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关注| 走进新基建(十五) 特高压:未来科技产业的底层支撑

时间:2020-05-27

 

国家工业信息安全发展研究中心 数据资源所

撰稿人:鲁萍、冯开瑞

审稿:陈正坤、范增杰、张洁雪

       引言:特高压是我国高端装备制造继高铁和核电之后的第三张名片,能够为5G、大数据中心、工业互联网等领域的高质量发展输电蓄能,是未来科技产业的底层支撑。

       一、什么是特高压?

       特高压是指电压等级在交流1000千伏及以上和直流±800千伏及以上的输电技术,具有输送容量大、送电距离远、运行效率高、线路损耗低、占地面积小等优势,是当前全世界最先进的输电技术。以特高压直流线路为例,相对于常规±500千伏直流输电,特高压输电容量和输电距离均可提高2-3倍,输电损耗可降低45%。

图1 输电线路建设与输电成本(图片来源于网络)

       二、为什么要建设特高压?

       首先,特高压将为新基建和数字经济输送稳定的电力。电力是科技与经济发展的基石,也是新基建产业的共同上游,稳定、高效、充分的电力输送是5G、大数据中心、工业互联网、新能源汽车充电桩等技术建设和运行的基础。以数字化、信息化、智能化为标志的高新科技领域的发展,将带来电量的显著增长,特高压技术将为未来数字经济输送稳定可靠的电力。

       其次,解决能源供给和需求分布不均的难题,优化资源配置。相关数据显示,我国76%的煤炭资源集中在北部和西北部,80%的水能集中在西南部,风电和太阳能也主要集中在西北部。然而,我国的制造业和经济发展中心都集中在沿海一带,国内70%以上的能源需求集中在中东部。能源供应与需求在地域分布上的不均衡,为特高压的发展提供了契机。西部、北部地区资源丰富但需求不足,东部地区需求旺盛但资源匮乏,特高压将不同地域“连接”起来,优化资源配置,同时促进了不同地域的发展。

       第三,有效消纳清洁能源促进绿色经济发展。一方面,特高压工程能够将风能、水能等清洁能源从西部、北部输送出去,加强清洁能源利用率;另一方面,特高压工程和大容量坑口电站的建设,能够将输煤转化为输电,既提高了能源的综合利用效率,又能够减少大气排放和防治大气污染,促进绿色经济发展。

       最后,降低电力供应成本,促进相关产业转型升级。特高压的网络规模效应能够显著降低风电、水电等远距离电力输送成本。当前,我国风电、光伏发电成本分别为0.4元/千瓦时、0.5元/千瓦时左右,随着特高压网络的逐步建成,预计2025年均可降至0.3元/千瓦时左右。同时,特高压工程技术先进,能够推进换流阀、电力电子、新材料等高端装备制造的发展,促进相关产业的转型升级。

       三、我国特高压建设情况

       作为当前世界最先进的输电技术,特高压工程投资规模大、科技含量高、产业带动强,是新基建的重要建设内容,既能稳定国内经济增长,又能惠及社会民生。我国是世界首个也是唯一一个全面掌握特高压交直流输电技术并成功实现商业化运作的国家,特高压输电技术已然成为继高铁和核电之后中国高端装备制造的第三张名片。

       我国的特高压工程建设始于2006年,经过十几年的发展,实现了从理论基础到实践落地的全方位突破。国家电网公司统计数据显示,截至2019年6月,特高压建成“九交十直”、核准在建“三交一直”工程,已投运特高压工程累计线路长度27570公里、累计变电(换流)容量29620万千伏安(千瓦),初步形成“强交强直”的特高压输电骨干网架。

       2020年我国投产在建的特高压项目主要有两条,一是世界首条柔性直流特高压乌东德项目,该工程为±800千伏电压等级,输送容量800万千瓦,将是世界上容量最大的特高压多端直流输电工程,也是世界上首个送端采用常规直流、受端采用柔性直流的特高压混合直流输电工程,预计今年8月前形成送电能力,2021年底前全部建成。二是陕北—武汉±800千伏特高压直流工程,这是推进西部大开发与中部地区崛起的重点工程,也是国家“十三五”规划重点项目。

       同时,在新基建政策和“十三五”规划收官的双重影响下,国家电网公司编制了《2020年特高压和跨省500千伏及以上交直流项目前期工作计划》,明确将加速南阳-荆门-长沙工程等5交5直特高压工程年内核准以及前期预可研工作,进一步推进我国特高压网络建设,为国内经济的高质量发展输电蓄能。