特高壓：破解霧霾難題的“金鑰匙”

_姚 雷

在大氣污染防治問(wèn)題上，黨中央、國(guó)務(wù)院下大力、出真招、要見(jiàn)實(shí)效。2014年2月12日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議研究部署進(jìn)一步加強(qiáng)霧霾等大氣污染治理。會(huì)議提出，要加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實(shí)施跨區(qū)送電項(xiàng)目，合理控制煤炭消費(fèi)總量。

大氣污染問(wèn)題之所以需要長(zhǎng)期攻堅(jiān)，究其根本，是我國(guó)能源資源稟賦“先天不足”、能源發(fā)展方式“后天失調(diào)”這一對(duì)矛盾的長(zhǎng)期積累和集中暴露。

2014年1月27日，哈密南—鄭州±800千伏特高壓直流輸電工程正式投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了全世界距離最長(zhǎng)、容量最大的特高壓能源直流輸送，河南當(dāng)?shù)孛襟w對(duì)于特高壓緩解霧霾贊譽(yù)有加。因?yàn)樵摴こ堂磕昕上蛉A中輸送電量500億千瓦時(shí)，相當(dāng)于運(yùn)輸煤炭2300萬(wàn)噸，減少排放二氧化碳4000萬(wàn)噸、二氧化硫33萬(wàn)噸，環(huán)境效益顯著。

這一案例揭示了一個(gè)道理：治理霧霾，根本出路是能源發(fā)展轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)是降低煤炭消費(fèi)比重，大力發(fā)展清潔能源，優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)和布局。關(guān)鍵是要加快發(fā)展特高壓電網(wǎng)，推進(jìn)“一特四大”戰(zhàn)略和電能替代戰(zhàn)略，轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源從以化石能源為主、清潔能源為輔，向以清潔能源為主、化石能源為輔的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

特高壓電網(wǎng)是我國(guó)在世界能源領(lǐng)域具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重大創(chuàng)新成果，具有容量大、距離遠(yuǎn)、效率高、損耗低、占地少的優(yōu)勢(shì)。發(fā)展特高壓，是保障國(guó)家能源安全、提高能源效率、服務(wù)清潔能源發(fā)展、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，尤其是解決霧霾問(wèn)題的必然選擇。

以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和直燃煤比重過(guò)高是引發(fā)霧霾的主因

能源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境具有全過(guò)程、全方位的影響，貫穿開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)、加工、使用全部環(huán)節(jié)，涉及大氣、水質(zhì)、土壤、地貌多個(gè)方面。從細(xì)顆粒物（PM2.5）概念首次進(jìn)入公眾視線至今，霧霾出現(xiàn)的頻率越來(lái)越高，影響范圍越來(lái)越廣。

2013年1月4日，中國(guó)社科院、中國(guó)氣象局聯(lián)合發(fā)布《2013年氣候變化綠皮書(shū)》，其中提到，我國(guó)持續(xù)性霧霾顯著增加，主要原因是化石能源消費(fèi)增多造成的大氣污染物排放增加。

研究顯示，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和直燃煤比重過(guò)高是引發(fā)霧霾污染的主要原因。2013年，我國(guó)能源消費(fèi)37.6億噸標(biāo)煤，其中煤炭消費(fèi)25億噸標(biāo)煤，占66%；煤炭消費(fèi)當(dāng)中電煤、原料煤、直燃煤分別占51%、27%、22%，而發(fā)達(dá)國(guó)家80%以上的煤炭用于發(fā)電。當(dāng)前我國(guó)大氣主要污染物中，約80%的二氧化硫、60%的氮氧化物、50%的細(xì)顆粒物來(lái)源于煤炭燃燒，而燃煤排放當(dāng)中近一半源自直燃煤。

長(zhǎng)期以煤電就地平衡為主，東中部地區(qū)環(huán)境不堪重負(fù)，已經(jīng)難以為繼。我國(guó)煤炭資源近80%集中在西部、北部地區(qū)，而75%左右的煤電裝機(jī)分布在東中部。京津冀魯、長(zhǎng)三角地區(qū)單位國(guó)土面積煤電裝機(jī)分別是西北地區(qū)的13倍、26倍，沿長(zhǎng)江平均30千米一個(gè)電廠，從南京到鎮(zhèn)江平均10千米一個(gè)電廠，嚴(yán)重超出環(huán)境承載能力。大規(guī)模、遠(yuǎn)距離向東中部輸煤還在運(yùn)、儲(chǔ)環(huán)節(jié)造成多重大氣污染，運(yùn)煤鐵路兩側(cè)120米內(nèi)的空氣污染超過(guò)國(guó)家大氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)8倍，儲(chǔ)煤場(chǎng)1千米內(nèi)空氣污染超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2.6倍。

黨的十八大提出了“兩個(gè)一百年”的宏偉目標(biāo)，我國(guó)能源需求仍將剛性增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2020年、2050年，能源消費(fèi)總量將分別達(dá)到50億、70億噸標(biāo)煤。如不盡快轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，我國(guó)大氣污染問(wèn)題將更加嚴(yán)峻。

加快發(fā)展特高壓是解決霧霾問(wèn)題的治本之策

2004年，國(guó)家電網(wǎng)公司在深入分析我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要和能源資源稟賦特征等的基礎(chǔ)上，提出了發(fā)展特高壓輸電的重大戰(zhàn)略決策。

特高壓電網(wǎng)是指電壓等級(jí)在1000千伏以上的交流電網(wǎng)或±800千伏以上的直流電網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力遠(yuǎn)距離、大規(guī)模、高效率輸送。發(fā)展特高壓和智能電網(wǎng)已納入了《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》，并全面納入了國(guó)家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)26個(gè)省（區(qū)、市）“十二五”規(guī)劃綱要。

發(fā)展特高壓電網(wǎng)，可推動(dòng)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。“一特四大”戰(zhàn)略是在能源資源富集地區(qū)，集約開(kāi)發(fā)大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源發(fā)電基地，通過(guò)特高壓電網(wǎng)，在全國(guó)范圍優(yōu)化配置電力資源。電能替代戰(zhàn)略就是“以電代煤、以電代油、電從遠(yuǎn)方來(lái)”，把工業(yè)鍋爐、居民取暖廚炊等用煤改為用電，減少直燃煤排放；大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)、電氣化軌道交通、農(nóng)業(yè)電力灌溉等，減少燃油排放；以輸電替代輸煤，把我國(guó)西部、北部富余電力大規(guī)模輸送到東中部負(fù)荷中心，減少東中部污染排放，把周邊國(guó)家的電力大規(guī)模輸入我國(guó)，減少國(guó)內(nèi)污染排放。將來(lái)，我國(guó)能源在開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)逐步以清潔能源為主，在配置環(huán)節(jié)逐步以輸電為主，在終端環(huán)節(jié)逐步以電力消費(fèi)為主，實(shí)現(xiàn)從化石能源為主向清潔能源為主的全面轉(zhuǎn)型。

發(fā)展特高壓電網(wǎng)，也將促進(jìn)清潔能源發(fā)展。我國(guó)清潔能源資源豐富，水能可開(kāi)發(fā)資源6億千瓦左右；風(fēng)能、太陽(yáng)能可開(kāi)發(fā)資源分別超過(guò)25億、27億千瓦，相當(dāng)于18億千瓦常規(guī)火電。但我國(guó)70%以上的清潔能源集中在西部、北部地區(qū)，本地難以完全消納，而且距離東中部負(fù)荷中心一般超過(guò)1000千米，大規(guī)模開(kāi)發(fā)后將面臨突出的棄水、棄風(fēng)、棄光問(wèn)題，只有依托特高壓電網(wǎng)，將西部、北部地區(qū)豐富的清潔能源大規(guī)模送出，在全國(guó)范圍內(nèi)消納，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)清潔能源的大規(guī)模高效開(kāi)發(fā)。

事實(shí)已經(jīng)證明，部分特高壓線路實(shí)際建成投運(yùn)后，其強(qiáng)大的環(huán)保效益已經(jīng)為人所關(guān)注。2014年之前已投運(yùn)的4條特高壓線路（晉東南—南陽(yáng)—荊門(mén)、向家壩—上海、錦屏—蘇南、淮南—上海），輸電總里程近6000千米，輸電能力超過(guò)2800萬(wàn)千瓦。相當(dāng)于從資源富集的西部、北部地區(qū)向用電集中的東中部地區(qū)年輸送超過(guò)7000萬(wàn)噸煤炭。按每節(jié)車(chē)廂載重60噸計(jì)算，這些煤足夠裝滿110萬(wàn)節(jié)火車(chē)車(chē)皮。換言之，上百萬(wàn)車(chē)皮的煤，就這樣化身為強(qiáng)大電流，跨越千山萬(wàn)水，直接送到了最需要它們的地方，為治理霧霾發(fā)揮了重要作用。

據(jù)測(cè)算，發(fā)展特高壓電網(wǎng)，以輸電替代輸煤，提高外受電比例，可以顯著改善東中部地區(qū)大氣狀況。到2015年、2017年、2020年，跨區(qū)輸電能力將分別達(dá)到2.1億、2.9億、4.5億千瓦，向東中部地區(qū)輸送電量0.74萬(wàn)億、1.18萬(wàn)億、1.87萬(wàn)億千瓦時(shí)，減少東中部電煤消耗3.4億、5.4億、8.5億噸，東中部地區(qū)PM2.5排放分別比2010年降低9.4%、15.8%、22.6%。

特高壓實(shí)現(xiàn)“中國(guó)創(chuàng)造”和“中國(guó)引領(lǐng)”

在能源需求“剛性攀升”的大趨勢(shì)下，要扼制PM2.5的持續(xù)增加，需要戰(zhàn)略性舉措。新興的特高壓電網(wǎng)，被業(yè)內(nèi)譽(yù)為“最大的環(huán)保工程”。作為綜合能源運(yùn)輸體系中重要組成部分，特高壓的跨區(qū)送電發(fā)揮了優(yōu)化能源時(shí)空布局的作用。我國(guó)更大規(guī)模建設(shè)特高壓電網(wǎng)的條件已經(jīng)具備。

一是特高壓工程取得成功，充分驗(yàn)證了發(fā)展特高壓電網(wǎng)的可行性。

國(guó)家電網(wǎng)公司已先后建成“兩交三直”5個(gè)技術(shù)領(lǐng)先的特高壓交、直流工程，一直保持安全運(yùn)行，全面驗(yàn)證了特高壓的安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性。目前在運(yùn)在建特高壓線路長(zhǎng)度超過(guò)1萬(wàn)千米，變電（換流）容量超過(guò)1億千伏安（千瓦）。

二是我國(guó)已全面掌握了特高壓核心技術(shù)和全套設(shè)備制造能力，實(shí)現(xiàn)了“中國(guó)創(chuàng)造”和“中國(guó)引領(lǐng)”。

在科學(xué)界，很多人將它與航天、高鐵技術(shù)相提并論，稱它們?yōu)椤拔覈?guó)三大現(xiàn)代高科技技術(shù)”。特高壓工程的成功建設(shè)，不僅拿下了國(guó)內(nèi)最高科技獎(jiǎng)項(xiàng)，在國(guó)際上，同樣得到了各權(quán)威組織的高度評(píng)價(jià)。

2013年1月18日，“特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，是國(guó)家對(duì)科技成就的最高褒獎(jiǎng)，充分說(shuō)明了特高壓的地位和分量。

三是發(fā)展特高壓不僅在中國(guó)，更在世界上形成了廣泛共識(shí)。2011年至2013年，全國(guó)人大代表、政協(xié)委員在全國(guó)“兩會(huì)”提交有關(guān)加快發(fā)展特高壓的建議、提案達(dá)128件。

中國(guó)特高壓技術(shù)“走出去”取得重大突破。2014年2月7日，國(guó)家電網(wǎng)公司與巴西電力公司組成的聯(lián)營(yíng)體成功中標(biāo)巴西美麗山水電特高壓直流送出項(xiàng)目，這是國(guó)家電網(wǎng)公司在海外中標(biāo)的首個(gè)特高壓直流輸電項(xiàng)目。

按照國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)劃，到2015年建成“兩縱兩橫”特高壓網(wǎng)架和7回特高壓直流工程；到2020年建成“五縱五橫”網(wǎng)架和27回特高壓直流工程，聯(lián)接各類(lèi)大型能源基地與主要負(fù)荷中心，全國(guó)形成大規(guī)模“西電東送”“北電南送”的能源配置格局，跨區(qū)輸電能力4.5億千瓦，保證5.5億千瓦清潔能源送出和消納。

“中國(guó)的特高壓建設(shè)得和中國(guó)的高速鐵路一樣加快進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)‘西電東送’‘北電南送’，向東部地區(qū)輸送更可靠、更優(yōu)質(zhì)的清潔能源。”全國(guó)人大代表、山東達(dá)馳電氣有限公司董事長(zhǎng)馬效坤說(shuō)，“既然中國(guó)有建好特高壓的技術(shù)實(shí)力，為什么不多建一點(diǎn)？”