組塔進行時。石璐 攝
電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進
世界“四項第一”特高壓工程年底建成
亞歐大陸腹地的曠野上，數百萬年來，隻有稀疏的荒漠植物和黃羊、野驢隨著冬去春來，循環往復地釋放生機。但在如今，亙古荒原熱鬧非凡，一列宛如長龍的巨大銀色電力鐵塔群，從工地上拔地而起，托舉著手臂粗細的電纜，接力般從新疆准噶爾盆地一路向東，翻過天山，穿行河西走廊，跨越黃河、長江天險，最終抵達安徽南部。
這條“長龍”便是承攬目前世界電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進“四項第一”的准東至皖南±1100千伏特高壓直流輸電工程。隨著這一工程一路攻堅克難並將於今年年底建成投運，中國的特高壓輸電技術再度引起廣泛關注。
技術創新“挑戰不可能”
不久前，在新疆准東工業園的昌吉換流站附近，准東至皖南±1100千伏特高壓直流輸電工程中，地形地貌最多樣、氣候條件最復雜的新疆段實現全線貫通。
進入施工現場，如同來到“巨人國”：兩基鐵塔高度均超過百米，有33層樓高，塔重400多噸，是名副其實的“巨無霸”﹔工程所用電纜有成年人手腕粗細，固定電纜的“螺絲螺母”、絕緣瓷瓶每個都有十幾公斤重。
兩年來，工程新疆段從准噶爾盆地東部，征服沙漠和戈壁，越過風區和天山，近600公裡的廊道上架起了1109基鐵塔。
相對於技術成熟的750千伏輸電線路，電壓等級提升至1100千伏，意味著鐵塔更高、噸位更重，基礎混凝土方量更大、難度更高，且沒有先例借鑒，工程的首創性讓施工人員面臨前所未有的困難。
線路新疆段要穿越中國第二大沙漠——古爾班通古特沙漠，高溫暴晒、沙暴大風卻不是讓施工人員最頭疼的事。400多噸的鐵塔要“站得穩”基礎混凝土牢固是關鍵，而讓混凝土澆筑后“保濕”在沙漠並非易事，以往的“人工澆水法”耗時費力還難以奏效。
在新1標段項目副經理金毅帶領下，項目組技術人員“腦洞大開”，想到了農業節水中的“滴灌”，不僅解決了混凝土“保養”難題，還節省了水資源。“混凝土強度得到保証，用水量僅相當於過去的1�6。”金毅說。目前，沙漠地區混凝土滴灌養護技術正在申請國家專利。
翻越東天山是新疆段施工的又一個難題。60多公裡的標段不僅涵蓋高山丘陵等復雜地形，處於地震烈度帶，且全程處於43米�秒的風區中。在天山深處的施工點，工作人員將山腳下的建材用索道一點點運送到塔位，再用抱杆在山頂將建材“精確”組立起來。新疆段業主項目部副經理徐玉波說，其中一基鐵塔花費45天才組立完成。
為了讓15公裡以外攪拌好的混凝土“上山”時不能凝固，而要在澆筑后24小時內凝固，施工方還聯合科研院校進行科技攻關，最終通過加入新材料外加劑攻克了這一難題。
換流站是特高壓直流輸電工程的心臟，僅昌吉換流站投資就達81億。7家電廠及五彩灣750千伏變電站傳輸的交流電在這裡轉化為直流電，電壓升至±1100千伏再輸送出去。眼下，7台換流變壓器和兩套換流閥已完成設備本體安裝。
國網直流公司昌吉換流站業主項目副經理姚斌說，±1100千伏換流站代表當今世界直流輸電技術最高水平，換流容量、電氣絕緣等技術指標都“趨於極限”，刷新了我國相關設備制造的新高度。
准東至皖南特高壓直流輸電工程， 全長3324千米，總投資407億元，輸送電壓等級提升到1100千伏，輸送容量增至1200萬千瓦，經濟輸電距離延伸到3000公裡以上。除了新疆段貫通之外，目前陝西段組塔過半，安徽段進入放線階段。
這一工程順利展布標志著我國特高壓技術應用進入新高度，增強了我國電網技術和電工裝備制造領域的國際影響力與競爭力，為將來有序推進電力互聯互通、帶動中國技術和服務“走出去”奠定了基礎。
特高壓全面“出海”還有多遠
我國西部能源資源富集，距離用能中心東中部地區卻有數千裡之遙，電力供需區域不平衡。以新疆為例，當地煤炭預測儲量逾2萬億噸，佔全國煤炭預測儲量四成以上，風能及太陽能儲量可觀，但地下、空中資源均需3000公裡以上的運輸才能到達東部。將能源集約化開發轉化為電能是可行之路，而特高壓能大幅降低長距離輸電損失。
據國家電網測算，准東至皖南特高壓工程每年可從新疆向中東部輸送電力660億千瓦時，減少燃煤運輸3024萬噸，每千公裡輸電損耗僅1.5%，滿負荷條件下輸送能力相當於6條750千伏線路，節約了土地和走廊資源。
建設特高壓輸電工程、大規模輸送西部清潔能源，可緩解東中部人口稠密地區大氣污染防治壓力。准東至皖南特高壓工程投運后，每年可減排煙塵2.4萬噸、二氧化硫14.9萬噸、氮氧化物15.7萬噸。
目前，中國建成“八交十直”特高壓工程，其他國家也看到了特高壓的優勢。由中國國家電網公司與巴西國家電力公司聯合投資的巴西美麗山±800千伏特高壓直流輸電一期工程，2015年奠基，去年12月建成投運。這條中國首個特高壓“走出去”項目，將美麗山水電站超過1�3的電能輸送到巴西東南部負荷中心，滿足了2200萬人口的年用電需求，實現了特高壓技術首次海外落地。
眼下，二期項目正在建設中。業內預計，二期項目將帶動超過25億元人民幣的國產電力裝備出口，進一步推動特高壓輸電技術、規范和標准的全球化應用。
動輒兩三千公裡的特高壓也許對部分國家吸引力有限，但對跨國電網、洲際互聯就不一樣了。日本軟銀集團首席執行官孫正義宣稱要打造包括中俄日韓蒙在內的東北亞能源“超級電網”，去年10月軟銀在蒙古戈壁灘建設的50兆瓦風力發電場投入使用。韓國電力公社社長趙煥益在一次論壇上也表示“覆蓋韓中日乃至俄羅斯的‘超級電網’在經濟及技術層面是可行的。”
四年前的秋天，聯合國亞洲及太平洋經濟社會委員會曾邀請多國電力專家、企業及投資機構代表，在新疆探討泛亞洲區域“超級電網”。參會代表分析，東亞的韓國、日本屬消費大國，但供應能力薄弱，蒙古國煤炭、風能及太陽能富集，但消費市場有限﹔中亞的塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦水電供大於求，而臨近的阿富汗和巴基斯坦缺電人口達4000萬人——結論是，互相連通的“亞洲超級電網”可完成跨國電力交易和互聯，促進區域能源供需平衡，提高能源利用經濟性。“這是未來亞洲集體的能源策略。”亞太經社會能源專家德裡克·阿金森說。
促進可再生能源利用被認為是“亞洲超級電網”的另一個驅動力。氣候變化要求各國研究設計以可再生能源為依托的輸送模式，若想把發電空間讓給隨時變動的風電和光電，電網必須堅強、智慧地應付這些“不靠譜”能源，這就需要特高壓電網的大輸送能力和足夠的裕度。
這一點已被實踐証明。目前，新疆已投運750千伏“疆電外送”一、二通道及±800千伏哈密南-鄭州特高壓直流外送通道。依靠這些“電力高速公路”，去年新疆可再生電力外送量佔據“疆電外送”總電量的1�3還多。
金風科技股份有限公司董事長武鋼表示，新疆與周邊8個國家接壤，是“一帶一路”核心區，未來可推進新疆與周邊國家電力互聯互通，深化國際能源合作，為“一帶一路”沿線國家提供能源利用的最佳方案。
關於特高壓的爭議
特高壓自誕生之日，便爭議不斷，特別是對特高壓交流輸電技術。
主要觀點有三：一是不安全，有導致大停電的危險，美國、印度大停電就是教訓﹔二是造價太高，相當於“燒錢”，發電企業虧損，電網企業營收增速放緩，誰來投資﹔三是電力需求增長放緩，西部棄水、棄風、棄光加劇，難以消化特高壓跨區域送來的電，政策趨勢顯示送電地區與受電地區電價價差可能進一步縮小，從而減弱遠距離輸電的動力。
但也有觀點與之相對，認為特高壓與大停電並無直接因果關系。此外，特高壓工程造價及經濟效益分析不等同於特高壓電網整體效益分析。
受訪業內人士對記者表示，特高壓技術推進應伴隨整個項目的嚴謹論証，並通過實踐不斷檢驗總結。
提升特高壓技術水平，在電網架構、通道設計及事故防備上不斷完善，提高特高壓安全性。目前國家電網已建立仿真中心，通過掌握電網特性的仿真分析技術，避免安全穩定控制措施失效，防止大面積停電。
引入市場化機制，通過跨省區現貨交易加大可再生能源消納空間，這使甘肅省去年棄風棄光電量同比減少19%，通過跨省區現貨交易消納的新能源電量佔新能源增發電量的一半。在東北，不能深度調峰的火電廠向提供深度調峰服務的火電廠支付補償金，這種市場化定價的經濟補償激勵發電企業在調峰困難時主動減發，也為可再生能源騰出消納空間。
按照國家《解決棄水棄風棄光問題實施方案》，今后幾年將優先建設以輸送可再生能源為主且受端地區具有消納市場空間的輸電通道﹔優化電網調度運行，提高現有輸電通道運行效率，發揮電網關鍵平台作用，為水電、風電和光電打造“綠色通道”﹔因地制宜開展跨區跨流域的風光水火聯合調度運行，實現多種能源發電互補平衡，從而逐步解決全國棄水棄風棄光問題。
可以預見，擁有自主知識產權的我國特高壓技術不會一夜壯大，發展道路上仍會爭議不斷，全面“出海”也不會一片坦途，未來有待於提高安全性、保持技術先進、擴大成本優勢，還需考量我國供應鏈控制能力和批量化工業制造能力。
(責編：岳弘彬、曹昆)