早在2004年,特高压电网构想登上历史舞台。从此,特高压技术的发展,一直与争议相伴。从最初对特高压输电安全性、经济性的质疑,到聚焦于特高压交流、直流优劣之辩,持续近十年。国家能源局原局长张国宝先生,于2014年年底(12.29日)在国家电网报上发表口述文章,再次表示支持交流特高压工程,希望大家理性争论交流特高压工程问题。以下文章标题为编辑自拟。
比如能源局电力司就有人找江苏省,要他们表态反对建特高压,否则就不批,这就有点意气用事了。我知道这个情况后还把电力司的负责人叫到我办公室,问他们是否有这种事。
改革开放初期,我在国家计划委员会机械电子局工作,当时中国刚把国门打开,正是技术装备的引进热潮。那时发达国家对我们的戒心也不像现在这么大,因为我们很多技术和人家差距很大,几乎每行每业都需要引进技术。其中,输变电线路技术也是引进的重点之一,从变压器、开关到各种的断路器、避雷器都引进,而且引进了不止一家的技术、装备。像变压器有ABB的,有西门子的;开关也有好多家,有法国的,日本的,很多国家的。
开始时遇到很多问题,像变压器漏油,现在看起来很简单的问题,那时候很普遍。那时平顶山高压开关厂研发六氟化硫开关,还发生过爆炸。这些事都发生过,那时国门刚打开,输变电技术和国外差距非常大。
那时全国电网基本不互联,东北、西北、华东、华中、南方几大区基本互不相联,即便在这几大区里面,电网也不互联。当年华中电网和川渝电网是不相联的,后来建设了从三峡到万县的“三万线”,才算把川渝和华东联起来,川渝和华中变成了同步电网就是靠“三万线”。比较偏远的少数民族地区就更分散了。像新疆就分了好多电网,互相不联,以后慢慢把南疆和北疆联起来,然后把乌鲁木齐和阿勒泰地区、伊犁地区联起来,这时新疆才成为一个统一的电网。
改革开放初期,两大瓶颈影响经济发展,一个是交通,一个是能源,拉闸限电那时是普遍现象,我们急着要把电搞上去。经济的快速发展对输变电线路提出了更高的要求,要把原来分散孤立的电网联成一个大的电网,这样可以相互补充调剂。但在当时,输变电线路的建设跟不上。当时流传一句话,“重发、轻供、不管用”。对发电大家很重视,建电厂积极性都很高,对输变电重视不够,而对用户侧管得更少。所以,当时发电增长很快,但输变电没有能够及时跟上。
上世纪80年代,我国引进了电压等级为500千伏的输变电技术,在这之前,西北地区的最高电压等级是330千伏,多数地方是220千伏,再小就是110千伏。500千伏是改革开放后才开始引进建设的,第一条±500千伏直流输电线路是葛洲坝到上海的葛沪线,从葛洲坝往华东送电。那时我在计委也参与了这条线路的引进建设。因为这条线路是全套引进BBC公司(后与阿西亚公司合并成了ABB公司)的技术设备。
到了后来,西北电网的电压等级要提高到750千伏,因为330千伏不够了。那时电力部还没有撤销,电力部科技司司长张晓鲁来找我说要上750千伏,我当时就说现在要上750千伏,将来又要上1000千伏了。如今,我国装机容量和发电量都迅速增加,现在一个华东电网的电量也比当年全国的大好几倍,不能同日而语,从量变到质变了。
由于中国的能源资源分布非常不均衡,能源主要集中在西部和北部,东部和南部无论是水力资源,还是煤炭资源都相对缺乏。西部和北部的资源如何送到东部和南部去,这是我们国家始终面临的问题,这是中国国情决定的。同时,输电线路越来越多,输电通道也是宝贵的资源,要精打细算,尽量少占输电通道。为了保证今后的供电更加稳定、可靠、安全,我们应该选择输电容量更大、长距离送电线损小的输电技术。
我为什么支持特高压
既然说这是数万科技工作者经过数年的努力提炼出来的,是集体智慧的结晶,难道提炼错了,不应该搞怎么写进去了?如果要责怪特高压没有经过充分论证,那首先就是科技中长期规划没有经过充分论证。
说起特高压,现在对国家电网公司搞特高压有些非议,成了敏感话题,包括对我们这些支持搞特高压的人也有非议。其实,第一次把特高压技术写入国家文件的,不是国家发改委,而是国务院文件《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》(以下简称《纲要》)。为什么要搞这个规划?解放后搞过一次科技发展规划,是在周恩来总理主持下搞的,大家认为那次规划对中国的科技发展起了很大作用,包括“两弹一星”等,都是在那时科技发展规划的指引下取得的成绩。
所以到了新的历史阶段,我们要搞一个新的科技发展规划。这个《纲要》的形成,据说是全国几万科技工作者经过数年努力得到共识,并提炼出来的。这其中就把特高压写进去了。纲要中对特高压的定义就是±800千伏直流和1000千伏交流,文件把特高压列为国家要重点扶持的20项科技发展项目之一。
严格意义上讲,无论是发改委也好,还是电力部门也好,都是《纲要》的执行者。后来有人争论直流还可以,但不应该搞交流;还有人说《纲要》里没有说电压等级是多少,没有指出来特高压,后来我翻了一下,里边是写清楚了的,直流是±800千伏,交流是1000千伏。应该说我们这些部门和企业都是贯彻科技中长期规划。假如说不应该搞特高压,那也只能说是那个文件搞错了。为什么这么说?既然说这是数万科技工作者经过数年的努力提炼出来的,是集体智慧的结晶,难道提炼错了,不应该搞怎么写进去了?如果要责怪特高压没有经过充分论证,那首先就是科技中长期规划没有经过充分论证。我认为发展特高压还是多数科技工作者得到的共识。
国家电网公司主张要发展更高电压等级,是因为随着经济发展,装机容量越来越大,输送距离越来越长。我国远距离输电一直在增加,特别是西电东送以后。今后还会增加,因为在东部沿海,除核电站外,建设大型火电和水电的机会不多,所以需要大规模远距离输电。而且现在多地受雾霾的干扰,思想也在转变,过去强调在本地建电厂的思想开始弱化了,很多地方接受从外面来的电。比如江苏,在制定新的五年规划时,考虑更多地使用外来电,而不是强调一定要在自己的地方建电厂。所以,应集中建设大型煤电基地、水电基地、核电基地,比如锡林浩特褐煤很多,完全可以建立大型煤电基地,然后通过特高压把电送出来。
我为什么很支持特高压,就我个人经历还有一件事情,就是“二滩弃水”。当时二滩水电站建成后曾是中国最大的水电站,建好后正好赶上中国经济低谷期,二滩的电没人要。我负责主持分电,但也很勉强。因为当时联接川渝的输电线路还没建,只能在四川范围内消纳,那个时候经济低迷,大家都不要。当时把二滩的电分成几档,其中一种是计划内的电,我记得好像连3毛钱都不到,两毛多一度电。在这个电量以外再发的电,叫计划外电量,只有3分钱一度,当时我们说这连磨损费都不够。
为分电的事我到处求人,请他们帮着解决。其中我就找到了当时的电力部分管科技的副部长陆延昌,我了解到从二滩送出来的电,一条500千伏交流线路只能送90多万千瓦。我问为什么送那么少?他说这都是算出来的。怎么算的,说是根据导线发热情况计算的。我说要是这样的话,我们费了半天劲,建一条 500千伏的交流线路,说多了才送100万~120万千瓦,这样算的话,我们得需要多少条线路啊。建设线路也不容易啊,而且到处都是输变电线路既影响观瞻,更要占用沿线的森林和土地。
这件事给我留下很深的印象。我们原来的500千伏交流线路的输送容量并不大,大数说就是100万千瓦左右;±500千伏直流当时输送容量大约300万千瓦。如此,要想输送容量大,就只有在提高电压等级上做文章。
关于特高压的论证
会上只有陈望祥仍持反对意见。那天中午在发改委食堂吃饭时,我特意和陈望祥坐在一起,继续听听他对这个问题怎么看。但他的意见毕竟是少数。
国家电网公司提出发展特高压之后,我们认真地做了几次论证。2005年6月21~23日,国家发改委在北戴河召开了特高压输电技术研讨会,有 200多人参加,集中了全国专家的智慧,分了五六个组,这其中既有电工专家,也有电力设备专家。经过这几个组的讨论后,大部分人都赞成搞特高压,即便一些人提出了改进、注意的问题,但大方向上也都赞成搞,只有6个人反对。回到北京后,反对的同志给国务院领导写信,说明他们反对搞特高压的理由。领导看到有人反对,就批示给发改委要认真论证。其实我们已经论证了,但领导要求论证,我们就又开会进行论证。
2005年10月31日,召开了第二次论证会,这个会放在了国家发改委召开。会议特意通知,要邀请有不同意见的人来参加,就把对特高压持反对意见的人都通知到了,但最后只有陈望祥来了,他在会上讲了他的意见,其他人都没来。我还问过为什么这些同志没有来?有人说这些同志来了以后怕受你们围攻。本来开这个会是想让两种意见进行认真讨论,因此,我把蒙定中的反对意见印成书面材料,发给与会者。
参会的其他人都赞成,吴敬儒同志在会上提出,建议先建淮南-上海的特高压线路。国家电网公司那时提出的试验示范线路是晋东南-荆门。吴敬儒的理由是华东地区缺电,而在南方一带只有淮南、淮北有煤矿,所以在这里搞坑口电厂把电送过去,有利于解决华东地区缺电的问题。他讲的听起来有道理,那国家电网公司为什么要建设晋东南-荆门线路呢?
国家电网公司解释说这个意见很好,他们也想建淮南-上海的特高压线路,但这条线路途经地方的人口密度更大,拆迁量更大,要建的话要更加紧凑,要搞同塔双回线路。而第一次搞交流特高压一下子搞到同塔双回,难度更大。先搞一塔一回,这样先在晋东南-荆门的线路上取得经验,以后再在这个基础上搞同塔双回。国家电网公司是从技术难度上来考虑的。两边说得都有道理。
会上只有陈望祥仍持反对意见。那天中午在发改委食堂吃饭时,我特意和陈望祥坐在一起,继续听听他对这个问题怎么看。但他的意见毕竟是少数。
会后,又有人给上面写信,说没有认真听取他们的意见。我觉得我们还是听取了,只是没有采纳他们的意见。我们这些人各种运动遇到的事也都经历过,很多事情也是经验之谈。如果不留下书面东西,你讲完了,今后你说我不是这么说的,是别人理解错了,到时无据可查,怎么办?所以,那次会上,发言都录音了,也让大家写出了书面意见材料,而且都签上名字。
那次会,还请了史大桢、陆延昌等电力部的老领导,只要是在世的都请了。黄毅诚因为身体不好没来,但他写了书面意见是赞成的。其他的几位都来了,他们都表态赞成搞特高压。会议还特意请了老电力部的几任规划司司长,我记得是五任或六任。会议上绝大多数人是赞成搞特高压的,电力部的老部长也都是赞成的。这第二次会议是因为有人写信,根据领导批示我们又开了一次,实际上在北戴河就论证了,200多人开了好几天会,时间又长,参加人数又多。
争论应从科学理性出发
现在500千伏带电作业很普遍,从电力学来讲,只要人体各部位处于等电位就不会形成电力流。带电都能作业,你说对人体有什么害处?
要说对发展特高压持不同意见的理由,事实上,理由变了很多次了。最初的理由基本上是两条,一种是说科索沃战争,美国使用了石墨炸弹,如果建了特高压电网,将来美国使用石墨炸弹,一下子就把你的线路断掉了,可能在更大范围内停电。为了证明这点,想得到部队的支持,专门找了军事科学院,希望军事科学院出具一份材料支持这种观点,可是军事科学院没有给出。石墨炸弹的原理是炸弹里的石墨丝挂在电线上,使正负极短路,但这种原理不是专门针对特高压电网的,其他电压等级电网也存在这种风险。比如在科索沃战争中美国攻击的就是低压电网。
第二种理由是说特高压对人体有害。这也没有什么证据。有国际机构出了个意见,至少到目前为止不能证明高压对人体有害。但人家既然说了,也不能说人家说得不对,怎么办呢,就采用物理办法。500千伏杆塔高度的对地电场强度是可以计算出来的,为了减少对地电场强度,可以把杆塔再建高点,离地面更远些。电压等级高,离地面远,所以电场强度保持不变。电场强度对人的影响到底有多大?现在500千伏带电作业很普遍,从电力学来讲,只要人体各部位处于等电位就不会形成电力流。带电都能作业,你说对人体有什么害处?
这两个问题从技术角度都没有得到支持,所以他们后来就不提这两个问题了,又提出另外两个问题。第一是美东大停电,建设更大的同步电网,如果发生停电就跟美东大停电一样,可能在更大范围内把电网拉垮了。所以,应该分层分级用直流隔开,不同意搞特高压交流电网。第二条理由是说国家电网公司是为了阻碍改革,认为国家电网公司怕进一步被改革拆分,所以他们用坚强的电网,用特高压把各大区都联起来,使得以后就是想改也改不成。一直到现在主要就是这两条理由。从技术角度来讲,有不同意见是正常的,有反对意见不能说是坏事,可以把方案搞得更完善。但各种争论要建立在客观公正的基础上,应该完全从科学出发,而不是从个人的好恶出发。
现在是反对的人还是反对,赞成的人还是赞成。那以什么标准判断呢?光靠概念性的反对或者支持都不能科学地说明问题。这时候,国家科技进步一等奖授予了中国电科院(300215,股吧) 开发的电力系统分析综合程序,用计算机模拟电网安全。于是我们找到中国电科院的周孝信院士,让大家到中国电科院去参观一下。这个系统可以把全国装机容量在 6000千瓦以上的发电厂和110千伏以上的输变电线路都输入计算机系统,然后用计算机进行模拟,假如说有电厂不发电了或有线路断了,会对全网造成什么影响。因为现实中不可能把哪条线路弄断了,所以模拟计算是可行的。他们的系统证明不搞特高压反倒不行,因为随着今后各个大区装机容量越来越大,一旦出现跨区的直流特高压出现双极闭锁,缺少有功、无功补偿,反而容易把电网拉垮。我们把一些人请到中国电科院参观,其中包括媒体代表。大家看了以后很有信心,计算机模拟证明特高压是应该搞的,是有利于电网安全的,而不是增加了不安全因素。
缺席的电网规划
过去我们已经有过经验教训,“重发、轻供、不管用”,所以应当在“十三五”规划中更多关注输电、供电问题和需求侧管理问题,不是光盲目建设电源点就能解决电的问题了。
实际上,对建设特高压有反对和赞同意见很正常,其他的论证也会有这种情况。为什么在特高压论证问题上会这么尖锐复杂?就是没人来作最后拍板,如果不是管理部门内部一些人表面公允,实际上暗中挑事,也不会那么困难。在特高压输电线路上有一条很关键,就是计划建设一条从锡林浩特-南京的1000千伏特高压交流线路。黄毅诚同志在任时找了我好几次,他非常重视锡林浩特褐煤的转化,那地方有大量的煤,而最缺电的是华东电网,可以在锡林浩特建大型的发电基地,再把电送到华东去。国家电网公司坚持要建特高压交流线路,想把三华电网联起来,但有人反对。应该是技术之争的问题掺进了非技术因素。例如能源局电力司就有人找江苏省,要他们表态反对建特高压,否则就不批,这就有点意气用事了。我知道这个情况后还把电力司的负责人叫到我办公室,问他们是否有这种事。
在这样的情况下,特高压规划和建设都停顿下来了,一直到了“十二五”规划制定完成,分规划也都陆续制定完了,输变电规划却始终出不来,因为意见相左。让国家电网公司拿意见,国家电网公司坚持要规划建设几条特高压线路,而能源局就不同意,意见总拧着,直到现在输变电规划都没有出来,现在“十二五”就快结束了。这样就影响了内蒙古、东北等地区,有些风电多的地方,本来在全国平摊算不了什么,那么一点点电加在一起还不到2%,但还是要放弃20%左右,因为送不出来。尽快建设输电通道对于我国发展新能源是有帮助的,如果电网通畅,这点风电消纳是没有问题的。就是因为在要不要建设特高压电网的问题上一直没有形成统一意见,所以导致电网建设规划大大滞后。
如果这个问题不能得到很好的解决,新的电网规划还可能受影响。我觉得“十三五”规划中应当解决这个问题。过去我们已经有过经验教训,“重发、轻供、不管用”,所以应当在“十三五”规划中更多关注输电、供电问题和需求侧管理问题,不是光盲目建设电源点就能解决电的问题了。
科学计算证明是安全的
反对者认为三华电网联起来,装机容量那么大,一旦出现问题三个地方都要垮掉。我认为不会出问题。
晋东南—南阳—荆门的交流特高压线路已是既成事实,那后来淮南—南京—上海1000千伏交流特高压这条线路是怎么批准的呢?当时这条也不同意。那时吴邦国同志还没有退休,两会期间他是安徽代表,所以他要到安徽团参会。安徽的代表提出来要建淮南—南京—上海的特高压交流线路。安徽有淮南、淮北煤矿,他们想在淮南、淮北建一些电厂,把电送到上海去。他们在安徽人大代表团发言要求国家尽快抉择。吴邦国同志对此作了批示,后来国家发改委批准了这条线路。
其他的线路都没有批,都搁置下来了,尤其是锡林浩特到南京这条是最受反对的一条,因为有人反对三华联网。现在采取的是折中办法,这条交流线路不修到南京,只修到济南,到南京建一条直流,济南还属于华北,所以还是形不成三华电网。
国家电网公司认为,三华同步电网并不大。美国和欧洲的同步电网比这还要大。美东电网的装机容量比三华电网要大,欧洲虽然国家很多,但整个欧洲电网是联在一起的,总装机容量也很大。所以,即便把三华电网连起来,总装机容量也没有超过美东电网和欧洲电网。但反对者认为三华电网联起来,装机容量那么大,一旦出现问题三个地方都要垮掉。
我认为不会出问题。美东电网和欧洲电网的同步电网比三华电网还要大。从技术角度讲,电科院有个形象的比喻,华东电网相当于一个蓄水池,输变电线路把电都输到这个池子里,相当于好多条河流流到池子里,这些河流如果突然发生断流或突然泛滥成灾,那河水就要涨和落。比如一条±800千伏直流输电线路突然发生双极闭锁,一下子500万千瓦的电就没了,这立即会引起电网频率的波动,如果没有及时的补偿,电网会被拉垮。而交流电网可以迅速从别的区域,从更大范围进行补偿,如果只有直流不能无功补偿,反倒会使波动很激烈。我想这些东西光靠概念来说是没有用的,还是要靠科学计算,模拟计算证明是安全的。当然,还要靠实践。
特高压扶持了装备制造业
重大装备的研发一定要与重大工程相结合,如果不和重大工程将结合,空对空的研发,制造出来以后没人需要,你花了很大精力,投入了很大成本,却得不到回报。
特高压使整个输变电装备制造业的水平上了一个大的台阶。如果说原来500千伏交直流电网的设备制造还磕磕碰碰,还有这样那样的问题,现在到了特高压,再回过头来看500千伏,那就是小菜一碟,我们都会做。很长时间,±500千伏直流的大部分设备都是国外的,那时我都挺生气,老说今后再建就能实现国产化,但后来还是国产化不了,有好几个关键的部件不会做,比如晶闸管,就是大功率整流器。
到了交流1000千伏和直流±800千伏,欧洲、日本企业有做试验的,但没有工程化应用的。发展特高压扶持了我们国家的装备制造业,我们不是简单地去买人家的设备,而是要在国内生产,特别是特高压的变压器、开关、绝缘等关键设备实现了国产。事实上,别的国家因为没有特高压项目,也就没有工业化生产这些东西。
上世纪80年代,我们国家成立了国务院重大技术装备领导小组,我也是这个小组的成员。我一直坚持一条原则,就是重大装备的研发一定要与重大工程相结合,如果不和重大工程将结合,空对空的研发,制造出来以后没人需要,你花了很大精力,投入了很大成本,却得不到回报。我们的特高压也是这个特点,我们不是像日本那样,为了将来找市场去研发,而是一开始就有目标,±800千伏的有目标,1000千伏的也有目标。通过招标,设备制造厂商对未来产品的市场看得见摸得着,这对我们国产化很有帮助。如果没有工程项目,谁会下大功夫去投入、去研发,即使研发出来也没有人要。这种模式很好。
此外,特高压还走出了国门,国家电网公司中标了巴西美丽山特高压直流项目。当时巴西能源部长来访问时,我陪同他们参观了向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程的上海奉贤变电站。他反复问我为什么选±800千伏,而不选±500千伏。我说如果选±500千伏,同样的输电量就需要多建一条线路,输变电线路的路由本身也很宝贵。他就很注意说,那变压器是不是你们自己制造的,他要看看。当时有两排变压器,一半是ABB做的,一半是特变电工(600089,股吧)做的。他们回国后,巴西国内经过激烈的争论,最后决定建设±800千伏直流输电线路。国家电网公司竞标时,顺理成章中标。
特高压原来没有国际标准,±800千伏直流、1000千伏交流的标准都是我们国家制定的,国际上也采纳了我们的标准,把我们的标准作为国际上这个电压等级的标准。这种变化太大了。我在机械电子局工作时,那时我们真是小学生,人家说啥咱根本不知道,一个六氟化硫开关对我们来讲就复杂得不得了,所以人家看我们连小学生都不如。通过这么多年的努力,现在我们跟人家平起平坐,而且有些领域还超过了人家,特别是我们发展特高压以后,在输变电技术领域,可以说我们已经达到国际先进水平。
特高压十年感悟:身心俱疲
应该说,通过发展特高压交直流电网,我们整个技术水平,包括输变电技术水平和装备制造水平,都提升了大的档次,达到了世界先进水平,有些方面甚至处于世界领先地位。但这个过程,由于有着过多的争议,延缓了特高压的建设,也使得搞特高压的人备感艰辛、身心疲惫,不要说刘振亚了,像我们这样的人都感到身心疲惫,争论太多而没有人拍板。其实争论不可怕,哪个事情没有争论?应该欢迎争论,但只争论不拍板这是有问题的。
现在好多人把一个电网和多个电网当成改革与否的衡量标准,我在很多场合下呼吁,一个电网和多个电网不是衡量体制好与坏的标准。从国际上来讲,既有一个电网,也有多个电网。衡量一项改革或体制好不好,还是应该以生产力作为标准,有利于生产力发展的就是对的,不利于生产力发展就要改革。