按:3月5日,人民政协报两会专刊的一版及D1至D4版刊发了“自主创新:聚焦特高压特刊”,通过系列文章系统解读了国家电网公司特高压发展成就,现将文章转载如下,以飨读者:
国家动脉——国家电网公司特高压工程建设纪实
这将是一个布局合理的能源输送网络,从能源基地到负荷中心,巨大的电流稳定流淌,畅行无阻;这将是一幅宏大的能源地图,勾勒出中国未来一段时期能源安全的屏障;这将是一部科学发展的实践记录,每一步走下去,都引领我国能源布局的优化配置与能源基因的绿色转变。
2013年的新年是从雾霾开始的。新年的欢快气氛还未酝酿,一个月20多天的雾霾天气就让很多城市体会到“灰头土脸”的尴尬。如何消除雾霾的种种争论与激辩越来越清晰地表明,空气大环境的净化,远不是将燃煤电厂和排放工厂从大城市搬到小城市、将开车的天数从每周7天减少到6天那样简单的加减法。雾霾中的迷茫让人们开始思考更高效、更可持续的能源与交通格局。
从资源禀赋来看,我国能源资源与经济发展分布并不平衡。煤炭资源的2/3以上集中在晋陕蒙“金三角”内;水能的80%集中在西南地区,可集中开发的风能和太阳能则分布在西北和东北地区,然而70%的用电负荷却聚集于东中部16省。这样的能源布局给了我们两种选择——要么在负荷中心区建设电站,要么在能源中心区建电站输送!
在过去很长一段时间,我们都选择前者。
负荷就地平衡的思路,曾经为东部沿海沿江的经济发达地区竖立起一座又一座烟囱与冷却塔。然而随着我国经济近十年的高速发展,东部地区的“工业血脉”——电力供应却逐年吃紧,终于在2002年到2007年出现高达3000万千瓦的“硬缺电”。东部企业只好收紧了“能源的腰带”,开始了“开四停三”或者“开三停四”的紧巴日子。
东部还能建设多少电厂?运来多少煤炭?中国工程院院士薛禹胜对此不无担忧:“纵观长江沿岸整个东部地区,平均两个电厂之间的距离是30公里,从南京到镇江甚至每10公里就有一个电厂。按这个密度,当地环境已经无法承受这样的排放水平。到目前为止,华东地区二氧化硫的排放量是全国平均排放量的20倍。在长三角,我们还能承受更多的电厂吗?”
资源与环境的双重约束下,煤电运顽疾如同环环相扣的九连环,能源问题已经不单纯是能源领域的问题,不能用头痛医头、脚痛医脚的传统医术来诊治。跳出自我发展的小圈子,创新思维,用“大能源观”重新审视我国的能源问题,一条通向正确答案的康庄大道呼之欲出。
特高压破题
离2005年新年还有5天,国家电网公司召开专门会议启动特高压工程。深入讨论之后,会议决定正式向国家发改委提交特高压立项报告,成立刘振亚任组长的领导小组及工作组,并聘请院士、专家组成顾问组。此举,正是国家电网公司瞄准了国家重大需求,发挥企业在创新中的主体地位,力争世界电力科技领域最高峰的决策之举。
2005年6月下旬,国家发改委在北戴河组织专家就特高压进行专业讨论。会上,每位专家面前都堆起近半米高的资料。会议连开3天,得出结论:特高压技术由国家组织研究;可以上马特高压示范工程,但须遵循客观规律。
起初,人们对这个陌生的专业词语还颇有疑虑——“发达国家都没有,我们能成功吗?”这样的担忧,与中国电力行业长期以来的“追赶者”角色不无关系。从历史看,500千伏之前的每次压升级,中国从来没有发出过自己的声音。但实际上在国外电力发展中,新的电压、新的技术在争论中诞生的情况并不罕见。“美国的电力系统每次升级电压,都会伴随着大量的争论与辩论,而且这样的争论会一直持续,直到新的电压等级用实践证明自身的安全与可靠为止。只是这一次,这场争论由中国人来领衔而已。”美国电气和电子工程师协会(IEEE)的一位输电专家这样解读我国专家的特高压之辩。
来自各方的不同学术意见,都被国家电网公司当做课题进行研究,特高压的开展因此更谨慎、更扎实。此后的实践证明,因为充分的争论与大量的试验验证,特高压交流试验示范工程的各项指标比预想更加优秀。
2006年8月9日,1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程获得核准。
登顶之路
2006年秋天,北京房山。
有人发现一座几天前才看到的20多层楼高的铁塔忽然消失了。这座塔是我国第一基特高压真型试验塔。在它被建好又被拉倒的过程中,测试人员记录下了大量宝贵的数据。
这不过是无数次特高压技术试验中的一次。在此之前,已经有上千名电力科研人员投入到特高压的试验田中。
年届六旬的老专家万启发已经记不清曾多少次登上武汉特高压试验场60米高的铁塔了。“导线间隙缩小1厘米,可以减少1%的塔材用量。对于一条几百甚至上千公里的线路来说,可以节约多大一笔开支呀!”为了测量准确的导线间隙和风偏,老人即使两腿发颤、汗流浃背,也总是坚持自己上塔测量。每上去一次,他就要在烈日下曝晒近两个小时。在特高压试验场,专家和普通工人是很难区分开来的,他们全都衣着朴素,面色黝黑。
年长的科学家不愿错过,而年轻的科研人员则不能错过这场里程碑式的电网科技盛宴。
十几年前,刚毕业不久的汤广福到我国首个直流工程换流站参观,心中很是震撼:“不仅换流阀等核心部件都是纯进口的,连草皮都要从国外打包进口。”他记得,长期以来中国电力科研人员总会在国外顶尖电力实验室门口吃“闭门羹”,跨国大鳄们对待直流核心技术的态度出奇地一致——不发文章、不开会交流、不降低价格。如此严密的技术封锁,对他触动很大。十几年后,汤广福和他的团队站到了世界电力技术的前沿。他们自主创新研制出性能卓越的特高压直流换流阀,不仅打破了外国企业的技术垄断,降低了建设成本,还吸引了巴西、印度等国的深度关注,使中国电力行业成为全球市场的有力竞争者。