舒印彪，中國工程院院士，輸變電工程和電力系統(tǒng)規(guī)劃專家?，F任中國華能集團有限公司董事長，兼任國際電工委員會（IEC）主席。他長期從事電網運行與電力系統(tǒng)規(guī)劃、超/特高壓輸電重大工程建設和技術研發(fā)工作。他牽頭完成了三峽輸電系統(tǒng)500千伏超高壓大容量輸電、正負800千伏特高壓直流、1000千伏特高壓交流輸電等關鍵技術研究，主持建成“西電東送”和全國電網互聯(lián)等多項重大工程，攻克了直流工程系統(tǒng)設計、電磁瞬態(tài)抑制、交直流電網運行控制等關鍵核心技術難題。2018年當選第36屆國際電工委員會主席，成為該組織成立以來首位擔任這一職務的中國專家。主導制定了特高壓系列國際標準，為推動世界電工技術發(fā)展作出了貢獻。
中國東中部地區(qū)是中國經濟最發(fā)達的區(qū)域，用電負荷約占全國總用量的70%，而這些電卻大多來自遙遠的西部地區(qū)。我國將西部地區(qū)就地生產的煤電、風電和水電等，通過“西電東送”工程，送往幾千里之外的東中部地區(qū)，滿足那里旺盛的用電需求。但是過去的超高壓輸電技術，輸電距離和輸電容量都難以滿足如今越來越大規(guī)模的電力輸送需求。那么，用什么辦法能讓這些電力安全高效地傳送到千里之外呢？那就需要特高壓。
特高壓是目前世界上最先進的輸電技術，如果把其他輸電線路比喻為鄉(xiāng)間小路，那么特高壓輸電線路就是電力高速公路。特高壓輸電是具有傳輸距離遠、容量大、損耗低、占地少等優(yōu)勢的尖端技術?，F在，中國是世界上首個，也是唯一一個成功掌握并實際運用特高壓這項尖端技術的國家。
我國為什么需要特高壓？
我國為什么需要特高壓？我概括為8個字，就是國家需要、國情使然。所謂國家需要，就是我國經濟持續(xù)增長對電力提出了大量的需求。電力是國民經濟的先行官，電力的發(fā)展要與經濟的發(fā)展保持同步，并適度超前。1978年，我國的全國用電量是2500億千瓦時，到了2011年我國的用電量達到了4.7萬億千瓦時，超過了美國，一直保持世界第一。到了2020年我國的用電量達到了7.5萬億千瓦時，這40多年增長了30倍。但是中國的人均用電量水平還是不高的，人均用電量剛剛超過5000度電，這與經合組織國家相比，平均用電量只達到了他們的60%。隨著我國經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，特別是全社會電氣化水平的提高，我國的電力增長空間發(fā)展?jié)摿€是比較大的，因此可以說我們仍在半途。
所謂國情使然，進入新世紀，我國經濟對電力的需求更加旺盛，對發(fā)展特高壓提出了迫切的需求。從新中國成立以來到2000年我國的裝機是3.2億千瓦，但到了2010年，就達到了9.7億千瓦。這10年間，我國的裝機新增6.5億千瓦。在這個快速發(fā)展的過程中，有73%的新增裝機容量都是燃煤電站，有70%的新增煤電都布局在缺電十分嚴重的東中部地區(qū)。
我國能源資源以煤炭為主，煤炭儲量居世界第三位，油氣相對貧乏。我國水能資源較為豐富，水能蘊藏量居世界第一位，它的技術可開發(fā)量達到6.6億千瓦。我國風能和太陽能十分豐富，開發(fā)潛力巨大。
我國的資源分布不平衡，主要的能源資源都在西部和西北部。我國80%以上的煤炭分布在西北、西部和北部等省區(qū)，待開發(fā)的水能資源80%都在我國的西南部。我國陸上風能資源主要在三北，就是東北、華北和西北地區(qū)，同時我國的光伏在這里也有很好的開發(fā)條件，日照時間在3200小時以上的區(qū)域都在青藏高原、新疆和甘肅等地。但是這些地區(qū)經濟總量小，用電需求、用電市場不大。我國的用電需求主要在中東部地區(qū)，70%的用電負荷都集中在中東部地區(qū)，能源開發(fā)的重心和用電需求的中心兩者之間距離1500公里到3000公里。這種能源資源與用電需求成逆向分布的基本國情，決定了我國需要實施遠距離、大規(guī)模的西電東送。
我國電力需求還將持續(xù)增長。從國情出發(fā)，我們在全國范圍內優(yōu)化能源資源配置成為必然，因此就需要發(fā)展遠距離大容量、低損耗，占地省的特高壓輸電技術。
特高壓技術“特”在哪里？
為了解決中國能源基地與用電中心相隔千里的難題，運用特高壓完成遠距離大容量輸電，是必然選擇。而建設這樣先進的電網，實現能源互通，不僅僅是中國的發(fā)展需要，也是全球能源可持續(xù)發(fā)展的共識，從上世紀60年代開始，許多傳統(tǒng)的電力強國花費巨大精力投入特高壓技術研發(fā)，卻接連無功而返。
而對于中國而言，研究特高壓更是難上加難，有太多需要從零破解的難題——崇山峻嶺、沙漠狂風、電閃雷鳴，特高壓輸電線路不僅要面對我國復雜的地形，多變的氣候，甚至還要穿越生命禁區(qū)，在如此復雜的環(huán)境中實現特高壓的安全穩(wěn)定運行，無疑是一項挑戰(zhàn)極限的世界工程。從2004年至今，中國已經建成投運了33項特高壓工程，線路總長達到5萬公里，它們成為中國城市工業(yè)發(fā)展，居民生活用電的主要來源，同時還帶動了中國裝備制造業(yè)的發(fā)展，與特高壓技術體系相關的方方面面，都實現了升級。特高壓不僅成為中國經濟發(fā)展的電力輸送主動脈，也給世界上其他國家和地區(qū)，提供了可借鑒的電力輸送解決方案。
現在我國輸電容量達到了2億千瓦，特高壓輸電成為我國能源輸送的大動脈。一是在我國西部大開發(fā)中發(fā)揮了重要作用。特高壓的投資到現在我們投了5150億元，這直接帶動西部的電源投資1.3萬億元，每年為西部拉動GDP2600億元，提供就業(yè)崗位65萬個，增加稅收約500億元。二是有力支撐了東中部的用電需求。特高壓輸電容量占東中部用電負荷的1/4，累計輸送電量達到了2萬億千瓦時，其中70%都是清潔能源，這樣就相當于減少中東部發(fā)電用煤8.3億噸，可以減少二氧化碳排放17億噸，煙塵氮氧化物排放650萬噸。同時降低了用電成本，西電東送的電價到了東部，比東部的上網電價每度要便宜5分錢，這樣節(jié)省東中部的用電成本1000億元。三是優(yōu)化了我國能源結構。依靠特高壓遠距離大規(guī)模輸送的技術優(yōu)勢，促進了西南水電的開發(fā)，促進了三北地區(qū)新能源的開發(fā)。這為我國新能源的發(fā)展起到了很好的促進作用，我國的水電、風電、太陽能裝機規(guī)模穩(wěn)居世界第一位?？稍偕茉吹陌l(fā)電裝機比重在2020年達到了43%，煤電占比首次在歷史上降到了50%以下，10年前煤電占比還是73%。四是顯著提升了我國電工領域裝備的制造水平，提升了電工裝備、產品的國際競爭力。特高壓裝備代表了電工裝備的最高水平，我國特高壓設備的研制，從設計、材料工藝、試驗技術到產品實現了自主化和國產化，實現了世界領先。同時進一步鞏固了我國電工領域產業(yè)鏈的安全和自主可控，一些材料和關鍵部件經過多年的持續(xù)努力都實現了國產化的替代。五是我國的特高壓技術標準成為了國際標準。1906年成立的國際電工委員會（IEC），它是世界上成立最早的國際性電工標準化機構，過去我國都是采用IEC的標準，都是其他國家制定的。我國的標準能夠成為國際標準，也是不容易的，這也是我國對國際標準的一個貢獻。到現在為止，我們累計發(fā)布特高壓交流和特高壓直流國際標準18項，我國1000千伏交流特高壓成為國際標準電壓。
特高壓的未來發(fā)展前景
在輸電環(huán)節(jié)，特高壓輸電還要繼續(xù)發(fā)揮它的網絡優(yōu)勢和網絡功能，支撐大規(guī)模新能源的并網和消納。大家知道，新能源有隨機性和季節(jié)性的特點，我國現在還沒有辦法控制風電和光伏。我國地域遼闊，在新能源的發(fā)電上存在著區(qū)域性和季節(jié)性的差異。為了實現多能互補、區(qū)域互遞，需要一個強大的網絡平臺，特高壓將發(fā)揮這個作用。
在配電環(huán)節(jié)，配電網要實現廣泛互聯(lián)、智能互動，將大量接入分布式能源和微電網，大量接入電動汽車等儲能設施。今后，我們的電動汽車會發(fā)展起來，電動汽車現在本身是一個儲能裝置，未來會成為一個移動儲能裝置。今后，電網可以向電動汽車充電，也可以反過來由電動汽車向電網送電。比如說你出國或者旅行，一段時間不在家，但是電動汽車在家里，用電低谷時候它充電到系統(tǒng)，高峰的時候，可以向系統(tǒng)賣電，能夠賺到錢。大量的儲能設施也將出現，這樣在配電網里邊就可以實現源網荷儲的智能互動。
在用電環(huán)節(jié)，用戶將在新型電力系統(tǒng)當中改變過去的角色。新能源的發(fā)展也不再僅是專業(yè)化大公司的獨有優(yōu)勢，我們的用戶可以在自己的建筑物上，比如農村的屋頂上建設太陽能發(fā)電站。用戶既是電能的使用者，同時也可以是電能的生產者，人人使用電能，人人生產電能，這將成為電力系統(tǒng)里一個新的景象。
特高壓的創(chuàng)新實踐，使我國輸電技術實現了從長期跟隨到領先的歷史性跨越，為科技自立自強樹立了信心。在構建新型電力系統(tǒng)的過程中，我國的電力科技將不斷取得新的更大突破。特高壓將為實現碳達峰、碳中和目標，為構建人類命運共同體發(fā)揮重要作用。
