全球特高压:特高压输电技术
全球特高压:特高压输电技术但特高压输电技术就不能走这条路,原因就是当今世界上并没有形成成熟的技术和设备,更没有完整的技术标准体系以供参考。像目前享誉全球的高铁,其实就不能算完全原创,一开始也是引进了日本等国的高铁技术,然后再消化、吸收,最后再做到了突破并拥有了自己的知识产权。说起可控核聚变技术,今年以来我国确实进展有点快,几个月前的时候我们才在在1.2亿摄氏度下稳定运行了101秒,结果这年都还没完,直接就蹦上1000秒去了。正好之前的文章中挖了一个坑,说我国的特高压输电技术是逼出来的,那就两件事结合一下,我们来聊聊这两个技术对我国未来的影响。特高压输电技术在我国目前比较耳熟能详的众多技术中比较特殊,因为这是一个真正“自我创新”的技术。
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01 逼出来的技术
02 全球能源互联网
2021年最后一天,我们在可控核聚变技术上又有了新的突破。
说起可控核聚变技术,今年以来我国确实进展有点快,几个月前的时候我们才在在1.2亿摄氏度下稳定运行了101秒,结果这年都还没完,直接就蹦上1000秒去了。
正好之前的文章中挖了一个坑,说我国的特高压输电技术是逼出来的,那就两件事结合一下,我们来聊聊这两个技术对我国未来的影响。
01 逼出来的技术特高压输电技术在我国目前比较耳熟能详的众多技术中比较特殊,因为这是一个真正“自我创新”的技术。
像目前享誉全球的高铁,其实就不能算完全原创,一开始也是引进了日本等国的高铁技术,然后再消化、吸收,最后再做到了突破并拥有了自己的知识产权。
但特高压输电技术就不能走这条路,原因就是当今世界上并没有形成成熟的技术和设备,更没有完整的技术标准体系以供参考。
其实早在上个世纪,全世界很多国家已经开始在研究特高压技术。其中包括了苏联、美国、日本和意大利。
苏联是世界上最早开展特高压输电技术研究的国家之一,也是此前世界上唯一一个有特高压输电工程运行经验的国家。
而其他国家最终都因为各种原因,最终导致了没有建成工程。即便是苏联,最终也降低到了超高压的水平。
究其原因还是因为——需求。
输电技术发展及电网建设与一个国家的经济发展水平密切相关。
这就意味着基本上是只有经济发展快速,导致了用电量开始激增的国家才有可能考虑这方面技术。
苏联稍微比较可惜,于1985年建成埃基巴斯图兹—科克切塔夫—库斯塔奈1150千伏特高压输电线路,线路全长900公里。
但是仅断断续续运行了5年的时间,1991年苏联解体以后,特高压输电工程就下马了,由原来的1150千伏降到500千伏。
主要原因有三个:一方面是政治原因,苏联解体后,这条线路不在俄罗斯本土,而是在哈萨克斯坦境内。
另一方面原因是我们众所周知的,苏联解体后,各个加盟国经济快速下滑,包括俄罗斯一开始脑子不清醒搞了“休克疗法”,把自己经济弄得一塌糊涂,自然对电力的需求就大大下降了。
最后一个原因则是当时苏联本身在特高压技术的掌握上并不成熟。
日本和意大利的情况比较相似,也是上个世纪经济快速发展导致了用电量激增,所以都曾经研究开发过特高压输电技术。
但两个国家有个共同特点,那就是国土面积太小了,对远距离、大容量电力输送的需求相对较弱。虽然有电力增长的需求,但是由于特高压输电工程在成本上比较高,结合两个国家的实际情况,考虑到经济方面的因素,最后也没有继续发展。
日本确实比较厉害,当时其实已经研发出了特高压输电的相关设备,并且建了两条输电线路,其中一条还是从福岛到东京的线路。唯一的问题是变电站用的还是500千伏设备,所以并不算完整工程。
结果上个世纪末遇到了东亚经济危机,还有本身日本经济泡沫戳破后迎来的“失去的N十年”,对电力的需求自然也就下降了。原来所规划的大规模核电项目未付诸实施,也就没有了大量电力输送的需求。
结果后来的事我们知道了,福岛核电站因为海啸导致了严重的事故,至今这地还没恢复正常,就别说发电了,今年还准备排核废水呢。所以日本的特高压工程八成永远是出不来了。
美国的情况则更加特殊一点。客观地说,20世纪美国在世界上研究特高压输电技术的国家中算是比较领先的,但是美国没有实现工程应用。
原因则是美国确实地理条件太好了,虽然美国国土面积大,但东西部两边都临海,并且都发展挺好,再加上本身资源丰富,是个能源比较富裕的国家。
所以美国对能源供给的不平衡问题并不是很突出,对特高压远距离、大容量电力传输需求也就不那么迫切。
比较好的例子就是今年年初的时候美国不是因为大雪导致德州大面积停电吗,当时还闹得沸沸扬扬。
德州的电力系统就是自己独立的组网,这是属于自己一个州就能解决自己的能源问题,所以外部没办法转移输电帮他们解决问题。
再加上随着美国经济发展的放缓和产业结构调整,最终所规划的特高压电网的建设和技术应用就被搁置了。
读到这里的小伙伴们估计能理解我要说什么了,为什么我国必须要发展特高压输电技术——因为我国条件实在太差了。
首先就是我国确实是个资源匮乏的国家,特别是能源上,基本上不可能说划一片地这里就能做到自给自足,所以必须要从外部输送。
然后就是我国这地理因素比较尴尬。东部靠海,人口也多,发展也比较迅猛,所以对电力的需求非常大。
但是我国主要的资源又在中西部,并且我国又是一个960万平方公里的一个幅员辽阔的国家,这就导致了我国对特高压远距离、大容量电力传输的需求变得十分迫切。
再加上新世纪初,我国正式成为了世界产业结构的一员,承接了大量的低端产业。而这些低端制造业既是用人大户又是用电大户,就导致东西部电力需求更加不平衡。
并且,往前推个十几年,恰好是中国经济发展面临的前所未有的机遇,是实现工业化、城镇化、国际化、市场化最为关键的时期。
所以我们必须要解决用电这个难题。
但这时又有另一个问题。当时其实我国在中西部的发电项目都准备好了的,比如西部的火电、光伏,北部的风电还有西南的水电。
但特高压输电重点工程却迟迟不被核准,这源于支持者和反对者的争论,而这个争论从特高压输电建设提出后一直没有停止。
起先,反对者提出中国发展特高压输电技术不可行,苏联、日本等都已放弃,中国也搞不成。
在特高压交流输电试验示范工程成功投运后,极少数人不再说技术不可行,转而提出工程安全性的问题,结果示范工程安全运行了4年直接打脸。
然后,反对者又提出了特高压电网造价高、不经济的问题。但实际上虽然特高压设备造价比较高,但在单位输送容量来看,明显特高压更加便宜和经济。
这就跟家里买个空调一样,越便宜的空调越费电,越贵的空调不费电,长期来看只要是自己用,那肯定是贵的划算。
由于迟迟不被核准,甚至当时已经导致了很多地区的发电项目因为电传不出去而被弃置,造成了大量浪费。
当然后面的事我们都知道了,虽然有所延迟,但最终特高压项目工程还是开搞了。
到后来,我国成了世界上唯一掌握着特高压输电成熟技术,也是世界上唯一进行特高压输电商业化运营的国家。甚至我国的特高压交流输电标准电压已被推荐为国际标准电压,大幅提升了中国在国际电工领域的影响力和话语权。
同样也是由于特高压技术工程的开展,我国最近十年的快速发展并没有因为电力需求问题而受到影响。
类似的国家比如印度,还没有做到全国用电和持续稳定用电,这也成了国外投资者考虑投资目的地的一个重要因素。
大家可以回忆一下,上次因为电力不足而导致频繁停电都是什么时候,反正我感觉除了我小时候经常因为用电压力导致停电,大夏天只能扇扇子睡觉,长大后基本上就没再遇到过了。
聊到这里也是有点感叹,说句题外话。
其实应用科学的创新绝大多数都是因为“需求所迫”,没有需求则不会有人有闲工夫去做,这点放到其他行业也是如此。
像美国的计算机,其最早被制造出来就是为了帮助国防部用来进行弹道计算,结果经过后续的发展才慢慢变成现在人们日常生活中不可或缺的工具。
另一个比较有意思的例子是——高超音速导弹,比如我国的“东风17”、俄国的“先锋”。但美国在高超音速导弹的研发上就老是不行,最近已经失败了三次了。
按照《观棋有语》节目苏师傅说的一个结论也是跟“需求”有关。
说白了,美国长期以来在全球有军事基地,并且自身有非常先进的战略轰炸机B2,所以美国基本上不需要考虑战略投送的问题,所以在导弹的研发上就不那么上心,
而中俄两个国家,由于处于战略防守状态,所以需要发展成本更加低廉并且更加高效的战略投送武器,所以这两个国家在导弹的研发上是下足了功夫,最后也是因为这方面经验所以研发超高音速导弹上还算比较顺利。
02 全球能源互联网聊了这么多,终于进入了正题:我国独一份的特高压输电技术到底对未来有什么影响?
这就要结合开篇所说的可控核聚变技术来说了。
我在很早之前的一篇文章中说过,从前三次工业革命来看,第一次和第二次分别掌握了煤炭和石油两种能源。而第三次工业革命主要是通过信息技术等提升了生产效率。
所以我把前两次工业革命叫做“能源革命”,第三次工业革命叫做“效率革命”。
当今世界已经很久没有经历新一次的工业革命了,人类当前的生产力发展已经快到极限,世界从增量博弈变成了存量博弈。
由于是存量博弈,所以国家与国家之间就基本上是零和游戏。争夺经济蛋糕到极致,最终就会是战争。
为了延缓国家之间的矛盾,我们就必须要再一次提升人类整体的生产力,让经济发展从存量博弈再次进入增量时代。
从当下的趋势上来看,最快的工业革命将会是“效率革命”,以5G为主要科技力量。所以你们看我国目前在5G基建方面,那是往大了发展。讽刺的是国外居然还在讨论“5G能不能传播新冠”。
5G之后应该就是下一次“能源革命”,也就是我们现在大力发展的——可控核聚变。
一旦可控核聚变技术成功并投入商用,基本上就宣告人类进入了一个新的纪元。由于可控核聚变产生的能量远超当前化石能源,近乎无限,所以人类整体的生产力也会拔高到当下无法企及的高度。
所以可控核聚变技术,将是未来这几十年,所有科技前沿国家竞相追赶的技术。谁都想要率先突破,这样就可以掌握先机,就能最大程度上获得工业革命带来的红利。
甚至这个技术对我国的意义更加重大,由于我国能源结构目前对外依存度还比较高,所以一直是有能源安全问题的,因此我们现在也在大力发展新能源,希望能改变我国的能源结构,避免被美国卡脖子。
话都说到这里了,那跟我国当下独占的特高压输电技术有什么关系呢?
当然就是运输的关系,毕竟你的电发出来了,就需要用更高效的手段传输出去。
由于可控核聚变技术并不是所有国家都能掌握,比如很多发展中国家或者像中东这些卖资源的国家基本上不可能掌握。
所以他们如果想要用上更加清洁和便宜的能源,只有可能向其他掌握了可控核聚变技术的国家购买。
这时就会遇到一个核聚变电厂到时候可能会给范围更加广阔的区域输送电力的问题。到时候就不仅仅是从新疆输送到我国沿海这种距离,甚至可以是从我国输送到欧洲甚至非洲这种距离。
到那个时候,掌握了最先进的特高压输电技术的我国,自然会成为全世界电力输送工程的总承包商。
如果再加上我国自己能掌握可控核聚变,那我们国家就将会是整个欧亚大陆上的能源输出地,一跃成为下一个“中东狗大户”。这其中的经济利益简直不可想象。
这还是从经济上来看,从地缘政治上来看更加重要。
当我国用特高压输电工程将整个欧亚大陆连接起来后,其实就从能源上把欧亚大陆进行了整合,这和当前“一带一路”用贸易来整合相比将更加紧密,毕竟贸易可以不做,能源一分钟没有就要出问题。
用“世界岛”理论来看,到那个时候,只要世界中心地带的欧亚大陆进行了整合,那游离在世界岛之外的,比如美国,那就没他什么事了,我们完全可以不带他玩了。
当然,要实现可控核聚变,按目前的规划也要到2050年左右,那个时候相信中美之间的博弈已经有了结果。
更牛逼的是,我上面说的这一切,还真不是我瞎编的。我国确实已经在往这方面进行布局了。
中国在2016年就发起成立了能源领域的国际组织——全球能源互联网发展合作组织。
而全球能源互联网实质就是“智能电网 特高压电网 清洁能源”。你看是不是把特高压技术还有未来可能的可控核聚变技术都已经考虑进去了。
这个场景实在太迷人了,当这一切真的实现的时候,世界人民的饥饿和发展问题可以解决,我国也一定会成为全世界最有话语权的国家。
那个时候的我国不仅可以完成我们第二个一百年目标——新中国成立一百年时建成富强民主文明和谐的社会主义现代化国家。
借着可控核聚变技术提供的能源支持,我们第三个一百年目标将会是带领整个人类探索宇宙,走向星辰大海!
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文献参考:《大国工程》