能源是支撐國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，常規(guī)化石能源的有限供應(yīng)能力和日益嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境危機(jī)是世界各國面臨的共同挑戰(zhàn)，大力發(fā)展清潔能源已成為各國的共識和戰(zhàn)略性選擇。由于我國能源資源中心與負(fù)荷中心分布不均衡，影響對清潔能源進(jìn)行高效開發(fā)利用，這是制約我國清潔能源發(fā)展的主要瓶頸。而發(fā)展特高壓電網(wǎng)，可以充分發(fā)揮大電網(wǎng)跨區(qū)優(yōu)化配置資源的能力，為清潔能源的發(fā)展提供堅實基礎(chǔ)。

　　發(fā)展清潔能源是國家的能源戰(zhàn)略選擇

　　當(dāng)前，我國能源需求保持剛性增長，而常規(guī)化石能源可持續(xù)供應(yīng)能力已出現(xiàn)不足，較難滿足未來的潛在能源需求。大力發(fā)展清潔能源，是國家能源戰(zhàn)略的必然選擇。

　　清潔能源大多轉(zhuǎn)化為電力加以利用，主要包括水電、核電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電等。2012年我國共消納清潔能源電量10662億千瓦時，占全部上網(wǎng)電量的21.4%，其中水電、核電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電量分別達(dá)到8641億、982億、1004億和35億千瓦時。截至2012年底，我國清潔能源裝機(jī)超過3億千瓦，占總裝機(jī)比例達(dá)到28%。

　　我國《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》明確提出了未來我國清潔能源的發(fā)展目標(biāo)，規(guī)劃到2015年實現(xiàn)水電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到2.9億千瓦，核電裝機(jī)4000萬千瓦，風(fēng)電裝機(jī)1億千瓦和太陽能發(fā)電裝機(jī)2100萬千瓦。

　　建設(shè)特高壓外送通道是促進(jìn)西部和北部可再生能源基地開發(fā)及外送的需要

　　我國清潔能源資源蘊(yùn)含豐富的地區(qū)主要集中在西部、北部，而能源消費需求主要集中在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的中東部地區(qū)，西部的清潔能源發(fā)電需要大量送到中東部負(fù)荷中心地區(qū)。距離一般都超過1000公里，超出了500千伏線路的經(jīng)濟(jì)輸送距離。而特高壓輸電能實現(xiàn)各種清潔能源的大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送。

　　從世界各國的清潔能源發(fā)展模式選擇來看，加強(qiáng)集中開發(fā)與輸送風(fēng)電等非水可再生能源正逐漸成為主流趨勢，并積極規(guī)劃研究輸電通道擴(kuò)展，以滿足未來高比例風(fēng)電、太陽能發(fā)電等并網(wǎng)和消納的需要。

　　（一）水電

　　資源分布：我國水能資源豐富，技術(shù)可開發(fā)量5.42億千瓦，位居世界第一。但水能資源分布不均衡，80%以上分布在四川、云南、西藏等經(jīng)濟(jì)相對落后的西南地區(qū)，東部地區(qū)僅占4.6%。

　　外送規(guī)模：西南地區(qū)負(fù)荷水平低，水電大規(guī)模開發(fā)后需要外送。預(yù)計到2020年西南水電外送規(guī)模將達(dá)到7600萬千瓦，占全國水電總裝機(jī)的22%，外送電量將達(dá)到3000億千瓦時，占全國水電總發(fā)電量的25%。西南水電基地距離東中部負(fù)荷中心1000—3000公里，通過建設(shè)特高壓交直流輸電通道，可以將電能大規(guī)模輸送到東中部負(fù)荷中心地區(qū)。金沙江下游和雅礱江下游的大型水電站距離本省負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，可以通過特高壓直流外送。對于四川境內(nèi)的其他水電外送電源，則可交流匯集后外送。

　　（二）風(fēng)電

　　資源分布：從我國風(fēng)能資源分布看，蒙東、蒙西、新疆哈密、甘肅酒泉、河北壩上、吉林、山東沿海和江蘇近海等大型風(fēng)電基地風(fēng)能資源豐富，50米高度3級以上風(fēng)能資源的潛在開發(fā)量約19.1億千瓦，占全國潛在開發(fā)量的80%左右。

　　外送規(guī)模：預(yù)計2020年“三北”地區(qū)風(fēng)電開發(fā)規(guī)模占全國的85%左右。按照“先省內(nèi)、后區(qū)域、再全國”的風(fēng)電消納思路，東北地區(qū)的黑龍江、吉林、蒙東風(fēng)電在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)擴(kuò)大消納市場的空間不大，風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)需要靠跨區(qū)外送；西北地區(qū)，由于西北電網(wǎng)消納酒泉風(fēng)電的能力已經(jīng)不足，甘肅、寧夏、新疆風(fēng)電在區(qū)內(nèi)消納后，剩余部分需要通過特高壓直流直接跨區(qū)外送；華北地區(qū)，蒙西風(fēng)電除了在區(qū)內(nèi)電網(wǎng)及京津唐電網(wǎng)消納外，還需要外送到東中部負(fù)荷中心消納。初步分析，2020年全國風(fēng)電跨區(qū)外送規(guī)模將達(dá)到1億千瓦左右。

　　（三）太陽能發(fā)電

　　資源分布：從我國太陽年輻射總量的分布來看，西北的青藏高原、甘肅北部、寧夏北部和新疆南部等沙漠、戈壁灘地區(qū)全年日照時數(shù)較長，是我國太陽能資源最豐富的地區(qū)，適宜規(guī)模化集中開發(fā)。

　　外送需求：太陽能發(fā)電基地主要集中在西部偏遠(yuǎn)地區(qū)，也面臨規(guī)模化發(fā)展的外送消納問題。同時，太陽能發(fā)電需要電網(wǎng)提供額外的調(diào)峰容量，但西北等地區(qū)調(diào)峰能力不足。發(fā)展特高壓跨區(qū)電網(wǎng)，有利于促進(jìn)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的太陽能發(fā)電的規(guī)模化、集約化開發(fā)利用，實現(xiàn)風(fēng)光水火統(tǒng)籌協(xié)調(diào)開發(fā)。

　　因此，通過建設(shè)特高壓電網(wǎng)，構(gòu)建能源流動高速通道，可以為清潔能源的規(guī)模化發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)，在全國范圍內(nèi)進(jìn)行資源優(yōu)化配置。在此基礎(chǔ)上，再通過加快受端地區(qū)抽水蓄能、燃?xì)怆娬镜日{(diào)峰電源的建設(shè)，解決高比例清潔能源接入帶來的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行難題。

　　清潔能源高效消納利用需要發(fā)揮特高壓同步電網(wǎng)平臺作用

　　隨著西部和北部清潔能源外送規(guī)模的增大，未來我國華北、華中、華東等電力系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜程度進(jìn)一步提高，對受端電網(wǎng)的資源配置能力和協(xié)同運(yùn)行平臺功能提出了更高要求，要求受端電網(wǎng)覆蓋面積更大、網(wǎng)架更加堅強(qiáng)、動態(tài)平衡能力和安全穩(wěn)定水平進(jìn)一步提升。特高壓同步電網(wǎng)通過在受端形成堅強(qiáng)特高壓網(wǎng)架支撐，滿足全國水電、核電、風(fēng)電與太陽能發(fā)電等清潔電源的規(guī)模化開發(fā)與高效利用的需求。

　　（一）水電

　　特高壓電網(wǎng)擴(kuò)大水電基地的受端市場。隨著西南地區(qū)水電的進(jìn)一步開發(fā)，需要在受端地區(qū)構(gòu)建堅強(qiáng)特高壓電網(wǎng)網(wǎng)架，通過跨區(qū)域調(diào)節(jié)，實現(xiàn)西南水電在東中部地區(qū)的高效消納。同時加強(qiáng)西南水電基地與西北地區(qū)聯(lián)網(wǎng)通道的建設(shè)，在不同季節(jié)、不同時段進(jìn)行大規(guī)模電力“吞吐”，實現(xiàn)更大范圍內(nèi)的水火互濟(jì)和豐枯調(diào)節(jié)。

　　（二）核電

　　特高壓電網(wǎng)促進(jìn)核電的集中接入、高效配置與安全運(yùn)行。我國核電的優(yōu)先發(fā)展地區(qū)是東部沿海省區(qū)，2020年華東地區(qū)核電裝機(jī)容量將達(dá)到3000萬千瓦左右。若仍依賴于傳統(tǒng)的超高壓電網(wǎng)，將大大增加走廊選擇難度，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性也不甚合理，也會加重系統(tǒng)短路電流超標(biāo)問題的解決難度；同時，隨著華東沿海地區(qū)受入直流規(guī)模的不斷增加，如果只依靠或加強(qiáng)現(xiàn)有的超高壓電網(wǎng)，發(fā)生嚴(yán)重故障時華東存在電壓失穩(wěn)問題，無法保證核電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。在華北、華東、華中等受端地區(qū)建設(shè)特高壓同步電網(wǎng)，可以降低直流集中饋入華東電網(wǎng)所引發(fā)的安全風(fēng)險。此外，通過特高壓同步電網(wǎng)，借助其他區(qū)域電網(wǎng)的富余調(diào)節(jié)能力，保證沿海核電能穩(wěn)定在額定工況下運(yùn)行。

　　（三）風(fēng)電

　　發(fā)展特高壓同步電網(wǎng)，構(gòu)建風(fēng)電高效消納平臺。在我國東中部地區(qū)，除了要高效消納區(qū)域內(nèi)規(guī)劃建設(shè)的蒙西、河北、山東、江蘇等基地的風(fēng)電外，還要大規(guī)模接納東北、西北風(fēng)電基地送入的風(fēng)電。因此，在東中部受端地區(qū)構(gòu)建特高壓同步電網(wǎng)，可打造更大的資源優(yōu)化配置平臺，解決我國風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)消納能力不足的難題。由于華北、華東、華中等受端地區(qū)存在一定的季節(jié)差和時差，系統(tǒng)負(fù)荷的最大、最小值出現(xiàn)的月份和時段不同。建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃運(yùn)行的特高壓同步電網(wǎng)，具有顯著的錯峰、降低峰谷差等效益；還可以利用各區(qū)域電網(wǎng)中各類電源在各個季節(jié)調(diào)峰能力的互補(bǔ)，提高系統(tǒng)的風(fēng)電消納能力。研究表明，通過構(gòu)建華北—華中—華東特高壓同步電網(wǎng)，其風(fēng)電接納能力比三個區(qū)域電網(wǎng)單獨接納能力的總和提高約4000萬千瓦。

　　結(jié)語

　　總體來看，特高壓電網(wǎng)在促進(jìn)我國清潔能源發(fā)展中作用巨大。測算表明，2020年我國跨區(qū)電網(wǎng)可輸送和配置非化石能源發(fā)電量約7000億千瓦時，折合標(biāo)煤2.2億噸，對2020年15%非化石能源目標(biāo)的貢獻(xiàn)度達(dá)30%左右。

　　面對我國清潔能源資源中心及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心逆向分布的現(xiàn)實情況，實現(xiàn)高效開發(fā)與利用成為發(fā)展清潔能源的根本要求。發(fā)展特高壓電網(wǎng)，能推動國家能源戰(zhàn)略的順利實施，是利國利民的重大舉措。

　　（作者石定寰 為國務(wù)院參事、中國可再生能源學(xué)會理事長）