新能源電力實現(xiàn)“乾坤大挪移”

在毛烏素沙地邊緣的戈壁灘上，一塊400多畝的土地上鐵塔林立。每天都會有將近1億度的電從這里不停歇地輸送到1300多公里外的海濱城市青島，并通過當?shù)仉娋W(wǎng)輸送至華北地區(qū)的一些城市。

這里是世界首條±660千伏直流輸電工程——寧東至山東直流輸電工程的“電源端”銀川東換流變電站。這一開啟中國“西電東送”北通道的超級工程，有20%的電力基塔位于沙漠，卻在3600多天里保持安全平穩(wěn)運行，長期處于滿負荷狀態(tài)。

特高壓是世界上最先進的輸電技術，被喻為世界電力的“珠穆朗瑪峰”。我國是世界上第一個全面掌握特高壓技術和第一個將其投入商業(yè)運營的國家。

西部地區(qū)能源資源豐富，東部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達、用電量大……我國的能源資源稟賦和電力需求呈逆向分布。在西部煤礦附近建設大型電站，然后通過延綿千里的“電力天路”，將電力輸送到一次能源資源匱乏的東中部地區(qū)，特高壓成為平衡我國能源供需、解決部分地區(qū)能源短缺的重要手段。

然而，能源革命正在加速。我國新能源總規(guī)模目前已居于世界前列，“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略的實施更使我國非化石能源替代化石能源的步伐日漸加快。

寧夏，是我國首個新能源綜合示范區(qū)，同時也是“西電東送”的重要送端，這里的電被送往十幾個省份。然而，近年來，以這里為起點架設起的兩條“電力天路”正悄然發(fā)生著變化，越來越多的“綠電”開始穿越戈壁、沙漠、黃河，被輸送到全國各地……

“寧夏在全國率先創(chuàng)新性地實行了新能源與火電‘打捆’交易的模式，在寧夏電力外送的大通道里，新能源和煤電的‘手’拉在了一起。”寧夏發(fā)改委能源發(fā)展處處長海濤說。

不僅是寧夏，如今，新能源電力在我國大地上“乾坤大挪移”，并且輸送規(guī)模仍在不斷擴大，新能源在全國范圍內(nèi)供需更加匹配。

西部崛起新能源高地

在“世界屋脊”青藏高原東北部的荒漠化土地上，一排排深藍色的光伏板在陽光的照耀下熠熠生輝。架高1.2米的光伏板下方生長著茂密的植被，時不時有羊群奔跑穿梭。

“以前這里不長草，現(xiàn)在有了光伏板，草長得好，羊也膘肥體壯。”當?shù)啬撩裣蛘伎f。

以光伏為主的新能源產(chǎn)業(yè)在這里快速崛起后，當?shù)剡€探索出了一條光伏治沙的新路徑，實現(xiàn)了光伏發(fā)電與生態(tài)畜牧業(yè)的有機結合。如今，這片區(qū)域已成為全球單體容量最大、集中發(fā)電規(guī)模最大的光伏電站群。

我國西北不僅化石能源富集，太陽能、風能資源也同樣充沛，并且有大面積的荒漠化土地可供利用。原來的劣勢如今變成了發(fā)展新能源得天獨厚的優(yōu)勢，新能源在這里迎來了爆發(fā)式增長。如新能源大省青海的新能源裝機已占全省電力裝機的61%。

然而，新能源不僅要建起來，更要發(fā)出來，只有真正把新能源電力裝機轉(zhuǎn)化成新能源電量，才能促進減排。西部地區(qū)無法就地消納這些電量時，一條條“電力天路”成為了加速推進新能源發(fā)展的“法寶”。

2020年12月30日，世界上首條專為清潔能源外送建設的特高壓通道——青海至河南±800千伏特高壓直流工程建成投運。這一全長1500多公里的“電力天路”已累計向華中等地區(qū)輸送“綠電”超160億千瓦時。

“這條特高壓完全靠清潔能源自身互補能力獨立供電，實現(xiàn)了遠距離輸送大規(guī)模可再生能源的突破，1秒的輸電量就足夠一個普通家庭使用兩年。”位于青豫特高壓起點的青南換流站站長李斌善說，這樣將給青海新增了消納8800臺風機發(fā)電量的能力。

“隨著寧夏外送電規(guī)模的不斷擴大，吸引了眾多大型企業(yè)來到寧夏開發(fā)電力資源，拉動了寧夏清潔能源裝機的快速增長。10年間，寧夏新能源裝機規(guī)模從85萬千瓦增加到2574萬千瓦，增長至原來的30倍。”海濤說。

數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國22條特高壓線路年輸送電量達5318億千瓦時，其中，可再生能源電量2441億千瓦時，可再生能源電量占全部輸送電量的46%。

“綠電”外送增添減碳力量

源源不斷的“綠電”正在通過“電力天路”送往全國各地。如今，西北荒灘上的一陣風、一束光，下一秒就變成了東部地區(qū)的一度電，點亮城市夜晚的霓虹燈。

在充分發(fā)揮特高壓“大容量、遠距離、高效能”的輸送優(yōu)勢中，西部新能源的利用水平越來越高，電網(wǎng)結構中的“綠電”占比也逐步加大。新能源電力的輸送、跨省跨區(qū)配置日漸成為我國大規(guī)模減碳的有效途徑。

“按照目前設計年輸送功率，青豫直流工程滿負荷運行后，每年可向華中等地區(qū)輸送青海省的清潔電能400億千瓦時，相當于替代原煤1800萬噸，減排二氧化碳2960萬噸。”李斌善說。

“綠電”外送，對我國實現(xiàn)“雙碳”目標起到了助推器的良好作用。在推動能源變革轉(zhuǎn)型的過程中，清潔主導、互聯(lián)互通的我國能源互聯(lián)網(wǎng)正在加速形成。

權威機構研究數(shù)據(jù)顯示，預計到2035年，我國電源總裝機將達到43.7億千瓦，其中清潔能源發(fā)電裝機占比將達到75%，2050年這一數(shù)據(jù)將達到90%。新能源發(fā)電裝機和發(fā)電量將在未來占電力系統(tǒng)主導地位。

未來，我國新能源進一步起跳，特高壓建設也將繼續(xù)推進。“十四五”期間，我國將在西北、西南能源基地新建多個電力外送特高壓直流工程，總輸電容量有望達到5600萬千瓦。

伴隨而來的則是外送電規(guī)模的持續(xù)擴大。預計到2025年，我國跨區(qū)跨省電力流將由2019年的2.2億千瓦增大到3.6億千瓦。而實現(xiàn)大范圍內(nèi)的能源優(yōu)化配置，更有助于我國大規(guī)模開發(fā)和高效利用新能源。

“我們正在積極謀劃推進第三條以輸送新能源為主的外送通道——寧夏至華中（湖南）±800千伏特高壓直流外送通道，為新能源電力消納提供空間，推進能源結構調(diào)整，努力實現(xiàn)‘綠電’能發(fā)盡發(fā)、能送盡送、能用盡用。”國網(wǎng)寧夏電力有限公司副總工程師閆志彬說，這條直流與之前通道的最大的區(qū)別是以輸送新能源為主，而且不新增火電，新能源電量輸送比例目標超過50%。

如今，我國正在加快構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，隨著新能源的大規(guī)模接入，智能電網(wǎng)、儲能等前沿、關鍵技術的研發(fā)、推廣和應用也將實現(xiàn)新的突破。