高梁:“特高壓”不是該不該幹,而是怎麼幹
文 高梁
發展特高壓輸電(交流1000kV及以上,直流輸電±800kV及以上)等先進輸電技術,已納入《十二五規劃》。國家電網計劃,到2020年形成覆蓋華北、華中、華東地區的特高壓輸電網,直流連接東北、西北(三縱三橫一環);南方電網也將建設“一交一直”特高壓線路。
但這並不能平息各界對特高壓輸電網的激烈爭論。爭論集中於建設特高壓輸電網強化壟斷問題,經濟合理性問題,以及技術瓶頸與安全問題。
特高壓電網的國情基礎
首先,關於建設特高壓電網是否必要,要看我國經濟發展與能源建設的總體形勢。電力建設必須統籌規劃、先行一步,避免“電荒”。從2004年起,為適應經濟高速增長,我國發電容量每年淨增近1億kW,現總量已近9億kW。電力部門預計,2020年全國用電需求為7.7萬億度,裝機容量17億kW。地方企業積極建電站,電網建設必須跟上。
我國發電結構以煤電為主(我國煤電佔總發電容量的77%,世界平均為40%),這一局面在較長時期內不會變。但我國76%的煤炭資源、絕大部分陸地風能光能資源在北部和西北,80%的水能資源在西南,而70%以上的能源需求集中在東部與中部,相隔2000-3000公里。
制約“西電東送”的主要瓶頸是輸電技術。目前我國輸電網電壓最高500kV,由於線路損耗的關係,其輸電最大距離是1000公里,再遠就必須運煤(這是實行區域電網制的技術基礎)。多年來“西煤東送、北煤南送”,鐵路公路不堪重負,且東部環境污染已近極限。
發展特高壓輸電,是着眼於未來電力發展的需要。特高壓輸電具有遠距離、大容量、低線損的優勢,有利於優化生產力佈局。
1000kV交流輸電的合理距離約2000公里,在此範圍內建坑口電站、跨區輸電,比在用電地區發電更經濟。在煤田地區建能源綜合中心,還有利於煤化電綜合開發,充分利用低熱值煤炭資源。
特高壓輸電容量大。理論上,一回路1100kV特高壓輸電線路的輸電容量(500kW)是500kV交流輸電線路的4倍多,±800kV直流特高壓的輸電容量(700萬kW),是±500kV超高壓直流線路輸電能力的2.4倍。
線路損耗低。在輸送功率相同的情況下,1000kV線損可比500kV線路降低75%。更何況要大力發展新能源,西部遙遠無人區的風能和光能不可能靠鐵路運輸,只有納入大電網才能發揮作用。西南的水電外送也是同樣的道理。
至於特高壓輸電的經濟性。據測算,目前北方電煤價格(按標準煤計算)為200元/噸,運到華東為1000多元/噸,每度電燃料成本約0.3元。晉陝蒙坑口電站每度電燃料成本0.09元,走特高壓到中東部的到網電價,仍比當地煤電上網價低0.06-0.13元/度(《特高壓破解電網瓶頸的鑰匙》人民日報 2011-03-03)。
再看投資費用,我國有關方面研究,單位輸送容量所需綜合投資,1000kV交流輸電方案是500kV交流輸電方案的73%;±800kV直流輸電方案是±500kV直流輸電方案的72%(含減少輸電線路節約土地),與美俄的研究結果相近。
此外,跨區聯網還可獲得因東西時差、南北季節差以及水火電差異,帶來的跨區錯峯調峯、水火互濟、節約備用發電容量和網絡維護成本等等優勢。
電網“反壟斷”是搞錯了對象
批評的意見,主要是特高壓輸電加強了電網壟斷、阻礙電力改革。這裏必須明確兩點:輸電網具有自然壟斷性質,電力價格是基礎價格。
電力網是一個具有嚴格運行標準、具有區域內唯一性的物理網(即使把國網分成N塊,在小區域內仍是唯一的),這是自然壟斷的依據。
電力系統的“發輸配售”四環節是連續的平衡過程,任何時點須保持電壓和頻率的平穩,所以電網必須進行統一分層調度。由於輸電環節的阻隔,電力供給和電力用户一般不可能直接談判(少數用電大户除外)。電力改革希望電網業務單一化、僅收“過路費”,讓電廠和用户直接競價(輸配分開即為此目的),但實際上電網業務遠比高速公路複雜。“縱向分拆”引致的額外交易成本可能遠大於所獲收益。且售電價和水價一樣關係千家萬户,不可能完全取消“計劃煤”、搞“隨行就市”的煤電價聯動。
我們必須注意,改革(很多人把改革僅理解為“市場化”)本身不是最高目的,改革要為經濟建設服務。評價某個項目、政策或體制安排,應把“是否有利於生產力進步”作為最高標準。當技術進步到有利於在更大範圍內統籌優化生產力佈局,企業制度的安排也要適應這一進步。當然,對自然壟斷行業的監管水平也要更提高一步。
技術問題應正視
但是,技術專家的批評意見不可不重視。
一是我國能源發展與佈局的長遠戰略問題。西部儘管煤油氣風光資源豐富,但極度缺水,即使發展風冷發電機組,大規模發電的耗水問題能否解決仍需考慮。另外,風能光能在新能源中的地位無法和核能相比,核電可以靠近用電負荷區布點。但是,日本核電事故很可能導致世界核電業的新一輪停滯。我國能源戰略與核能政策如何調整,尚不明朗。從這個角度看,“十二五”發展特高壓輸電網,是一箇中期合理的選擇。
二是技術成熟度與電網安全問題。
我國已在特高壓輸電技術獲得長足進步。2005年在西北高海拔地區建成750kV交流輸變電示範工程,實現滿負荷無障礙運行;三峽-常州±500千伏直流輸電工程建成運行;長治-荊門1000kV交流試驗工程已運行兩年(設計功率280萬kW,據報道實際功率200萬kW,相當於兩個500kV迴路容量),是世界上首次正式運營的百萬伏輸變電工程。這一切説明,我國已進入世界特高壓輸電技術先進行列。
俄美加日等國均研究試驗過特高壓輸電,但僅為運營測試。俄將已有特高壓線路降壓運行,顯然遇到技術難關。特高壓設備在設計製造精準度與安全性上要求苛刻,且尚無公認的標準;我國輸電設備製造業與國外ABB、西門子等公司相比,在系統設計、系統集成、工程成套、為電力公司提供整體解決方案等方面的競爭能力還比較弱。其核心技術不易或不可能從外國取得,必須立足自主創新。
有技術專家認為,不應選擇特高壓交流輸電、而應重視特高壓直流輸電,因為前者的線路投資是後者的1.5-2倍,交流輸送距離也不如直流。但我國在特高壓直流輸電及變壓設備方面的技術能力,顯然遜於特高壓交流輸電。據報道,國網公司已對各方面關鍵技術進行了全面系統的研究並取得突破,這是可喜的事情。
技術瓶頸關係電網安全問題。全國百萬伏交流聯網的運行風險較大(外國有多次大停電事故教訓在前);電網智能化改造是否可化解有待深化研究。我國的特高壓設備若干關鍵部件還依靠進口,其中任何一個出問題,也可能危及電網運行安全。似可先建設幾條區域間特高壓聯絡線,待總結經驗、完善技術後再成網。總之,在技術上採取審慎態度是必要的。
(作者系國家發改委經濟體制與管理研究所研究員)