必须打破的就地平衡
上海是中国电力事业的发祥地,在很长的一个时期内,上海的电力供应的基本模式为就地平衡。
然而,随着城市变革和经济发展的步子越迈越大,尤其是改革开放之后上海社会、经济的迅猛发展,发电、用电都在同一区域完成的就地平衡旧模式的不足显得越来越明显。
首先,上海没有水力资源,大规模发电以火力发电为主,上海及周边地区并不盛产煤炭,发电用煤主要从水路运输而来。由于运输通道的能力有限,输煤的运输压力越来越大,运输成本也越来越高。其次,受水路运输限制,上海电厂基本沿苏州河、黄浦江兴建,但城市用地紧张之后,这些黄金水道两岸很难再有大幅地块用于建设大型电厂。更为重要的是,虽然脱硫、脱硝、脱尘等各种技术日益先进,但燃煤电厂毕竟会对周边环境带来影响。随着城市环境压力激增,“十一五”期间,国务院在全国范围内实施了“上大压小”政策,以降低能源消耗,减少污染排放,压缩落后生产能力。受此政策影响,上海一大批小型发电厂相继关闭。肇兴于1897年、坐落于今天南浦大桥西侧的南市电厂即在关停之列,厂内代表性的大烟囱摇身一变,成为2010上海世博园里的巨型温度计。
一方面是种种制约之下,上海本地难有电厂新建;另一方面是上海用电量的节节攀升。2002年,上海的总售电量为465.85亿千瓦时,2012年,这个数值为1096.39亿千瓦时,十年之间增长1.35倍。2013年夏季,上海电网最高用电负荷打破“三年不飞”的僵局,一飞冲天,九创新高,达到2940万千瓦,较2010年创下的历史峰值猛增12.17%。而上海本地机组的最大出力为1900万千瓦,与最高负荷之间的缺口显而易见,谁来为大上海供电?
上海电网还有一个巨大峰谷差的问题。创下2940万千瓦最高负荷的8月7日,最低负荷仅1850万千瓦,峰谷差达到1090万千瓦。为了满足持续时间很短的最高负荷而大量兴建本地电厂,这显然不符合经济发电的要求。
这些问题相互交织,互为因果,显见的一个结果就是,与国际大都市相匹配的上海电网不可能依靠就地平衡满足用电所需。外来电,成为破解上海电网难题的关键所在。
来自四面八方的电力
早在20世纪80年代中后期,上海电网建成第一条500千伏线路——(瓶)窑南(桥)线,通过这条线路,安徽省淮南市洛河电厂向上海提供电源。1988年,徐州至上海的500千伏超高压输电线路建成。到了1989年,葛洲坝(600068,股吧)水电站工程建设完毕,通过500千伏直流输电线路将电力送至上海,这条线路也是全国第一条超高压直流输电线路,实现了华中、华东联网。
之后的20多年里,王南线、葛南线、王桥线等一条条500千伏输电线路将上海电网同外部电网勾连起来,而上海电网内部也建设了包括南桥交直流变电站、黄渡变电站、杨高变电站、杨行变电站、泗泾变电站、枫泾换流站等一批500千伏电站,使外来电顺利落户,有力支撑了上海电网逐渐升高的用电负荷,为上海的经济发展带来了保障。在这些外来电中,除葛洲坝一路以外,几乎都来自江浙皖等华东周边地区。
随着“十一五”“十二五”时期长三角地区经济发展水平和服务业的加快发展,区域内南京、杭州等16个城市发展迅猛,整个长三角地区成为了我国经济总量规模最大的经济板块之一。地区的经济发展必然带动用电负荷猛增,2013年,华东电网的最高用电负荷达到2.085亿千瓦,比上年最高负荷增长了12.7%,以往用电华东保上海的局面逐渐难以维系。
在我国电力版图上,明显存在能源板块与负荷板块的错位——约68%的水力资源分布在西南地区,约76%的煤炭资源分布在华北、西北地区,然而70%的用电负荷主要集中在东部沿海。而目前的500千伏电网在传输长度、传输能量和限制短路电流等方面均不能满足要求。
为了解决这些问题,国家电网公司早在2004年就开始部署特高压智能电网的建设工作,制定“一特四大”的发展战略,全面实现大规模、长距离和有效输电,优化全国的电力资源分配、优化能源结构。2010年7月8日,西电东送大动脉,±800千伏向上特高压直流线路工程正式投运,成为首条向上海供电的特高压线路。至此,上海电网外来电的历史翻开了新的篇章。
未来外来电的主力
2013年,上海经历有气象史141年以来最热的一个夏季,8月7日的最高温度为40.8摄氏度,成为历史之最,当天的最高用电负荷为2940万千瓦,已是今年第9次刷新历史纪录。当天,上海本地机组出力1900万千瓦,余下负荷均由外来电供给,这其中,向上特高压直流线路工程贡献了大约300万千瓦的负荷,占了上海最高用电负荷的十分之一,四川水电为上海的迎峰度夏工作做出了巨大贡献。
向上特高压直流线路工程全长1907公里,自投运以来,将四川清洁的水电输送至上海,每年都呈增长趋势。2013年4月16日,向上特高压直流线路工程640万千瓦满负荷试验圆满完成,随着输送功率的增大,包括川电东送及向家坝在内的四川水电,在2013年将为上海输送约145.4亿千瓦时的清洁水电,而上海本年度的用电量预计为1373亿千瓦时,也就是说,四川水电在其中就占了超过10%,这不仅大大地保障了今年及今后迎峰度夏期间上海全市的安全可靠用电,也使得上海真正成为“绿电城市”。
而在向上特高压直流线路工程持续向上海输入电能的同时,另一条特高压线路正在紧锣密鼓地建设中。作为我国首条同塔双回路特高压交流输电工程——皖电东送工程起自安徽淮南,经皖南、浙北最终抵达上海沪西变电站,工程于2011年10月30日开工建设,将于今年9月底正式进入商业投运。皖电东送工程的远期输送能力将达到900万至1000万千瓦,年送电量约500亿千瓦,相当于为上海新建了6座百万千瓦级的火电站。依照今年上海电网最高2940万千瓦时的用电负荷,皖电东送输送的电能就可以满足上海三分之一的用电需求。
国家电网公司董事长、党组书记刘振亚曾表示:我国转变能源发展方式的核心是转变“过度依赖输煤”的能源配置方式和“就地平衡”的电力发展方式,由此应大力发展可将一部分输煤变为远距离输电的特高压骨网架,并在此基础上发展可适应大型能源基地开发和大规模清洁能源外送的智能电网。
经过50年的发展,全国电网结构大为增强,输送能力大大提高,输电的安全、经济、环保、减少占地的优越性越来越突出。上海享受着来自外来电的支撑,在上海电网负荷走高时,外来电(尤其是四川水电)的来临成为补充城市用电缺口、解决申城电荒的最好手段。
华灯初上,流光溢彩的上海夜景分外迷人。有少男少女在霓虹灯下享受青春,也有工作一天的白领回家点亮桌上的台灯。此时的张老伯已经沉沉睡去,房间里静悄悄的,唯有墙壁上的空调仍然发出着轻微的呼响声。
这呼响声,正是对千里之外金沙江畔隆隆水声的回响。