唐元: 发展特高压:实施“三大一特”能源战略的关键环节

——建设特高压的必要性和可行性分析
选择字号:   本文共阅读 27 次 更新时间:2021-01-25 11:13:57

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唐元 (进入专栏)  
各大发电公司及地方发电公司竞相在经济发达的受端电力市场布点建设电源,目前电源建设一定程度上出现了投资过剩。建设特高压电网,可以通过市场化的手段调剂余缺,可以有效避免在负荷中心争相建设火电厂的局面。

   第三,未来的特高压电网规划方案,有利于推进电力市场化改革。未来考虑建设联结我国主要电源基地(西南水电基地和北方煤电基地)和主要负荷中心的华北~华中~华东特高压同步电网,与东北、西北和南方三个电网采用直流方式实现互联,全国形成华北~华中~华东、西北、东北、南方四个主要的同步电网,而不是形成一个同步电网。按照这一联网格局,既能够提高全国互联电网的安全稳定性能,又可以促进全国和区域间的电力交易和市场化进程,为西电东送和北电南送构建功率交换的高速通道,实现在更大范围内优化资源配置的目标。

   ——发展特高压具有可观的经济效益和社会效益。一次能源生产相对集中,以及能源产地与消费中心相对分离的分布格局,决定了我国能源大规模、远距离运输不可避免。采用特高压电网实施大规模、远距离输电与输煤相比更为经济,而且节约资源、保护环境,具有良好的经济效益和社会效益。

   特高压输电与煤炭运输相比具有良好的经济性。按照目前煤炭产地与电力负荷中心的煤炭价差测算,特高压输电方式更为经济。长远来看,煤炭运输的紧张状况将长期存在,且运输成本持续增加,送、受端煤价差将不断增大。与输煤相比,采用特高压输电方式的经济优势将越来越明显。以伊敏煤电基地为例,该地拥有优良的露天褐煤资源,依托现有基础,可以在5年内发展成生产煤炭1亿吨、装机2000万千瓦的特大煤电基地,把±800千伏特高压直流输电线路的建设成本和网损成本考虑在内,伊敏电输送到京津唐电网,落地电价也仅为24.9分/千瓦时左右,比目前受端电网平均上网电价33分/千瓦时低8.1分/千瓦时,优势十分明显;同时,由于当地煤炭开采可以实现98.2%的资源回采率和零死亡率,伊敏煤矿产能可替换2000多个小煤矿的生产能力,每年可节约煤炭资源5亿吨。

   特高压输电有利于缓解东部地区的土地和环境压力。我国东部地区,尤其是经济较发达的东南部地区,土地资源极为宝贵,酸雨污染严重,大气环境容量十分有限,将晋陕蒙宁煤电和西南水电大规模送往东部负荷中心,相应减少东部煤电建设,有利于节约东部地区的土地资源,改善环境质量。同时,可以在大型煤电基地通过规模开发、综合利用和集中治理,显著降低污染排放。如伊敏煤电基地,可以集中建设二氧化硫处理装置,减少废气排放;可以集中处理灰渣,用以制造水泥、涂料、肥料等,提高经济效益;生产、生活污水可以设专门处理厂集中处理,达标排放,灌溉草原;灰渣可以经分级综合利用后返排回填露天矿坑,覆盖腐植土并恢复植被,消除灰场和冲灰水对周围环境的污染。

   特高压电网具有显著的联网效益。发展特高压,可以实现网间更大容量的功率交换,最大限度地发挥大电网互联的错峰调峰、水火互济、跨流域补偿调节、互为备用和调节余缺等联网效益。据分析,建设特高压骨干网架、在华北、华中及华东地区形成交流同步电网,通过发挥互为备用、水火互济等联网效益,与500千伏弱联系相比,可减少装机容量2000万千瓦,直接节约电源投资约800亿元。强大的交流同步电网可以使华中电网无弃水电量发生,并且有助于川渝电网富裕水电在华东、华北更大范围内的消纳。

   特高压电网超大容量、远距离送电比超高压电网更加经济。1回1000千伏特高压线路的输电能力为450~500万千瓦,输电距离可达1000公里以上。而500千伏交流线路的输电能力为250~300万千瓦,输电距离500~700公里,实际无法与特高压1000千伏交流相提并论。特高压线路占用的输电走廊宽度仅为传输相同电力容量500千伏紧凑型线路的50%,线损率低约65%。

   特高压电网可以带动电力行业技术升级。建设特高压输电项目,可以为我国电力设备制造业提供广阔的发展空间;特高压的技术攻关可以提升我国输电装备制造业的自主创新能力。我们完全可以依靠国内巨大市场需求,依托强大科研和制造力量,通过发展特高压,带动我国输电装备制造业发展,使其成为较强国际竞争力的优势产业。

   ——发展特高压没有不可逾越的技术障碍。我国于l986年开始,将特高压输电技术研究连续列入国家“七五”、“八五”和“十五”科技攻关计划。按照国家发展改革委的统一部署,2005年2月起,国家电网公司全面启动了特高压前期研究工作。国内相关电力科研、规划、设计、运行、设备制造等方面的单位,在借鉴和汲取国际上特高压输电经验以及总结国内20多年研究成果的基础上,系统地开展了特高压交流试验示范工程关键技术的研究工作,在交流特高压输电过电压、潜供电流、电磁环境影响、无功配置、关键设备参数和国产化方案等关键技术和应用方面取得了突破性进展。特高压输变电关键设备,除GIS(气体绝缘全封闭组合电气设备)外,线路、金具、变压器、高压电抗器、敞开式和罐式断路器、继电保护和安全自动装置等都已具备国产化的能力。GIS设备可以通过引进技术生产。国内科研和规划设计单位,结合我国的具体情况,对特高压工程的环境影响进行了深入细致的研究,提出了我国1000千伏特高压交流输电试验示范工程的电磁环境水平指标,与我国500千伏交流输电线路的指标基本相同,能够满足环境保护对输电线路的要求。目前国家电网公司特高压输电工程环境影响的研究报告已获得国家环境保护总局的批复同意。至2005年6月,全国跨大区互联电网已初步形成。对特高压试验示范工程安全稳定运行和系统调试方案的研究也正在进行中,我国已完全具备运行和控制特高压试验示范工程和大型互联电网的能力。

  

发展特高压的当务之急是加快推进实验示范工程建设


   前不久,国务院正式核准了山西晋东南到湖北荆门的1000千伏交流特高压示范工程,标志着我国特高压发展已经从项目研发进入了工程试验阶段,为全面实施“三大一特”战略创造了条件。加快推进特高压输电试验示范工程,意义十分重大。

   一是有利于减少电网重复建设。“十一五”期间,以及可以预期的2020年,是我国电网的快速发展期。为保证电力的供应,如果不采用特高压输电技术,就必需大量建设500千伏电网来实现电力输送和分配。经济发达地区由于受土地资源的制约,西部地区由于受地形和环保的限制,可利用的线路走廊资源和站址资源都是有限的。如果不尽快建设特高压输电线路,这些宝贵的走廊和站址资源不可避免的都将被500千伏线路占用,不仅不利于资源的高效利用,也将使电网的可持续发展难以为继。出于电网安全性的考虑,一般不采用高一级电压线路和低一级电压线路并联运行的方式。特高压建设越推后,500千伏电网发展越快,在特高压出现后,已建的一些500千伏线路将不能发挥应有的作用,势必造成巨大的浪费。  

   二是有利于电网技术升级。根据电力发展的历史经验,一个电压等级从开始试验到成熟,再到大规模应用需要较长时间。加快推进特高压试验示范工程,将有助于尽快掌握特高压输电技术,在“十二五”和“十三五”期间电网建设快速发展,500千伏电网难以为继的时候,避免没有可用技术来保证电网建设可持续发展的尴尬局面。

   三是有利于尽早明确电网发展思路。合理的电网规划是电力建设的基础。是否采用特高压输电,对于到2020年前的中长期电力规划至关重要,对电力工业发展和技术进步产生重大影响。加快推进特高压试验示范工程,明确电力工业发展思路,有利于我国中长期电力规划的科学制定,有利于引导投资投向和科研方向,推动我国电力工业科技进步、结构优化和健康发展。

  

发展“三大一特”需要采取更加有力措施


   首先,要加强政府组织协调力度。应制定加快发展“三大一特”的规划方案,明确发展目标、项目安排和配套政策,形成中央政府主导、统一规划、市场导向、企业运作、综合开发的发展思路,集中必要财力物力加快推进。

   其次,要进一步明确核电发展思路。我国核电发展,目前存在技术路线选择、建设体制和铀资源开发储备等方面的问题。应当明确2020年以前核电发展主力机组以二代加压水堆技术机组为主,以加快核电规模发展;放开核电建设业主领域,让具备条件的电力公司成为核电发展的业主,依托中核集团和中广核集团发展核电设计工程公司,培育核电设备制造商;加大铀资源国内勘探开采力度,鼓励企业参与海外铀矿投资和开采活动,给予有资质的核电企业核燃料自主采购权,保障核资源供给。同时,应当按照发展更快一些的思路修改核电发展规划,争取到2020年核电装机达到1亿千瓦,占当年电力装机容量的8%左右。

   第三,研究制定特高压发展规划。特高压工程是推进“三大一特”建设的瓶颈,必须集中力量尽快突破。当前,应当加快试验示范工程建设,积累经验,为全面推进“三大一特”建设创造条件。同时研究制定特高压发展规划,抓紧一批重点工程方案论证。此外,还应当针对特高压的关键技术问题开展科技攻关,解决技术难题,确保电网安全。

   第四,积极推进煤电一体化基地建设。在建设13个大型煤炭基地规划的基础上,进一步制定特大煤电基地发展战略,尽快启动伊敏等一批煤炭开采条件好、水源有保证、环境容量允许的大型煤电基地建设项目。

   第五,加强和改善能源领域宏观调控。严格控制新建中小煤矿和火电厂,淘汰小煤矿、小火电等落后生产能力,加快电力市场改革,为“三大一特”留出市场空间。组织有关科研设计制造单位,加大“三大一特”关键技术的攻关力度,提高自主创新能力,加快重大能源装备国产化进程。

  

结论


   积极发展大煤电、大水电、大核电,采用特高压方式远距离输电,可以大大提高能源生产、转换、输送和使用效率,增强能源供给的安全性、经济性和可靠性。应当把发展“三大一特”作为我国能源发展的一项重要战略,认真组织实施,加快能源结构调整和布局优化,为经济社会发展提供坚实的能源保障。发展特高压是实施“三大一特”战略的关键环节,是提高我国电力工业整体发展水平的必然选择。发展特高压,不仅有利于更大范围配置能源资源,推动我国能源的高效开发利用,也有利于培育和发展国家电力装备产业,实现电力工业自主创新,推动我国电工装备制造业率先走向世界最前沿,是我国经济社会全面协调可持续发展的现实需要。

   (2008年)

  

  

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