“特高壓”輸電引巨大爭議:利益的搏弈
一、特高壓首次交鋒:自我博弈,更是科學的博弈
特高壓交流,爭議不斷。從 2005 年國網(wǎng)提出建設特高壓交流開始,特高壓交流就一直陷入爭議的漩渦中,尤其是在 2010 年 12 月,23 位來自北京和其他地區(qū)的電力行業(yè)老專家集體聯(lián)名上書,反對建設“三華聯(lián)網(wǎng)”特高壓交流,反對意見達到頂峰,反對者主要有兩條意見:一是建設特高壓同步電網(wǎng),特別是“三華”同步電網(wǎng),擔心同步電網(wǎng)規(guī)模太大,系統(tǒng)發(fā)生嚴重故障引發(fā)跨網(wǎng)、 存在造成大面積停電的安全隱患; 二是既然特高壓交流電網(wǎng)輸電存在爭議,能否跨區(qū)域輸電只發(fā)展特高壓直流輸電。從反對者的意見來看,這些反對意見多局限于感性看法上,在科學計算方面的論證不足。
科學論證“三華”特高壓同步方案。我們認為新生事物的成長總是伴隨著各種爭議,有爭議才能做到更加完善; 針對反對者的反對意見,國家能源專家咨詢委員會到電力科學研究院進行了科學論證。電力科學研究院構(gòu)建了三種方案,一種是 500kV 方案,即維持現(xiàn)有的 500kV 電壓網(wǎng)架,各大區(qū)域間以直流輸電線路相連。第二種是“三華”特高壓異步方案, 即華北、華中以1000kV 交流相連,形成同步電網(wǎng);華東電網(wǎng)與華中電網(wǎng)以直流相連,為異步區(qū)域電網(wǎng)。第三種是,“三華”特高壓同步方案,即用1000kV 特高壓交流將華北、 華中和華東三個區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)接成“三華”同步電網(wǎng)。通過計算機模擬計算,和前兩種方案相比,第三種方案減少了直流饋入,交直流協(xié)調(diào)發(fā)展,承受嚴重事故能力強。這一計算機模擬計算獲得了國家科技進步一等獎。從這方面可以看出,建設“三華”特高壓同步電網(wǎng)是經(jīng)過嚴密的科學論證,反對者并沒有人能找出通過計算機模擬計算并不科學。
國家政策為特高壓建設保駕護航。2011年 9 月份,國家能源局成立“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃領導小組,并在9 月15 日舉行首次工作會議,根據(jù)會議形成的意見,領導小組擬將于今年3 月之前形成“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃并上報國務院,特高壓建設將第一次放到國家“十二 五”規(guī)劃的政府工作報告當中,這將有利于電網(wǎng)公司積極推進特高壓建設,為特高壓建設保駕護航。但到目前為止,“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃尚未上報,特高壓交流審批也僅限于已經(jīng)運營的晉東南-荊門-南陽的示范工程。特高壓的受阻,很大程度上是一部分專家堅持著科學精神,而未受制于市場化。
二、特高壓爭議升溫:已不是科學的博弈,而是利益的博弈
去年,國家電網(wǎng)卻發(fā)布了這樣的信息:為了認真汲取印度大停電的教訓,以特高壓電網(wǎng)建設為契機,促進全國“一張網(wǎng)”的形成。根據(jù)國家電網(wǎng)的規(guī)劃,在“十二五”期間形成“三縱三橫”的特高壓交流骨干網(wǎng)架,以及11項特高壓直流輸電工程,預計耗費資金5000億元。
在電力體制改革十年之際,國家電網(wǎng)又再次明確提出全國聯(lián)網(wǎng)。而這個概念就來自特高壓的建設。進入2005年以后,國家電網(wǎng)正式著手啟動對特高壓電網(wǎng)的建設,并規(guī)劃“十二五”期間形成“三縱三橫一環(huán)”的特高壓電網(wǎng)網(wǎng)架,從而形成東北、西北、南方電網(wǎng)通過直流與華北、華東和華中的“三華”特高壓同步電網(wǎng)主網(wǎng)架實現(xiàn)異步連接,最終實現(xiàn)國家電網(wǎng)的西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)。
但國內(nèi)反對特高壓的呼聲從來沒有停止過,多次上書國務院,強烈反對特高壓建設的資深電力改革專家、電監(jiān)會信息中心統(tǒng)計分析處處長楊名舟告訴記者:“印度正是因為全國交流電網(wǎng)出了事兒,我們國家還要跟著后面走?還要義無反顧地朝著事故的方向走?特高壓分交流和直流,印度目前的情況就反映了交流的問題是非常大的,尤其是現(xiàn)在國家電網(wǎng)要搞的"三華聯(lián)網(wǎng)",把三大地區(qū)的電網(wǎng)全部聯(lián)合起來。一旦出事,這個問題是非常嚴重的。這就好比目前我們國家有幾大軍區(qū),全國聯(lián)網(wǎng)就相當于把所有的軍區(qū)和軍分區(qū)都撤掉,只設立一個中央總部,這可行嗎?一旦有外國入侵,或者局部戰(zhàn)爭,一個總部能搞定嗎?這肯定不行。”
以此來看,全國聯(lián)網(wǎng)勢必不可行,根據(jù)電力行業(yè)的資深專家蒙定中、王仲鴻的觀點,在全世界,解決大范圍停電災害的辦法都是分層分區(qū)。分層即電壓等級分層,也就是500千伏、220千伏、110千伏分開運行,在連接上不能互串。若讓500千伏和220千伏在連接上互串,那么就會出現(xiàn)非常薄弱的環(huán)節(jié)和很強勢的環(huán)節(jié),就非常容易出問題。分區(qū)即同步電網(wǎng)的范圍必須隔開,比如華北電網(wǎng)和東北電網(wǎng)分開,采用異步電網(wǎng)的格局,也就是說如果華北電網(wǎng)出了問題,也就是一個范圍內(nèi),傳導不到其他區(qū)域。但如果把華北電網(wǎng)和東北電網(wǎng)在最高電壓等級上連接起來,變?yōu)橥诫娋W(wǎng),一旦出現(xiàn)大事故,這種連鎖反應就很容易被傳導,東北電網(wǎng)和華北電網(wǎng)就會互相拖垮,出現(xiàn)全國范圍內(nèi)的災害。
也就是說,如果全國的電網(wǎng)都用特高壓連接起來,那么如果一出現(xiàn)動態(tài)穩(wěn)定問題,就容易造成全國的停電。“印度六億人停電什么意思?不可能是供六億人同時使用的發(fā)電機組都出現(xiàn)故障了吧?可能嗎?會有如此大范圍的停電,就是因為交流同步電網(wǎng)的特性。這對我們是非常大的警告。”上述專家告訴記者。
既然交流同步電網(wǎng)的劣勢如此之明顯,為何還要大面積地上馬特高壓交流電網(wǎng)?由國家能源局牽頭制定的《“十二五”電網(wǎng)發(fā)展專項規(guī)劃》是業(yè)界翹首等待的政策指導性文件,也是為特高壓的發(fā)展定性、定時間、定量的關(guān)鍵性文件。但這份文件長時間的醞釀,居然連基本內(nèi)容都尚未敲定。
“可能常人都想象不到這個文件的出臺有多艱難。之前以國家電網(wǎng)為首的贊成特高壓的一方和以一批電力專家為首的反對特高壓的一方是勢均力敵的,但隨著國家電網(wǎng)對特高壓項目的一步步推進,即使是在新華社,在很多主流媒體上,反對的聲音都越來越小,這大家是可以看得見的。是這些科學家,這些官員突然認識到特高壓的好處了嗎?當然不是,而是巨大的利益誘惑使他們違背了作為科學家的底線。正如這份文件的討論一樣,剛開始很多人反對,但多討論幾次,就有很多人的口風開始變了,開始支持特高壓了,這些人在這么短的時間里不可能是通過科學實驗得出的結(jié)論吧?所以,到了最后,敢公開反對特高壓的也就剩下蒙定中、王仲鴻這些已經(jīng)年過七旬、八旬,已經(jīng)無欲無求的老專家,或是個別能夠堅守住自己身為科學家的良心的科學工作者。”一位不愿具名的國家能源局相關(guān)人士告訴記者。
關(guān)于特高壓的各路觀點:
特高壓交流試驗示范工程順利投產(chǎn),標志著我國在大容量、遠距離、高效率的特高壓輸電核心技術(shù)和重大裝備研制方面實現(xiàn)了重大突破,創(chuàng)造了輸變電工程建設、設備研發(fā)等方面的新歷史,可以說,在國家電網(wǎng)公司的堅強領導下,有這樣一支由眾多專家和科研、建設人員構(gòu)成的隊伍,特高壓建設必將不斷迎取新的勝利。—— 中科院院士 周孝信
如果建全國的交流特高壓聯(lián)網(wǎng),中國將走上比美國現(xiàn)有超高壓交流聯(lián)網(wǎng)更不安全的道路,后果將非常嚴重。交流特高壓已被國外數(shù)個先行運行和試驗的國家證明在安全性和經(jīng)濟性上都不可行,中國為什么要重蹈覆轍?—— 電力行業(yè)資深專家 蒙定中
世界電網(wǎng)已有的實踐告訴我們,我國到2020年可以擴建原有的超高壓電網(wǎng)完成電力供應,沒有必要新建特高壓電網(wǎng)。特高壓不僅耗資巨大,而且導致原有網(wǎng)架利用率下降而帶來的浪費。我國六大網(wǎng)間的可調(diào)互濟功率是約3%的誤差級小數(shù),可以就近在網(wǎng)間建設較經(jīng)濟的超高壓或直流聯(lián)絡線完成,中國已經(jīng)建成了多個網(wǎng)間的聯(lián)絡輸電線,可不必舍近求遠、重復建造特高壓網(wǎng)。—— 清華大學電機系教授 王仲鴻
特高壓連在國外都沒有成功的經(jīng)驗,所以咱們的建設步伐不能太快。國網(wǎng)想投5000億只是他們主觀的想法,最后建不建,什么時候建,還得國家來批,就算要批也可以一條條慢慢批,用實踐的經(jīng)驗來證明我們在特高壓的路上要不要繼續(xù)往下走。—— 著名能源經(jīng)濟學家 林伯強
三、5300 億元,利益加速推進特高壓
1、資源負荷不均衡決定了特高壓建設的必要性 我國能源和負荷地理分布很不均衡,約 68%的水力資源分布在西南地區(qū),約 76%的 煤炭資源分布在華北、西北地區(qū),約 70%的負荷則主要集中在東部沿海。資源分布的不均衡,決定了我們國家建設特高壓的必要性,因此,早在 2001 年我國就提出了“西電東送、 南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略。 我國主要能源基地距離負荷中心約 800-3000 公里,現(xiàn)有 500kV 超高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟輸 電距離小于 800 公里,無法滿足遠距離、大規(guī)模、大容量輸送電力的需求,要實現(xiàn)大規(guī)模 的跨區(qū)消納清潔能源,只有通過提高電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力才能解決,電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力的提高最終 需要依賴大規(guī)模特高壓電網(wǎng)的建設,特高壓建設成為發(fā)展的必然趨勢。
2、運煤與輸電經(jīng)濟性大比拼:遠距離輸電優(yōu)勢明顯 發(fā)展特高壓輸電的目的是促進水電、火電、核電集約開發(fā),優(yōu)化電源布局,推進更大 范圍能源資源優(yōu)化配臵,降低電力工業(yè)總成本,實現(xiàn)電力工業(yè)的科學發(fā)展。鐵路發(fā)展旨在 扭轉(zhuǎn)當前運力緊張局面,以更好地滿足國民經(jīng)濟發(fā)展和社會生活的需求。從宏觀上看,特 高壓電網(wǎng)和鐵路網(wǎng)之間不具有替代性。 但僅就煤炭資源輸送而言, 輸電與輸煤都是能源輸送的重要手段,因此,鐵路運煤專線與輸電工程可以進行經(jīng)濟比較。
我們選取晉東南—荊門特高壓示范交流線路輸電成本與通過鐵路運送相同距離的輸 煤成本進行比較。根據(jù)《火電送電變電工程限額控制指標》,火電機組單位造價 3922 元 /kW,發(fā)電標煤單耗按照 310g/kW•h 測算,當煤價差在 200-400 元/噸時,上網(wǎng)電價差可 達 0.06—0.15 元/kW•h。按特高壓交流線路單位造價 0.9 元/(kVA•km)、變電單位造價 430 元/kVA 計算,在 400—1800km 范圍內(nèi),特高壓交流輸電價在 0.032-0.076 元/kW•h 之間。
當輸電距離在 1060km 時,輸電價約為 0.06 元/kW•h,與煤價差為 200 元/噸時的上網(wǎng) 電價差相當。這說明當煤炭基地與用電負荷中心之間煤價差為 200 元/噸時,若兩地的距 離在 1060km 以內(nèi), 則在煤炭基地建電廠通過特高壓交流輸電到負荷中心較直接在負荷中 心建電廠發(fā)電更經(jīng)濟。 同理, 可以根據(jù)煤炭基地與負荷中心的煤價差得到其輸電輸煤臨界 經(jīng)濟距離。 晉、陜、蒙、寧等煤炭產(chǎn)地到華中、華東等電力負荷中心的距離在 600-1800km 范圍 內(nèi);根據(jù)我們目前統(tǒng)計的數(shù)據(jù),各地煤價差在 219—434 元/噸之間,因此,與運煤相比, 采用特高壓交流輸電方式具有經(jīng)濟優(yōu)勢。
3、特高壓與超高壓交流經(jīng)濟性比較:遠距離輸電特高壓優(yōu)勢明顯 我們?nèi)匀贿x取晉東南—荊門特高壓示范工程與 500kV 超高壓進行比較。特高壓試驗 示范工程近期受變電容量限制,輸電能力未得到充分發(fā)揮,造價水平總體高于 500kV 交 流方案;單位走廊寬度輸電能力較 500kV 要高 38%,線路塔基占地較 500kV 節(jié)約 15%; 輸電損耗約為常規(guī) 500kV 輸電損耗的 1/3 左右。遠期隨著系統(tǒng)擴建,前期工程輸電潛力 也得以釋放,單位造價指標將大幅降低,與 500kV 遠期方案相當;單位走廊寬度輸電能 力較 500kV 高 73%,線路塔基占地較 500kV 節(jié)約 31%。
隨著系統(tǒng)加強與延伸,特高壓輸電能力提升,各項指標的經(jīng)濟性均有大幅提升,在大容量輸電方面的經(jīng)濟優(yōu)勢明顯。特高壓線路造價指標和線損指標明顯低于 500kV 線路, 驗證了其在遠距離輸電中的經(jīng)濟優(yōu)勢。
4、特高壓招標,加速推進 5300 億投資規(guī)劃實施還遠嗎?根據(jù)國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)規(guī)劃,“十二五”期間,國 家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)將投資約 5300 億元建設特高壓交流與特高壓直流輸電工程,其中特高 壓直流投資額度約 2311 億元, 特高壓交流投資額度約 2989 億元, 在特高壓交流試驗示范 工程的基礎上,重點加快華北、華東、華中(三華)特高壓交流同步電網(wǎng)建設,形成“三縱 三橫一環(huán)網(wǎng)”的堅強網(wǎng)架。 國家電網(wǎng)遠景目標是到 2020 年建成以“三華”特高壓同步電網(wǎng)為中心,東北特高壓 電網(wǎng)、西北 750 千伏電網(wǎng)為送端,聯(lián)結(jié)各大煤電基地、大水電基地、大核電基地、大可再生能源基地,各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)。
四、機會:留給有準備的人
千億大餐,誰能分享?按照兩網(wǎng)規(guī)劃,國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)將投資約 5300 億元建設 特高壓交流與特高壓直流輸電工程,其中特高壓直流投資額度約 2311 億元,特高壓交流 投資額度約 2989 億元,在整個投資結(jié)構(gòu)分布中,設備投資大約占比 50%,按照各設備投資占比計算,對于特高壓交流變壓器、電抗器、組合電器需求分別為 270 億 元、240 億元、360 億元,而對特高壓直流換流變壓器、換流閥、控制保護設備及直流場設備需求將分別達到400 億元、250 億元、90 億元、150 億元,對于具備相關(guān)特高壓設備生產(chǎn)能力的企業(yè)將分享千億大餐。(原標題:特高壓輸電的交鋒與博弈)