潔性應(yīng)該被予以更多的重視,因此,新時期電力能源采用新能源是一個不可逆的趨勢。
新能源一般分為水能發(fā)電、風力風電、太陽能光伏發(fā)電、清潔煤的使用。我國76%的煤炭資源分布在北部和西北部,80%的水能資源分布在西南部,絕大部分陸地風能、太陽能資源分布在西北部,而70%以上的能源需求卻集中在中東部。能源基地與負荷中心的距離為1 000~3 000 km。在負荷中心區(qū)大規(guī)模展開電源建設(shè)顯然會受到種種制約,比如運輸問題、環(huán)境容量問題等。如果要建設(shè)火電,還可以靠煤炭運輸,但費用較高,水電、風電由于不可能把水和風像煤那樣運輸,因此就更是無法實現(xiàn)。一邊是無法大規(guī)模建設(shè)的電源點,一邊又守著水能、風能等寶貴的清潔能源望洋興嘆,可見,在負荷中心大規(guī)模開展電源建設(shè)是不可行的。
新能源發(fā)電還存在一定的電力消納問題,這源于新能源的分散性。以風力發(fā)電為例,我國的西北地區(qū)是風能資源最為豐富的地區(qū),然而該地區(qū)的經(jīng)濟較為落后,風能發(fā)電的發(fā)電量不可能被這些地區(qū)全部消納掉,剩余的電量只有借助于西電東送,把西北過剩的發(fā)電量輸送到東部地區(qū)進行消納。前一段時間,內(nèi)蒙古風電“曬太陽”送不出的問題廣受關(guān)注。事實上,我國風電主要集中在“三北”地區(qū),當?shù)叵{空間非常有限。風電的進一步發(fā)展,客觀上需要擴大風電消納范圍,大風電必須融入大電網(wǎng),堅強的大電網(wǎng)能夠顯著提高風電消納能力。由此可見,未來我國電網(wǎng)的發(fā)展趨勢一定是大電網(wǎng)與分布式小規(guī)模電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。
利用新能源發(fā)電會遇到一個大的問題,那便是輸出問題。我們知道,我國目前絕大多數(shù)高壓電網(wǎng)指的是110 kV和220 kV電網(wǎng),超高壓電網(wǎng)指的是330 kV、500 kV和750 kV電網(wǎng),特高壓電網(wǎng)指的是以1 000 kV輸電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的電網(wǎng)。超高壓輸電網(wǎng)、高壓輸電網(wǎng)以及特高壓直流輸電、高壓直流輸電和配電網(wǎng)構(gòu)成了分層、分區(qū)、結(jié)構(gòu)清晰的現(xiàn)代化大電網(wǎng)。特高壓電網(wǎng)具有長距離、大容量、低損耗輸送電力的特點,據(jù)測算,1 000 kV交流特高壓輸電線路的輸電能力超過5.0×106kW,±800 kV直流特高壓的輸電能力達到7.0×106kW。從資源優(yōu)化配置來看,隨著我國能源戰(zhàn)略西移,大型能源基地與能源消費中心的距離越來越遠,能源輸送的規(guī)模也將越來越大。在傳統(tǒng)的鐵路、公路、航運、管道等運輸方式的基礎(chǔ)上,提高電網(wǎng)運輸能力,也是緩解運輸壓力的一種選擇。以已經(jīng)投運的1 000 kV特高壓示范工程為例,目前每天可以送電2.0×106kW,改造后可以達到5.0×106kW,這相當于每天從山西往湖北輸送原煤2.5萬~6萬噸。湖北媒體說,這相當于給湖北“送”來了一個葛洲壩電站。
從經(jīng)濟效益看,目前西部、北部地區(qū)的電煤價格為200元/噸標準煤。將煤炭從當?shù)匮b車,經(jīng)過公路、鐵路運輸?shù)角鼗蕧u港,再通過海運、公路運輸?shù)饺A東地區(qū),電煤價格則增至1 000多元/噸標準煤。折算后每千瓦時電僅燃料成本就達到0.3元左右。而在煤炭產(chǎn)區(qū)建坑口電站,燃料成本僅0.09元/kW·h。坑口電站的電力通過特高壓輸送到中東部負荷中心,除去輸電環(huán)節(jié)的費用后,到網(wǎng)電價仍低于當?shù)孛弘娖骄暇W(wǎng)電價0.06~0.13元/kW·h。特高壓更是清潔能源大發(fā)展的必要支撐,只有特高壓才能夠解決清潔能源發(fā)電大范圍消納的問題。特高壓電網(wǎng)將成為我國大容量、遠距離的能源輸送通道。
綜上,在使用新能源和特高壓時,能源的巨大消耗是擺在世界各國面前共同的問題,我國作為一個能源十分短缺的國家,更應(yīng)該注意新能源發(fā)電技術(shù)的利用。隨著特高壓技術(shù)的研發(fā)、建設(shè)并投入運行,我國的電力輸送技術(shù)水平將迎頭趕上。特高壓戰(zhàn)略讓人振奮,在運行之后,拓展了我國能源戰(zhàn)略的大格局,并能普惠千家萬戶,到2020年前后,國家電網(wǎng)特高壓骨干網(wǎng)架將基本形成,國家電網(wǎng)跨區(qū)輸送電容量將超過2億千瓦,占全國總裝機容量的20%以上。
目前,落實“一帶一路”,構(gòu)建以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的全球能源互聯(lián)網(wǎng)成為電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵,打造具備“泛在、柔性、智能、互動、安全”特性的基礎(chǔ)支撐平臺,支撐“網(wǎng)架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動”的能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和運營成為電網(wǎng)建設(shè)的目標。通過努力,我國一定能夠走出一條更為環(huán)保而可持續(xù)的新能源電網(wǎng)道路。
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