發布時間：2021-02-09
我國特高壓在國際上“無標準、無經驗、無設備”的情況下，成功實現從“白手起家”到“大國重器”，從“中國創造”到“中國引領”，從“裝備中國”到“裝備世界”?？梢哉f，建設特高壓電網，是我國電力發展史上最艱難、最具創新性、挑戰性的重大成就，更是中國乃至世界電力行業發展的重要里程碑。
在碳達峰、碳中和的大背景下，特高壓電網已成為中國“西電東送、北電南供、水火互濟、風光互補”的能源運輸“主動脈”，破解了能源電力發展的深層次矛盾，實現了能源從就地平衡到大范圍配置的根本性轉變，有力推動了清潔低碳轉型。
截至2020年底，中國已建成“14交16直”在建“2交3直”共35個特高壓工程，在運在建特高壓線路總長度4.8萬公里。
“現在特高壓干成功了，人們說我是'特高壓之父'，我認為應該是'特高壓之負'，勝負的負。這么多年，我因為堅持搞特高壓，弄得自己傷痕累累，這些又能跟誰說呢?！眹译娋W公司原董事長、全球能源互聯網發展合作組織主席劉振亞如此感慨。
未來，以特高壓為骨干網架建設全球能源互聯網，將推動全球清潔能源基地開發、各洲各國電網互聯，促進能源網、交通網、信息網“三網”融合發展，為破解資源緊張、環境污染、氣候變化、貧困疾病等全球性挑戰，實現人類社會可持續發展開辟新道路、作出新貢獻。
（文丨本報記者 李文華）
中巴車上“亮招”
2004年底，掌舵國家電網公司兩個月的劉振亞和時任國家發改委主要領導，一同參加三峽—廣東直流輸電工程驗收總結會。疾馳的中巴車上，談及中國缺電的現狀，劉振亞深感憂慮，國內電力供應已“嚴重拖了經濟發展的后腿”。
大規模、長距離輸煤一直是中國能源資源配置的主要方式，鐵路新增運力的70%以上用于煤炭運輸。本世紀初我國沿長江每30公里就有一座發電廠，長三角地區每年每平方公里二氧化硫排放量達到45噸，是全國平均水平的20倍。這和中國資源稟賦與負荷逆向分布密不可分。中國76%的煤炭、80%的風能、90%的太陽能分布在西部北部，80%的水能分布在西南部，70%以上的電力消費集中在東中部地區，能源富集地區距離東中部電力需求中心1000到4000公里左右。
對于國家發改委主要領導關于解決方案的疑問，自稱“電工班班長”的劉振亞亮出“高招”：建設“電力高速公路”——特高壓電網，徹底扭轉中國電力發展長期受制于煤炭運力的難題。
特高壓是指1000千伏交流和±800千伏及以上直流輸電技術，具有輸電距離遠、容量大、效率高、損耗低、單位造價低、占地省等諸多優勢，能夠有效解決能源供應不安全、現有電網不安全、生態環境不安全等問題。
如何從根本上解決化石能源資源有限與需求快速增長、煤電運緊張與能源資源配置能力不足、清潔能源發展與消納困難等矛盾？
劉振亞這樣描述特高壓思路的形成：“2000年以前我在山東工作，當時各個地方都是哪里缺電就在哪里建電廠，不重視電網，也很少考慮有沒有煤、運力夠不夠。2000年以后來到北京，從更高層面再看我國能源資源、電力供需，才深刻認識到，就地平衡的電力發展方式，是造成我國煤電運長期緊張，周期性、季節性缺電的根源，要根本解決這一難題，必須發展輸電容量更大、輸電距離更遠、更高電壓等級的電網，提高電網'運力'，有朝一日能在全國范圍配置電力?！?
事實上，剛剛掌舵國家電網公司的劉振亞，在主持第一次黨組會上就提出要發展特高壓。會后，國家電網公司就發展特高壓向國家遞交了一份材料。中國特高壓發展的大幕由此正式拉開。
如果更早追溯，劉振亞的胸有成竹，源于早在他的研究生論文中就涉及了中國需要更高電壓等級這一課題。
在劉振亞腦海中醞釀多年的特高壓輸電這一“高招”，打動了大家，在當天三峽-廣東直流輸電工程驗收總結會上，他們表示特高壓輸電是“解決能源問題很好的思路和辦法”，應在“電力規劃中加以研究和考慮”。
2005年春節后，國家電網公司啟動了可行性研究。2月16日，國家發改委發文（發改辦能源【2005】282號）提出“啟動我國百萬伏級交流、正負80萬伏級直流特高壓輸電技術前期研究工作”。3月21日，國務院領導主持會議，劉振亞作了匯報。這次會議紀要（國閱【2005】21號）明確同意發展特高壓電網，并將特高壓納入國家重大裝備規劃。
籌劃多年，特高壓建設按下了“加速鍵”。
特高壓“論戰”
就在發展特高壓得到國務院領導認可后不久，一股反對聲音也在萌生。
2005年5月，一份題為《關于發展特高壓電網存在的問題和建議》的報告，提交到國務院。提出現有的500千伏電網上面再搞一個1000千伏級電網，是否必要，是否安全。
三天后，國務院要求國家發改委組織專家討論。一場曠日持久的特高壓“論戰”由此展開。
2005年6月21-23日，國家發改委在北戴河組織召開了特高壓輸電技術研討會。會場擺的論證資料厚達半米，“200多人參加，既有電工專家，也有電力設備專家”。
專家們提出的問題主要集中于四個方面：輸煤輸電比較、特高壓經濟性、安全性和電磁環境影響。
事實上，與500千伏超高壓交流輸電相比，1000千伏特高壓交流輸電距離增加了2-3倍，輸電容量提高了4-5倍，輸電損耗僅為1/3，走廊寬度僅為1/3，單位造價只需70%。
與±500千伏超高壓直流輸電相比，±800千伏、±1100千伏特高壓直流輸電距離分別增加了2-3倍、5-6倍，輸電容量分別提高了2-3倍、4-5倍，輸電損耗不到1/2、1/4，單位容量走廊寬度僅為65%、55%，單位造價只需65%、40%。
與輸煤相比，西部北部大型煤電基地的電力通過特高壓輸送到東中部負荷中心，到網電價比當地煤電標桿上網電價低0.06-0.13元/千瓦時。
另外，特高壓輸電工程的電磁環境指標均符合國標要求，噪聲明顯低于500千伏輸電工程。
從2009年我國第一條特高壓工程投運到現在，我國已經建成了30個特高壓交直流工程，充分驗證了特高壓的安全性。在特高壓電網的有力支撐下，我國電網是目前世界上唯一沒有發生大面積停電事故的特大型電網。
會上，大部分人都贊成搞特高壓，即便一些人提出了需要改進或注意的問題，但大方向上也都贊成搞。國家電網公司呼吁“開展試驗示范工程建設的條件已經具備，建議盡快批準試驗示范工程”。
2005年9月下旬，晉東南-南陽-荊門1000千伏交流特高壓試驗示范工程可行性報告順利通過國家審批。
北戴河會議后，特高壓發展未能一帆風順，一些機構和人員再次提出不同意見。
2005年10月31日，國家發改委召開第二次論證會，并特意邀請反對特高壓的人來參加。
會議邀請了原電力部部長史大楨、原電力部副部長陸延昌等老領導，與會專家寫了書面意見材料，并都簽上了名字。
兩次會議過后，反對意見仍然集中在特高壓的安全性、經濟性、可靠性等問題，尤其是對交流特高壓技術的應用以及由此出現的交流同步電網、大電網安全性等方面，還有不同意見。2006年春節后，一些人再次提出，慎重考慮發展特高壓技術。
特高壓一度成了敏感話題，開始陷入“專家上書-國家電網公司匯報-政府論證-專家再上書-國家電網公司再匯報-政府再論證”的“怪圈”。
后來，國家發改委原副主任、國家能源局原局長張國寶在《篳路藍縷》一書中回憶：“由于有著過多的爭議，延緩了特高壓的建設?！薄安灰f劉振亞了，像我們這樣的人都感到身心疲憊。其實爭論不可怕，但只爭論不拍板，這是有問題的?！?
2006年11月27日，國家電網公司舉辦了特高壓輸電技術國際研討會。會上，時任國際大電網會議秘書長科瓦爾認為，發展特高壓不存在技術可行性問題。對于是否發展特高壓技術，當時意見已經比較一致。
但在第一條特高壓工程已經安全運行了5年多，后續多條特高壓工程相繼建成并安全運行的事實面前，仍然有人不斷質疑。
為此，2014年3月，全國政協組織了一次專題調研。5月15日，全國政協雙周協商座談會專題研究特高壓發展有關重大問題。會上，國家電網公司就為什么要發展特高壓技術、為什么要構建“三華”同步電網、為什么特高壓電網要交直流協調發展等重大問題進行了全面系統匯報。這次會議對特高壓發展有很大的推動作用，但原來反對的人仍然堅持反對。
無論如何，全國政協座談會、北戴河會議、發改委會議、特高壓國際會議，在中國特高壓發展史上，都是繞不過的思想論戰。
“思想解放”的困境
特高壓發展過程中，面對的最大難題首先是思想認識問題。
中國電力行業，幾十年來已經習慣了跟著歐美發達國家走，有些人首先思維上就有定式，認為外國人搞不成的中國人也搞不成。
但好像無論特高壓發展到什么程度，永遠也叫不醒那些裝睡的人。于是，在特高壓發展不同階段，總會出現不同聲音。早期，有人提出我國不需要特高壓，現有電壓等級就能滿足要求；之后，又提出特高壓核心技術中國人解決不了、關鍵設備造不出來；工程建設階段，提出電磁環境問題無法解決；工程投運后，提出設備不可靠、電網不安全不經濟；多條工程安全穩定運行多年后，又提出不需要特高壓交流、只需要特高壓直流。爭論層層加碼。正如原電力部部長史大楨所說：“如果要抱著舊觀點不放，誰也不會發展，我就希望有些人能夠早一點醒過來就行?！?
2006年元旦前兩天，特高壓輸電技術被正式列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》。但有人仍指出該規劃綱要沒有說電壓等級，沒有明確說是特高壓。
對此，張國寶回憶：“有人說《綱要》里沒有說電壓等級是多少，沒有指出來特高壓。后來我翻了一下，里邊是寫清楚了的，直流是±800千伏，交流是1000千伏?！薄拔艺J為發展特高壓還是多數科技工作者的共識?！?
為了積極應對，國家電網公司曾多次到國務院匯報工作，寫了多份匯報材料，說明電網電壓等級、規模與安全性沒有必然聯系。保證電網安全關鍵是電網的結構和技術手段的先進性、適用性以及運行管理水平。
為了全面了解特高壓發展情況，國家電網公司先后組織專家多次赴日本、俄羅斯等國家實地考察。2005年，劉振亞在日本考察期間，甚至專門中途停車徒步上山，聽特高壓線路噪聲。當年日本建設了特高壓輸電線路，但一直降壓500千伏運行；特高壓試驗站三臺試驗用單相變壓器，分別由日立、東芝、三菱制造，一直帶電試運行。在俄羅斯考察時，看到前蘇聯時期研發的特高壓開關斷口多達12個（中國特高壓開關斷口一般是2個），又笨重又粗糙，這也是受當時的技術和材料所限。
通過考察，國外特高壓發展要么是尚處于研究階段，要么是因為技術或經濟的原因，沒有商業運行。
“當時看到日本和俄羅斯的特高壓都不成功，我壓力很大，但為了國家發展，面對再大的風險，也要把特高壓搞成功?！倍嗄暌院?，劉振亞用了“后怕”兩個字來形容這段心路歷程。
思想解放的過程雖然艱辛，但不解放，就不可能推動特高壓創新發展。平息爭議最好的辦法顯然是用事實來證明。正如2015年原電力部部長史大楨所說，國內關于特高壓的爭論至今沒有結束，但是這十幾年取得的實際效果證明，即使有不同意見，特高壓這條路堅決非走不可。
征服電力“珠穆朗瑪峰”
特高壓在中國屬于“白手起家”。
2004年以來，國家電網公司先后組織幾十家科研機構和高校、200多家設備制造企業、500多家建設單位、幾十萬人參與了特高壓基礎研究、技術研發、設備研制、系統設計、試驗驗證、工程建設和調試運行等工作，攻克了310項關鍵技術，解決了過電壓與絕緣配合、電磁環境控制、特高壓交直流混合大電網安全控制等世界級難題。
判斷電網是否安全，世界各國都是以仿真計算作為評價依據。中國電科院建成了世界最先進的電力系統仿真平臺，對包括220千伏到1000千伏電網、2258臺發電機、35932條線路、11547個節點的超大型特高壓交直流混合電力系統進行了全景仿真計算，模擬了10萬多個故障條件和運行方式，充分驗證特高壓電網的安全可靠性。
2010年，在“三華”電網爭議沸點之時，國家能源委專家咨詢委員會專門組織專家、院士到中國電科院調研。中國電科院通過仿真模擬計算和多方案比較，認為“三華”同步電網不是優和劣比選，而是電網發展的必然選擇。
特高壓設備國產化，需要先進的試驗條件。目前，中國建成了世界上電壓等級最高、技術最先進、功能最完備的特高壓試驗研究體系，并依靠自主創新成功研制了世界上電壓等級最高、容量最大的單體變壓器、直流換流閥、換流變壓器，開斷能力最強的開關設備等21大類、百余項首臺首套特高壓關鍵設備實現國產化。
“不逼上絕路，都不知道創新潛力有多大?！碧馗邏旱暮芏嚓P鍵設備就是這么逼出來的。晶閘管是特高壓直流輸電的“CPU”，決定了特高壓直流的輸電能力。當時，有5英寸和6英寸兩個方案。多數意見認為，“5英寸晶閘管技術成熟，國內能夠生產，而6英寸晶閘管國內外均未生產使用過，靠國內自主研發很困難”“當時，我是堅持采用6英寸方案，國家電網公司內部有些同志其實也有畏難情緒，擔心搞不成。但世界上哪有簡簡單單，就能實現的國際領先？”劉振亞在回憶這段經歷時表示。
現在來看，6英寸的方案選對了。6英寸晶閘管，將通流能力從5英寸晶閘管的3000安培，提高到6000安培以上。新疆準東-皖南±1100千伏特高壓直流線路長度3324公里，輸電容量達到1200萬千瓦。未來，±1100千伏特高壓直流輸電距離可達6000公里、輸電容量可達1500萬千瓦。
正是依靠創新精神，中國制定了全球首個具有完全自主知識產權的特高壓技術標準體系，形成了特高壓交直流工程從設計到制造、施工、調試、運行、維護的全套技術標準和規范。中國特高壓交流電壓成為國際標準。
特高壓的成功帶動了我國電工裝備制造產業全面升級，實現了我國特高壓全面“走出去”。2014年和2015年，國家電網公司先后中標巴西美麗山水電特高壓直流送出一期和二期工程，目前兩項工程均已建成并保持安全穩定運行。
2008年路透社曾發文稱，中國計劃在2020年時建成一個特高壓電網，這項計劃“出其不意地搶在那些在升級老電網行動遲緩的西方國家的前頭”。
俄羅斯聯邦電工研究院院長、俄羅斯科學院院士吉哈捷耶夫，在觀看中國特高壓的成果后兩次流淚。雖然特高壓在前蘇聯起步更早，但最終中國攀登上了世界電力技術的高峰，難免失落和遺憾。
霧霾“催化劑”
2011年，特高壓建設真正駛上“快車道”與一場突如其來的霧霾密不可分。
當時，國家發布報告稱，東北、華北、西北“三北”地區風電并網裝機容量和發電量均占全國85%以上，但棄風情況比較嚴重。2011年，“三北”地區棄風電量達123億千瓦時，對應電費損失約66億元。
一面是突如其來的霧霾，一面是清潔能源嚴重浪費。
但在2011年前后，新的特高壓線路批復依然是個未知數。
正是這段時間，有人提出，只需要發展特高壓直流，不需要發展特高壓交流，反對建設特高壓交流“三華同步電網”。
“交流、直流只是功能作用不同，就像男人和女人，只是性別不同，沒有優劣之分?！眲⒄駚啅娬{。事實上，無論國內還是國際，交流電網都是主體。特高壓直流好比萬噸巨輪，特高壓交流電網好比深水港，發展萬噸巨輪就必須建設深水港。如果只發展特高壓直流、不發展交流，形成“強直弱交”結構，很容易因交流故障導致直流系統換相失敗，甚至多條直流同時故障，導致發生大面積停電事故。
2013年9月，國務院《大氣污染防治行動計劃》提出，力爭實現京津冀、長三角、珠三角等區域煤炭消費總量負增長，逐步提高接受外輸電比例。2014年2月12日國務院研究部署加強霧霾治理的常務會議上明確“實施跨區送電項目”。
4月18日，新一屆國家能源委員會首次會議明確提出，發展遠距離大容量輸電技術，開工建設一批特高壓輸電通道。5月，國家提出加快推進大氣污染防治行動計劃12條重點輸電通道建設，國家電網公司負責11項輸電工程建設，其中特高壓工程8項，2017年12月25日全部投運。
2018年新基建首次出現在中央經濟工作會議上，特高壓或許等來了春天。9月3日，國家能源局準備了一個特高壓核準計劃：12條特高壓工程，合計輸電能力5700萬千瓦。
可以預見，“一頭連著西部清潔能源開發利用、一頭連著東中部霧霾治理”的特高壓電網必將會越來越得到重視。
非技術因素的“怪圈”
特高壓和高鐵、5G分別是我國能源、交通、信息通信三大基礎產業重大技術創新典范。本世紀初，中國高鐵和特高壓幾乎同時起步，2004年國家出臺了“四縱四橫”高鐵規劃，后來又規劃了“八縱八橫”。5G發展更是如火如荼。
但與高鐵和5G相比，特高壓電網覆蓋全國還有相當大的差距。發展了十幾年，特高壓電網“強直弱交”這柄“達摩克里斯之劍”一直懸在頭上。
劉振亞認為，有些特高壓直流工程利用率低，要么是送端電源建設沒跟上，沒有那么多電可送，要么是受端特高壓交流工程建設沒跟上，電網消納能力不足，接受不了那么多電力，最終造成特高壓直流輸電能力閑置和浪費。如果不發展交流電網，直流送電能力也會受限。
從2009年到現在，華北、華中兩大電網依然僅靠著一條特高壓交流線路保持著弱聯網，就像“大象走鋼絲”。無奈之下，國家電網公司當年大規模建設抽水蓄能電站、調相機，提高電網的有功和無功調節能力，也可以視為一種確保安全的“自救”。
特高壓發展難，問題到底在哪里？
是技術問題嗎？張國寶在書中回憶：“國家電網公司堅持要建特高壓交流線路，想把'三華'（華東、華中、華北）電網聯起來，而有人反對三華電網，應該是技術之爭的問題摻進了非技術因素?！?
是體制問題嗎？建國以來，鐵道部一直是最穩定的部委之一，而電力是管理機構變革次數最多的行業，經歷了燃料工業部、水利電力部、能源部、電力部、電監會、能源局等多次變革。1996年底，組建國家電力公司，2002年撤銷后，組建了兩家電網公司、五家發電集團以及規劃設計、設備制造、工程建設等一批相關電力企業。山頭林立，難免會有門戶之見。
特高壓爭論多年，隨著技術問題一個個解決，反對意見最后都會歸咎到改革上，這是近20年中國電力行業獨有的一個“怪圈”。更有人認為，國家電網公司借發展特高壓加強電網壟斷，而發展特高壓交流、搞同步電網，就是加強壟斷的“罪證”。
事實上，加強電網同步互聯是保障大電網安全的有效手段。2012年7月30日和31日，印度連續發生大面積停電，波及超過6億人。從事故分析，當時印度電網網架以400千伏為主，尚未形成全國同步聯網，五大區域電網之間聯系薄弱，電力供應和事故支援能力嚴重不足。
事故發生后，印度加強全國聯網和電網統一管理，2013 年建成了765千伏的全國交流同步電網，電力供應能力顯著提升,此后再未發生大面積停電。
與我國“三華”電網相比，印度電網供電范圍是“三華”電網的1.2倍，供電人口數量和密度分別是1.7倍和1.3倍。印度早在八年前就實現了全國交流聯網，而我國“三華”電網建設仍在反復爭議中。
2018年9月，由南方電網公司專家牽頭組織了一份《我國未來電網格局研究（2020年）咨詢意見》報告。有業內人士分析稱：“報告中說'特高壓交流一般不作為輸電工程使用''不建議建設特高壓交流同步電網'。為何會得出特高壓交流既不適合輸電也不適合聯網的結論？背后的緣由，頗耐人尋味?！?
由于體制原因，技術似乎也會有門戶之爭。來看一組數據：南方電網公司先后建成了4條±800千伏特高壓直流線路，有3條采用5英寸晶閘管，輸電容量都是500萬千瓦。國家電網公司第一條±800千伏特高壓直流輸電容量640萬千瓦、第二條720萬千瓦、后來又提高到800萬千瓦、再到1000萬千瓦。同樣是±800千伏特高壓直流，輸電能力相差了一倍。
未來，特高壓路在何方？新時代又將賦予特高壓什么樣的歷史使命？這些問題值得我們理性思考。
碳中和“風口”
是一種巧合，也或是一種注定。
2020年9月22日，我國在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布碳達峰、碳中和目標迅速引發全球熱議。就在同一天，全球能源互聯網發展合作組織舉辦破解氣候環境危機國際論壇，正式發布《破解危機》和《可持續發展之路》兩項成果。半年之后的2021年3月18日，合作組織又發布了中國2030年前碳達峰、2060年前碳中和、2030年中國能源電力發展規劃和2060年展望等研究成果，提出了中國碳達峰、碳中和路線圖。
中國特高壓發展的成功，已經為構建全球能源互聯網鋪平了道路。全球能源互聯網是以特高壓為骨干網架，在全球范圍配置能源、推動實施“兩個替代”（能源開發實施清潔替代、能源使用實施電能替代）的平臺，是以新能源為主體的新型電力系統，最終形成清潔主導、電為中心、綠色低碳、經濟高效的現代能源體系。
聯合國秘書長古特雷斯曾表示，中國特高壓技術對可再生能源發展至關重要，全球能源互聯網是實現人類可持續發展的核心和全球包容性增長的關鍵。
諾貝爾物理學獎獲得者、美國能源部原部長朱棣文認為，中國挑戰美國創新領導地位并快速發展的相關領域就包括特高壓交、直流輸電。
“如果沒有寬帶技術，世界能成為'地球村'嗎？”劉振亞曾這樣比喻，“可持續發展的核心是清潔發展，實現清潔發展就要大規模開發清潔能源，清潔能源變為電力輸送就離不開特高壓。如果沒有特高壓技術，全球能源互聯網是想都不敢想，現在這是實實在在可操作的?！?
隨著時代發展，特高壓不僅是新的輸電技術，更是新的資源配置平臺、新的低碳發展道路。肩負著能源轉型和永續供給、清潔低碳和綠色發展、創新驅動和民族復興、可持續發展和人類命運共同體建設等多重使命。
回顧過去，特高壓推動了我國電力革命，實現了能源電力發展方式的重大轉變。立足現在，我國特高壓電網全面建設，積極推動世界能源電力變革轉型。展望未來，以特高壓電網為核心，加快構建我國和全球能源互聯網，促進“三網”（能源、交通、信息）融合發展，將為實現碳達峰、碳中和目標，推動人類社會可持續發展發揮更大作用。
2022-08-25
2021-03-20
