在正常情況下,人的眨眼速度是0.3秒/次,而電流的傳播速度約為30萬千米/秒。在新疆昌吉有一座換流站,能將本地的電力傳輸至最遠達3 300千米的安徽古泉換流站,途經6個省(區、市),輸送電壓高達1 100千伏。也就是說,在你眨眼的瞬間,昌吉換流站已經將電力傳輸至跨越半個中國的古泉換流站30次。然而,就連我們最常見的城市電網的輸送電壓也只有220千伏,如果把1 000千伏的電壓換成5號電池,大概需要60多萬節。如此龐大的工程,究竟是如何將電力從荒郊野嶺輸送到千里之外的城市呢?
想要弄明白這個問題,首先得從這項工程的建設目的說起。吉泉特高壓直流輸電工程是世界上電壓等級最高的換流工程。隨著東部沿海城市用電需求日益增加,新疆豐富的清潔能源迅速成為人們關注的焦點,“疆電外送”工程正是實施這項工程的重要原因。然而,在利用清潔能源發電之后,如何高效地將產生的電力進行長距離傳輸仍然困擾著人們。要知道,在功率一定的情況下,普通電網輸送電壓較低,電流過大會導致傳輸過程中出現大量損耗,特別是長距離的疊加。于是,提高輸送電壓就成了減小損耗的關鍵,特高壓正是這項工程的獨特之處。
新疆蘊藏著大量的清潔能源,是富有生命力的“能量泵”。經過風能、水能、太陽能發電后,發電廠會將電力輸送至昌吉換流站進行“換流”,因為發電廠輸出的是交流電,而吉泉特高壓需要輸出相對穩定且損耗更小的直流電。經過交流濾波器、換流閥、換流變壓器等設備的轉換和升壓后,電流就完成了“變身”,隨時準備出發。
接下來的任務就是將完成升壓的電流進行長距離傳輸,這條輸電的“高速公路”正是連接昌吉換流站和古泉換流站的“超長導線”。也許你會有疑問,如此高的電壓必定會使通電導線周圍產生強大的電場,造成能量損耗和噪聲干擾。這又該如何解決呢?我們知道,增大導線的橫截面積可以降低通電導線表面的電場強度,但一味增加材料的成本太高,所以工程人員采用分裂導線的形式,將多根導線有規律地排列在一起,組成“一根”巨大的導線,等效增大導線的橫截面積,達到“高效率、低成本”的目的。
架設這些巨型導線,工程人員還需要建造更多、更大的鐵塔來支撐。要知道,常見的鐵塔只有50米左右的高度,而吉泉特高壓的鐵塔平均高度為100米。建造這些鐵塔需要花費大量的時間和人力,在建設者不懈的努力下,最終共6 097座鐵塔得以在高低起伏的峽谷和山峰間穿梭,點亮沿途的萬家燈火,成為輸送地球新鮮血液的“能源動脈”。
截至2024年底,吉泉特高壓已累計外送電量超過3 000億千瓦時,可以滿足1.33億戶家庭一年生活用電所需,相當于就地轉化標準煤0.9億噸,減排二氧化碳2.55億噸。放眼未來,在科技發展的推動下,人類或許會建設跨國甚至跨洲電網,建立起一張連接世界各地的全球電網。當這一夢想照進現實,兩極咆哮的烈風將成為驅動世界的能源之心,太陽將會是點亮世界的鑰匙。