中國目前電力的主要初級能源是煤炭。由于中國的煤炭資源主要集中在中國的西部而遠離負荷中心，因此，是以在煤礦的坑口發(fā)電用高壓輸電網(wǎng)輸電為主，還是以鐵路運煤到負荷中心發(fā)電為主，一直在爭議。

一條運行重載單元列車的鐵路，每年可以運輸超過4億噸的煤炭，全部用于發(fā)電每年可發(fā)約1萬億千瓦時的電力，相當于約2億千瓦輸電線路的輸電能力，運輸距離遠時經(jīng)濟性很好；但特高壓擴大了輸電距離，且輸送的能力和方向性靈活，在地形復雜時，造價比鐵路占優(yōu)。因此，可以說遠距離輸電時是各有其用武之地：在一個方向上能源輸送量特別大、地理條件比較好時，用鐵路運煤到負荷中心發(fā)電合理；而在能源輸送方向分散，在每個方向上的輸送量不是特別大、地理條件較差時，在煤炭資源地發(fā)電用特高壓輸送劃算。

今天燃煤發(fā)電的現(xiàn)代煙氣處理技術(shù)水平，對治霾來說，已經(jīng)足夠高了。以煙氣中的顆粒物含量為例，上海外高三發(fā)電廠已經(jīng)達到了平均11毫克/立方米的水平，相比之下，中國絕大多數(shù)燃煤發(fā)電廠的煙氣顆粒物含量現(xiàn)在為30毫克/立方米至100毫克/立方米。換句話說，只要中國東部絕大多數(shù)燃煤發(fā)電廠的煙氣處理水平達到上海外高三發(fā)電廠的水平，燃煤發(fā)電廠與霧霾天的出現(xiàn)就沒有太大的關(guān)系了。

而且現(xiàn)在燃煤發(fā)電的煙氣經(jīng)處理完全可以達到低于1毫克/立方米的水平，例如德國紐倫堡垃圾焚燒廠的煙氣顆粒物處理最高水平為低于0.3毫克/立方米，比北京霧霾天時空氣中所含的顆粒物還要少?，F(xiàn)在這么高的煙氣技術(shù)處理水平在經(jīng)濟上也是可以承受的，每千瓦時電力的生產(chǎn)成本最多增加幾分錢，相比之下，使用市場價格的燃氣發(fā)電的成本比燃煤發(fā)電要增加幾十分錢。所以，給中國東部地區(qū)治霾，通過特高壓輸電將燃煤電廠搬到西部，并非唯一選擇。

但是，情況正在變化。由于氣候保護導致二氧化碳減排的國際壓力，燃煤發(fā)電必須退出發(fā)電主力的舞臺，把位置讓給可再生能源。可再生能源資源最豐富的兩大形式是風力和太陽能，中國可供經(jīng)濟開發(fā)的風力和太陽能加起來，是現(xiàn)在中國電力需求量的幾十倍，從能源資源上講，應無任何顧慮。風力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電的成本，最近十幾年，一直快速下降，預計到2020年左右，在中國的風力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電的成本會雙雙低于燃煤發(fā)電，在2030年之前還會低于核電。因此，風力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電的成本將很快就不是阻礙這兩種電力發(fā)展的障礙。2050年中國的電力主要產(chǎn)自于風力和太陽能，已沒有什么懸念。

但是，在中國風力發(fā)電和太陽能發(fā)電要大發(fā)展，除了發(fā)電成本之外，還有三個繞不過去的問題。

第一個問題是風光電力的大規(guī)模遠距離輸送：

如果在中國地圖上從漠河到騰沖劃一條斜線，可以看到：中國的風力和太陽能資源，就集中在這條斜線的左上方；而中國的用電負荷，則集中在這條斜線的右下方。人類現(xiàn)在還看不到，在可以預見到的未來，有比高壓輸電更便捷和更經(jīng)濟（例如將電力轉(zhuǎn)換成化學能或其它能量形式）的辦法，在陸地上遠距離傳輸電力。因此，如果在中國的北部，西北部和西部獲取風力和太陽能發(fā)電，則需要將電力通過平均1000多公里、最長達4000多公里的距離輸送到中國的中部、東部和東南部。

以功率為1千瓦的太陽能光伏電池為例，在上海一年只能發(fā)電1000千瓦時左右，在青海格爾木一年就可發(fā)電1600千瓦時左右，比上海高約60%；而通過2000公里左右的特高壓輸電線路將電力從格爾木輸送到上海，損耗卻只有5%左右，而遠距離輸電成本比太陽能發(fā)電成本低得多。因此，如果僅考慮發(fā)電和輸電的成本因素，則在青海用太陽能發(fā)電輸送到上海，比在上海用太陽能發(fā)電的經(jīng)濟性明顯要好。

第二個問題是，風力和太陽能發(fā)電因氣象條件的隨機波動范圍很大：

氣象條件不但隨季節(jié)變化，且每日不同，雖然可以提前一段時間預測到?？梢韵胂螅绻虾５碾娏艽笠徊糠忠蕾囉谏虾＜捌涓浇》莸奶柲?，碰上哪年有特長的梅雨天，就會造成嚴重的電力能源危機了。

而通過擴大風力發(fā)電和光伏發(fā)電的聯(lián)網(wǎng)范圍，則這種氣象條件造成的風力發(fā)電和太陽能發(fā)電量的波動，就會通過多個地方的相互補償?shù)玫綔p弱。畢竟從新疆到上海，從黑龍江到云南，還沒有出現(xiàn)過全國各地同時連續(xù)幾天都不刮風和都是陰雨天的天氣。這就是所謂的風光電發(fā)電量波動水平可通過異地氣候的不相關(guān)性得到補償?shù)脑怼?/p>

要提供風光電發(fā)電量通過異地氣候不相關(guān)性得到盡可能大的補償，就需要盡可能地擴大遠程輸電網(wǎng)的覆蓋范圍。

第三個是僅僅針對光伏的一個天文問題：

對地球表面的單位面積來說，太陽在中午的光照強度遠高于早晚，其發(fā)電功率曲線猶如一個玉米面窩窩頭，日變化非常劇烈。但是，用電負荷與光伏的發(fā)電量不是完全匹配的。如果一地的光伏電成為當?shù)氐闹髁﹄娫?，中午光伏發(fā)電功率達到高峰時就用不完；而傍晚太陽下山后，特別是在18點至21點的家庭用電高峰，卻幾乎沒有一丁點兒的光伏電力生產(chǎn)。

但是，太陽的升起和落下的時間在全中國從東到西是不一樣的，有4個小時的時差。因此，如果建設全國從東到西的特高壓輸電網(wǎng)，則因天文原因造成的光伏發(fā)電波動就會得到很大程度上的平滑，各地在中午高峰發(fā)電時間發(fā)出的電力，都可以向東或向西傳輸；而東部的太陽下山后就從西部調(diào)電，西部的太陽下山后東部進入后半夜用電低谷，于是西部從東部調(diào)取用不完的其他能源發(fā)的電（包括風電）。說通俗點兒，就是避免了各地依賴光伏發(fā)電的用戶們撐的撐死，餓的餓死。譬如，當天黑以后牡丹江當?shù)氐墓夥逡呀?jīng)停止發(fā)電，新疆塔里木沙漠的光伏板還正“鋤禾日當午”呢，于是牡丹江的老少爺兒們和老少姐妹兒們坐在電視機前看新聞聯(lián)播時，可以用到新疆塔里木的電力。

另外，中國的水力資源集中在西部，其中西北地區(qū)的水能集中地——黃河上游的水電站，正好在光伏電和風電的東西向輸電走廊上，而且距發(fā)電場的距離比距負荷中心的距離近得多，作為風電和光伏電的蓄能電站，經(jīng)濟上再合適不過了。而中國西南部的豐富水電參與風電和光伏電的蓄能調(diào)節(jié)，也需要南北方向的大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)。

到2050年，中國風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的功率總計可能高達20億-30億千瓦，甚至更高，大部分集中在中國的西部、西北部和北部。即便考慮到在當?shù)氐南M和蓄能，中國僅為輸送這些風光電就需要10億多千瓦的特高壓輸電能力。

德國是全球在可再生能源電力領域走在最前面的國家，德國的經(jīng)驗和教訓值得作為后來者的中國借鑒。德國的風光發(fā)電量已經(jīng)超過了總發(fā)電量的15%，每年還在以幾百萬千瓦的速率增長，預計到2050年將成為德國的主力電源。

德國目前正在啟動能源轉(zhuǎn)型的2.0版，其中關(guān)鍵的任務就是解決大規(guī)模風光電并網(wǎng)帶來的輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)能力不足及電力供應不穩(wěn)定的問題。其中一個重要的專項，就是為擴大德國北部風力發(fā)電的規(guī)模并將電力輸往南部，加速規(guī)劃建設縱觀南北的長達800公里的特高壓輸電線路，特高壓輸電線路考慮采用的技術(shù)包括了800千伏交流輸電技術(shù)和±500千伏以上的直流輸電技術(shù)。盡管德國是一個南北只有800多公里長，東西只有600多公里寬的國家。德國上上下下都在抱怨特高壓線路的規(guī)劃建設落后于風光電的發(fā)展，擔心由于特高壓輸電線路投入運行時間的滯后將造成巨大的風電棄風損失，或產(chǎn)生為避免棄風而采取昂貴的替代技術(shù)措施（例如儲能）造成的經(jīng)濟損失。

作為長遠的規(guī)劃，德國還在考慮將北部的風電場與挪威峽灣的水電/抽水蓄能電站之間用特高壓輸電線路連接，為德國不穩(wěn)定的風電蓄能調(diào)節(jié)。

其實中國的特高壓遠距離輸電現(xiàn)在已經(jīng)滯后于可再生能源的發(fā)展。德國的風力發(fā)電量占總發(fā)電量的10%左右，棄風電量比例還不到0.3%。而中國的風力發(fā)電量現(xiàn)在才僅占總發(fā)電量的不到2%，棄風電量比例就已達15%左右，是德國的50倍左右。中國發(fā)生大量棄風的部分原因就是因為遠距離輸電能力不足，使北部和西北部的風力發(fā)電量輸送不出去。每年100多億千瓦時的電力打了水漂。

現(xiàn)在中國每年都要新增數(shù)千萬千瓦的風力和太陽能發(fā)電能力，是德國新增風光電能力的數(shù)倍，平均輸電距離也是德國的數(shù)倍。到2020年以后，這個速度還會加快。鑒于德國的經(jīng)驗和教訓，即便不考慮通過特高壓大規(guī)模輸送坑口燃煤電力這個因素，為了輸送風光電力，中國也必須迅速大規(guī)模地開始建設遠距離特高壓輸電網(wǎng)。

現(xiàn)在中國的風光電（主要是風電）的放棄發(fā)電損失每天都高達幾千萬元人民幣，在特高壓輸電線路建設這個問題上，如果繼續(xù)拖延下去，這個損失還會繼續(xù)擴大。