電力體制改革十年來,有人認為成績卓著,有人則公開撰文稱之為“徹底失敗”。對于電力發展,有人認為經歷了發展最好最快的十年,電力技術進入世界領先行列,國際上也開疆拓土,有了一席之地;而有人則認為特高壓等技術創新只是為了壟斷而已。至于國際化,有人認為國內還有無電地區你不管,卻跑去國外給人家建電網。
其他各類議題,如壟斷、監管、階梯電價,凡此種種,無不針鋒相對,使聽者深覺“亂花漸欲迷人眼”,直想撥開淺草以窺“馬蹄”。
“不知道過去就無法理解現在”,與其在無休止的爭吵中消神耗力,倒不如回頭看一看歷史的軌跡,以史為鑒,用發展的眼光看問題,或許更容易明白我們從何處來,向何處去。
要不要全國聯網
印度大停電發生之后,正式的事故分析報告尚未出爐,已經有人斷言,大停電的原因在于印度是全國交流聯網,從而使局部故障擴散到全網。而我國在建的“三華”特高壓同步電網,是在“步印度的后塵”。近年來對特高壓的爭論很多,看似風馬牛不相及的事情,經過各種縝密的推理,都可導向對特高壓的批判。但批判之后,我們還得面對以下問題:中國要不要全國聯網?聯網該怎么聯?用直流還是交流?用什么電壓等級聯?
回答以上問題,不妨先回顧電網的起源。電網出現之初,目的非常單純,就是要把電廠發出來的電送到稍遠的用戶那里去。
有電之初,人類用的都是直流電,一臺直流發電機帶著自家幾個照明電燈,自發自用,頗似中國古代的小農經濟,因此也沒有“電網”的概念。當時,直流發電機價格昂貴,電力是十足的“奢侈品”,只有像摩根這樣的大亨家里才能用得起。但是,社會用電需求的迅速增長,迫切要求電力“飛入尋常百姓家”,于是公共電廠開始出現,電網系統也隨之產生。
1882年,愛迪生在紐約珍珠街創辦了世界上第二個公用火電廠,用直流對外送電,建起了紐約市區的電燈照明系統,成為現代電網的雛形。這個時期的電網,基本是圍繞電廠形成的一個個孤立運行的小系統。
人們慢慢發現,單一電源的供電模式不安全,因為一旦電廠停運,所有用戶都會停電。于是便開始考慮把其他孤立系統的電廠也納入到自己的電網里來,實現電源共享。這樣就有了把小電網做大的需求。
但是,愛迪生的直流電力系統只能在半英里范圍內有效供電,稍遠點的客戶,則無法獲得電力供應。而如果用直流線路構建互聯電網,就必須密集建設電廠,這對電力公司來講是一個巨大的成本負擔。直流電力系統遭遇發展瓶頸,人們開始尋找可以組網的其他技術形式。交流電就在這時獲得了發展機遇。
1883年,美國“電工天才”特斯拉發明了交流發電機。1886年,美國西屋電氣公司又設計出了成熟的交流變壓器。這種一度被稱為“二次發電機”的神奇機器,可以將經過一段距離后降落的電壓升高,從而把電送到更遠的地方。相對于直流電,交流電系統不僅減少了投資,而且更為重要的是,它還可以靈活地接納更多電源,滿足了構建網絡的需求。于是,最初的互聯電網就以交流電為主要技術形式出現了。
由此可以看出,是人類可靠用電的需要催生了互聯電網,而交流線路因為符合了構建網絡的技術和經濟需求,成為人類電網互聯的普遍選擇。今天歐洲、美洲的發達國家幾乎都采用了大范圍交流互聯電網。如今,北美東部交流大電網覆蓋面積達560萬平方公里,歐洲交流電網的覆蓋面積為400萬平方公里。“三華”特高壓同步電網如果建成,范圍可達320萬平方公里。
再回到最初的問題:印度大停電是不是交流聯網的錯呢?印度官方給出的事故分析報告中指出:大停電的根本原因在于電力設施落后和調度命令沒有落實到位。這與是不是“聯網”,與交流還是直流,與多高的電壓等級,都沒有必然的聯系。
要不要發展特高壓
反對特高壓的理由萬千,從開始以不可行、不可能為由,后退至不安全、不經濟,再退至“并非反對特高壓技術本身”,而是反對“以此帶來的壟斷”。反壟斷大旗招展,自然望者生畏,可再想一想又覺奇怪,500千伏聯網做不到壟斷,特高壓就能壟斷嗎?電壓升級的過程難道是壟斷固化的過程嗎?用歷史的眼光來看,特高壓并不特殊,它和其他的電壓等級一樣,都是電力工業發展到一個階段的產物。
回顧世界電力工業史,有一個明顯的趨勢:電壓等級在不斷攀升,而且這種攀升是與電廠裝機容量的提高、用電需求的增加是同步的。
有電以來,人類對于電力的需求一直以幾何級數增長。為了滿足日益增長的用電需求,電力科學家們在技術上不斷突破,一些大型的發電機組相繼被研制出來。發電機容量從20萬千瓦、30萬千瓦,迅速邁上百萬千瓦級別。20世紀70年代起,電力進入了大機組、大電廠的時代。1973年,瑞士BBC公司制造的130萬千瓦機組在美國肯勃蘭電廠投入運行。4年之后的1977年,全美裝機容量百萬千瓦以上的發電廠就已經達到120座。
大型發電機組出現之后,再像愛迪生那樣在鬧市辦電廠是不可能了,電廠不得不搬到遠離城市的空曠地帶。機組容量的上升和送電距離的拉長,客觀上要求電網電壓等級不斷升高。
1891年,世界上第一條高壓輸電線路誕生時,它的電壓只有13.8千伏。僅僅過了17年,1908年美國就出現了110千伏線路,電壓一下提高了近十倍。1935年,美國將220千伏電壓提高到275千伏,人類社會第一次出現了超高壓線路;1959年,蘇聯建成世界上第一條500千伏輸電線路,這是人類利用