◇特高壓技術、裝備、工程、標準的全面突破,實現了中國電力工業從落后到領先、進而站上世界電力制高點的百年追求,為國家能源安全與人類可持續發展作出重大貢獻
◇我國正在建設世界上輸送容量最大、配置范圍最廣的特高壓電網,特高壓的先進性、安全性、經濟性得到充分驗證
◇隨著時代發展,特高壓在推動能源變革轉型、經濟高質量發展、生態文明建設和構建新發展格局中的作用將更加凸顯
特高壓是我國電力發展史上最具創新性和影響力的重大成就。近二十年來,依靠自主創新,我國攻克了特高壓技術和裝備難題,建設了領先世界的特高壓電網,實現了中國電力的戰略突破與跨越發展,有力保障了國家能源安全,有力推動了中國生態文明建設,有力促進了經濟社會環境協調可持續發展,在全面建成小康社會、實現中華民族偉大復興的歷史進程中書寫了重要篇章。
當今的中國,已開啟全面建設社會主義現代化國家新征程,中國特色社會主義進入新時代。當今的世界,可持續發展問題突出,氣候變化、環境污染、資源匱乏、貧困疾病等全球性挑戰日益嚴峻,世界進入百年未有之大變局。立足中國、放眼世界,特高壓將在新時代肩負推動能源永續供給、實現碳中和、促進可持續發展、推動構建人類命運共同體等重要使命。
在發展新的歷史方位中,需要進一步深化對特高壓重要作用與價值的認識,以特高壓電網為重點加快建設中國和全球能源互聯網,推動能源、交通、信息“三網”融合發展,為我國建設社會主義現代化國家和實現人類可持續發展蓄力賦能。
特高壓對能源安全與可持續發展的十大貢獻
縱觀人類社會發展歷史,每次重大變革都以技術進步驅動的能源轉型為先導。特高壓作為能源領域的世界級技術難題,上世紀60年代起,美國、蘇聯、日本、意大利等國開展特高壓研究試驗、設備研制和工程嘗試,但受制于政治、經濟、技術等因素,最終都失敗了。我國上世紀80年代中期開始特高壓技術的部分前期研究與試驗。為適應國民經濟和電力需求的快速增長,國家電網公司在2004年率先提出發展特高壓電網的戰略構想,將特高壓作為電力創新發展的“先手棋”,牽頭組織有關企業和科研機構,開展聯合攻關,沖破重重阻力,克服種種困難,取得特高壓技術、裝備、工程、標準的全面突破,實現了中國電力工業從落后到領先、進而站上世界電力制高點的百年追求,實現了“中國創造”和“中國引領”,為我國能源轉型、經濟社會發展和生態文明建設提供了堅強保障,為國家能源安全與人類可持續發展作出重大貢獻。
一是形成了具有完全自主知識產權的重大原創技術,實現了我國在電力領域的首次世界引領。特高壓技術破解了遠距離、大容量、低損耗輸電世界難題,是我國原創、世界領先的重大創新。國家電網公司先后組織數十家科研機構和高校、200多家裝備制造企業、500多家建設單位、幾十萬人參與特高壓研發建設相關工作,累計攻克了310項關鍵技術,主導編制國際標準75項、國家標準788項。“特高壓交流輸電關鍵技術、成套設備及工程應用”和“特高壓±800千伏直流輸電工程”先后獲得國家科技進步獎特等獎。經過10余年不懈努力,我國正在建設世界上輸送容量最大、配置范圍最廣的特高壓電網,特高壓的先進性、安全性、經濟性得到充分驗證。
二是解決了長期困擾我國的煤電運緊張難題,有望終結中國周期性“電荒”的歷史。長期以來,我國能源配置過度依賴輸煤,運力瓶頸制約電煤供應,區域性、季節性缺電反復出現,全國一度有2/3的省份電力緊張。通過發展特高壓,變輸煤為輸電,實現“煤從空中走、電送全中國”。2019年,我國特高壓電網輸送電量4500億千瓦時,其中火電2200億千瓦時,相當于從空中輸送約1億噸煤炭,扭轉了煤電運緊張局面,在破解“電荒”中發揮了關鍵作用。
三是實現了我國能源資源的大范圍優化配置,成為社會主義制度優越性在能源領域的集中體現。我國能源資源與需求呈逆向分布,80%以上的能源資源分布在西部和北部地區,70%以上的能源消費集中在東中部地區。特高壓實現了能源資源遠距離輸送和全國“一盤棋”優化配置,從根本上改變了電力供應依靠就地平衡的發展格局。截至2020年底,我國成功投運“十四交十六直”30個特高壓工程,跨省跨區輸電能力達1.4億千瓦,累計送電量超過2.5萬億千瓦時,充分體現了“集中力量辦大事”的社會主義制度優越性。
四是推動了清潔能源的大規模開發利用,使我國在世界新能源革命競爭中保持領先地位。特高壓促進清潔能源大規模開發、大范圍消納,為我國搶占世界綠色發展制高點提供了重要支撐。依托特高壓電網,我國清潔能源發電裝機超過8.4億千瓦,太陽能發電、風電、水電裝機規模均居世界第一;自2010年以來,我國新增可再生能源裝機占到全球新增容量的40%,2018年全國40%的新增電力消費由新增清潔能源發電提供,清潔能源發展進入大規模“增量替代”新階段。
五是促進了我國東中部地區大氣環境治理,為打贏污染防治攻堅戰作出積極貢獻。我國約70%的煤電裝機分布在東中部人口密集地區,超出環境承載能力,導致霧霾問題頻現。2013年,國家出臺大氣污染防治行動計劃,九個特高壓工程(“四交五直”)納入其中并于2017年全部投運,輸電能力8500萬千瓦,2018至2019年累計輸送電量3300億千瓦時,減少東中部燃煤消耗1.4億噸,減排大氣污染物150萬噸,為解決人民“心肺之患”發揮了重要作用。
六是加快我國能源綠色低碳轉型步伐,為實現碳達峰、碳中和打下堅實基礎。大規模開發、大范圍配置清潔能源是推動能源轉型和碳減排的根本途徑。依托特高壓電網,我國清潔能源裝機占比從2010年的25%提高到目前的43%,每年減排二氧化碳15億噸。青海至河南特高壓直流工程作為世界上首條以輸送新能源為主的大通道,每年可向中部地區輸送“綠電”400億千瓦時,相當于減排二氧化碳3000萬噸,成為我國加快碳減排進程的重要示范工程。
七是服務區域協調發展戰略,推動西部大開發取得扎實成效。特高壓推動了西部和北部地區清潔能源的大規模開發利用,為促進區域協調發展開辟了重要途徑。目前,我國每年特高壓“西電東送、北電南供”規模超過3000億千瓦時,為西部地區創收超過850億元,減少東中部用電成本超過210億元。預計到2050年,特高壓跨區輸送電量將達到3萬億千瓦時,在促進區域協同發展中將發揮更加重要的作用。
八是帶動中國能源電力高端裝備制造業創新突破,成為推動經濟增長的重要引擎。特高壓的創新突破,將電力工業從傳統行業、夕陽產業變成了新興行業、朝陽產業,推動了高壓設備、絕緣材料、電力電子等一批高端裝備國產化,解決了一大批“卡脖子”問題,使我國輸變電裝備制造業的水平上了一個大臺階,為經濟發展注入了強大動能。截至目前,我國特高壓電網建設總投資超過6000億元,帶動相關社會投資超過2萬億元。在新發展階段,特高壓在服務構建新發展格局、促進經濟社會高質量發展中將發揮“火車頭”作用。
九是助力“一帶一路”倡議實施,成為中國技術服務世界的靚麗“名片”。特高壓是能源互聯互通的橋梁紐帶,是“一帶一路”建設的重要載體,為推動世界能源變革轉型提供了先進經驗。2017年和2019年,由國家電網公司建設的巴西美麗山水電特高壓直流送出一期和二期工程先后建成投運,實現了我國特高壓技術裝備、工程建設、運營管理全面“走出去”。特高壓成為中國技術服務世界的又一張靚麗“中國名片”,為“一帶一路”能源合作樹立了典范。
十是以技術創新帶動理念革命,為世界能源轉型和可持續發展貢獻“中國方案”。中國特高壓技術在爭議中起步、在創新中發展、在實踐中成功,通過技術之變帶動了思想之變、思維之變、思路之變。從“一特四大”到“全球能源互聯網”再到“三網融合”,以特高壓為核心推動能源、環境、經濟、社會可持續發展的理論體系和操作方案贏得越來越多的認同。習近平主席2015年9月在聯合國發展峰會提出全球能源互聯網重大倡議;2017年5月在首屆“一帶一路”國際合作高峰論壇再次強調“建設全球能源互聯網,實現綠色低碳發展”。中國為引領世界能源變革、推動可持續發展提供了“中國方案”,成為人類命運共同體建設在能源領域的生動實踐。聯合國秘書長古特雷斯表示,中國特高壓輸電技術對可再生能源發展至關重要,全球能源互聯網是實現人類可持續發展的核心和全球包容性增長的關鍵。
特高壓對中國和世界意義重大,為破解我國能源電力發展的深層次矛盾,落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰略,構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系提供了重要載體和抓手,為促進世界能源、環境、經濟、社會全面可持續發展開辟了新道路。但特高壓發展過程極不容易、極不平凡,充滿艱辛與挑戰。
在提出特高壓戰略構想、全面啟動特高壓工作之初,很多方面的創新進入“無人區”,沒有現成的技術、設備和標準。面對這一世界性難題,社會上存在不同認識和質疑,發展特高壓遇到很多干擾和阻力。有人認為西方國家沒做成,我國也不可能成功;有人認為超高壓就能滿足經濟社會發展要求,不需要發展特高壓;也有極少數人設置障礙,刻意阻撓特高壓發展。惟其艱難、方顯勇毅,惟其磨礪、始得玉成。正是看到發展特高壓對我國和世界重大而深遠的意義,廣大電力工作者才滿腔熱情、義無反顧地投身這項事業,懷著改變中國電力落后面貌的雄心壯志,同困難較量、與時間賽跑、向極限挑戰,通過艱苦卓絕的自主創新,創造了中國特高壓的偉大成就。實踐證明,我國發展特高壓是正確的、可行的、必須的,這條路走對了。
新時代新挑戰 賦予特高壓新的歷史使命
特高壓是能源領域思想、戰略、技術和發展方式的全面創新,隨著時代發展,在推動能源變革轉型、經濟高質量發展、生態文明建設和構建新發展格局中的作用將更加凸顯。
目前,我國已全面掌握了具有自主知識產權的特高壓核心技術和全套裝備制造能力,搶占了特高壓戰略、技術、裝備、標準的制高點。特高壓將在保障能源供應、加快清潔發展、拉動經濟增長、促進互聯互通等方面發揮關鍵和基礎作用,在我國建設社會主義現代化強國和世界實現可持續發展進程中承擔新的重要使命。
一是在開啟新征程中肩負著能源轉型和永續供給使命。2021年是中國共產黨建黨100周年,是“十四五”開局之年,也是全面建設社會主義現代化國家新征程開啟之年。作為“兩個一百年”奮斗目標交匯期,未來一段時間,我國能源轉型任務嚴峻,亟須貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念,深入推進能源生產和消費革命,加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系,引領我國經濟社會高質量發展。新的歷史條件下,加快特高壓電網建設,將推動我國西部太陽能發電、“三北”風電、西南水電等大型清潔能源基地開發,破除化石能源為主的發展路徑依賴,大幅增強我國能源資源的統籌配置能力,提高能源供應的可靠性和經濟性,全面推動我國能源綠色轉型。預計到2050年,我國清潔能源裝機和發電量將分別達到68億千瓦、15萬億千瓦時,年均增速分別達到7%、6%,跨區跨省跨國輸電規模將超過10億千瓦,實現以能源高質量發展引領經濟社會高質量發展,為全面建設社會主義現代化國家蓄力賦能。
二是在落實碳中和世紀承諾中肩負著低碳轉型和綠色發展使命。去年9月,習近平主席在第75屆聯合國大會上提出,我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。習近平主席提出的碳中和目標,將高于《巴黎協定》“2℃溫控目標”的減排要求,使全球實現碳中和的時間提前5~10年,對全球氣候治理起到關鍵性作用。實現碳中和,將有力推動中國經濟社會轉型,對中國煤炭、油氣、電力等行業產生巨大影響。在這一宏偉歷程中,特高壓如何履行使命、繼續突破,為實現碳達峰、碳中和發揮作用、貢獻力量,值得各方深入思考。
加快發展特高壓,就抓住了綠色低碳發展的“牛鼻子”。能源是碳排放的根源,能源相關碳排放占全社會碳排放總量達85%~90%。只有發展太陽能、風能、水能等清潔能源,從源頭上減少煤炭、石油、天然氣的使用,才能實現碳中和。特高壓對促進清潔能源大規模開發和大范圍配置的重要作用已經被實踐證明。面對碳中和的世紀承諾,需要以特高壓電網為骨干網架,加快建設清潔主導、電為中心、互聯互通的中國能源互聯網,全方位減少煤、油、氣使用,實現能源電力發展與碳脫鉤、經濟社會發展與碳排放脫鉤。經研究測算,依托特高壓電網,我國全社會碳排放將在2030年前達峰,2060年前實現碳中和,全社會碳減排邊際成本僅為260元/噸,遠低于700元/噸的全球其他碳減排方案,是一條速度快、成本低、效益高的碳減排路徑。
三是在推動產業升級和“走出去”戰略中肩負著創新驅動和鑄造中國品牌使命。隨著中國進入高質量發展新階段,必須實現依靠創新驅動的內涵型增長,在參與國際競爭中必須擁有享譽世界的品牌與核心競爭力。面對日新月異的世界科技發展浪潮和日趨激烈的國際競爭環境,特高壓作為科技創新的“國之重器”,需要在占領世界能源發展制高點、推動構建新發展格局中發揮更大的引領和帶動作用。
作為重大技術創新,特高壓對上下游產業具有強大帶動力,圍繞特高壓已形成涵蓋絕緣材料、高壓設備、電力電子、自動控制等一批高端裝備的完整產業鏈。進入清潔能源大發展的新時期,特高壓在促進能源轉型的同時,還將推動能源產業從以化石能源為主體的產業集群向以清潔能源和電力為主導的產業集群轉變,打造新材料、新能源、儲能、電動汽車、高效用電設備等綠色低碳產業,培育一批能源電力等領域高科技企業。預計未來30年,我國特高壓電網建設投資將超過2萬億元,帶動相關社會投資超過7萬億元,成為我國科技創新和經濟高質量發展的重要引擎。當前,我國是世界上唯一全面掌握特高壓核心技術和全套裝備制造能力的國家,以特高壓建設為抓手積極開展國際能源合作,將有力帶動我國技術、標準、裝備全方位“走出去”,打造更加響亮的中國品牌,增強國家綜合實力,為推動構建更高水平新發展格局發揮積極作用。
四是在推動“一帶一路”和人類命運共同體建設中肩負著全球能源互聯互通和可持續發展使命。當前,人類可持續發展面臨嚴峻挑戰,加強互聯互通與國際合作,構建人類命運共同體,攜手應對全球性挑戰,是實現可持續發展的必由之路。能源是經濟社會發展的物質基礎,能源永續供應是人類可持續發展的根本保障。加強能源基礎設施的全球互聯,是人類命運共同體和“一帶一路”建設的重要內容。在這個過程中,特高壓大有可為。
特高壓是中國的,推動了中國電力革命;特高壓也是世界的,必將推動世界能源革命。從全球看,不同國家、不同地區在清潔能源資源和能源需求方面具有極強的互補性,加強互聯互通、實現合作共贏空間廣闊。基于特高壓技術,建設全球能源互聯網,實質就是打造互聯互通、共建共享的全球能源共同體,將以能源為紐帶,推動共建“一帶一路”和人類命運共同體,實現不同國家和地區市場對接、優勢互補,打破發展瓶頸,釋放發展潛力,增進各國互信,形成協調聯動發展的新格局,實現包容性增長和共同繁榮。
以特高壓引領能源和基礎設施創新發展
經過十多年的努力,特高壓全面帶動了我國能源轉型和資源大范圍優化配置,走出了一條遵循國情和客觀規律,依靠特高壓推動能源變革,依靠自主創新振興民族工業的中國特色能源電力發展道路,為世界電力工業發展作出了突出貢獻。立足當前、著眼長遠,需要進一步統一思想、提高認識、加大力度,以特高壓電網為重點,加快建設中國和全球能源互聯網,推動能源、交通、信息“三網”融合發展,為中國和世界可持續發展注入強大動能。
早日建成中國能源互聯網,推動我國能源轉型和經濟高質量發展
構建中國能源互聯網是基于特高壓成功實踐提出的能源發展新思路,是落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰略的必然要求,將從根本上扭轉我國化石能源為主的能源結構,打造清潔低碳、安全高效的能源發展新格局。
建設中國能源互聯網、推動我國能源變革轉型總體分增量替代、存量替代、全面轉型三步走。2025年前,加快西部清潔能源基地特高壓外送通道和東部、西部特高壓交流骨干網架建設,新增能源需求主要由清潔能源提供,基本扭轉化石能源消費增長勢頭。2035年前,形成東部、西部兩個特高壓交流同步電網,擴大“西電東送”特高壓直流通道規模,總輸送容量超過6億千瓦,促進清潔能源和電能占比分別提升至47%、41%,在生產側和消費側加速替代煤、油、氣,實現化石能源消費總量達峰并逐步下降。2050年前,進一步完善東、西部特高壓交直流骨干網架,全面建成中國能源互聯網,實現能源發展方式的根本轉變。屆時,我國清潔能源占一次能源比重將從目前的15%提高到74%,能源自給率從目前的80%提高到95%,單位GDP能耗比目前降低60%,為全面建設社會主義現代化國家提供安全、清潔、高效、可持續的能源保障。
推動建設全球能源互聯網,在“一帶一路”國家率先實現突破
全球能源互聯網實質是“智能電網+特高壓電網+清潔能源”,是世界能源變革轉型的大趨勢大方向。構建全球能源互聯網,需要以“兩個替代、一個提高、一個回歸”為方向(清潔替代和電能替代,提高電氣化水平,讓化石能源回歸工業原材料屬性),打造以特高壓電網為骨干網架、促進清潔能源大規模開發利用的全球能源共享平臺。
建設全球能源互聯網,總體可按國內互聯、洲內互聯、全球互聯三個階段推進實施。2025年前,推動世界各國國內電網互聯全面加強,跨國特高壓聯網項目實現重要突破;2035年前,努力實現各大洲洲內電網基本互聯,亞歐非通過特高壓率先實現跨洲聯網,全球形成“五橫五縱”骨干網架;2050年前,努力建成亞歐非和美洲特高壓聯網通道,全球形成“七橫七縱”骨干網架,基本實現全球電網互聯。在此基礎上,進一步推進北極能源通道建設,最終形成“九橫九縱”全球聯網格局。屆時,全球清潔能源占一次能源比重將超過85%,能夠實現全球溫升控制目標;電能普及率接近100%,讓人人享有可持續能源,打造綠色低碳、互聯互通的全球能源共同體。
“一帶一路”國家清潔能源資源豐富,能源電力需求潛力大,各方面需求迫切,是全球能源互聯網建設的重點區域,有望率先突破。應加快推進“一帶一路”國家清潔能源開發、電網互聯、能效提升和電力普及,并結合非洲、東南亞、中南美洲等地區實際,積極推動“電—礦—冶—工—貿”聯動發展,破解這些地區基礎設施建設長期面臨的有資源、無市場、融資難、啟動難等困局,助力“一帶一路”國家能源轉型和產業升級,促進綠色“一帶一路”建設。
加強三網融合研究和發展,為建設未來新基礎設施體系做好準備
三網融合實質是能源網、交通網、信息網由條塊分割的各自發展轉變為集成共享的融合發展,實現能源流、人流/物流、信息流協同優化,是更具資源配置力、產業帶動力、價值創造力的綜合基礎設施網絡,是基礎設施高級形態。三網融合發展不僅能夠發揮“互聯網+”的數字化、智能化優勢,還能發揮“+互聯網”跨網絡融合、跨產業集成的規模化、集約化優勢,產生巨大綜合價值,引領經濟社會可持續發展。
加快三網融合發展,可從城市、國內、跨國三個層面推進。城市三網融合是集能源、交通和信息于一體的現代城市基礎設施,重點是推動城市大腦、綜合管廊、智慧交通、智慧能源等系統建設,提高城市運轉效率。國內三網融合以城市三網融合為骨干節點,以三網融合通道為紐帶,形成廣泛覆蓋、高效互聯的國家基礎設施網絡,重點結合各國發展階段和需求,推進綠能數據中心、多站融合等樞紐共建,電氣化鐵路、光伏公路等通道共享,“公路網+充電網”等網絡融合。跨國三網融合以各國三網融合為支撐,建設跨國三網融合走廊,連接世界主要經濟中心、能源基地和信息中心,打造覆蓋全球的基礎設施體系,提高資源跨國配置能力。
目前,全球交通網和信息網基本互聯,基于特高壓等技術,全球能源互聯網也一定能建成,引領新一代基礎設施體系建設,推動世界進入三網融合發展新時代。
全球能源互聯網發展合作組織成立以來,致力人類可持續發展,在能源電力、氣候環境、經濟社會等領域開展200余項研究,面向全球發布50多項創新成果,會員達到1115家、覆蓋130個國別,搭建了共商、共建、共享的全球合作平臺,成為推動世界能源轉型與可持續發展的重要力量。我們將以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,加快建設具有全球話語權、影響力和行動力的一流國際組織,與廣大會員、合作伙伴等各方一道,攜手推進中國和全球能源互聯網創新發展,為促進人類命運共同體建設,實現世界可持續發展作出更大貢獻。
(作者:劉振亞 系全球能源互聯網發展合作組織主席,中國電力企業聯合會理事長,瑞典皇家工程科學院院士,英國皇家工程院院士,德國國家工程院院士)
轉自:瞭望客戶端
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