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电改应作如是观:电力市场的“进化论”

日期:2013-03-22    来源:国际能源网  作者:本站整理

国际电力网

2013
03/22
14:53
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关键词: 电改 电力市场 进化论 电网 特高压

  电力体制改革十年来,有人认为成绩卓著,有人则公开撰文称之为“彻底失败”。对于电力发展,有人认为经历了发展最好最快的十年,电力技术进入世界领先行列,国际上也开疆拓土,有了一席之地;而有人则认为特高压等技术创新只是为了垄断而已。至于国际化,有人认为国内还有无电地区你不管,却跑去国外给人家建电网

  其他各类议题,如垄断、监管、阶梯电价,凡此种种,无不针锋相对,使听者深觉“乱花渐欲迷人眼”,直想拨开浅草以窥“马蹄”。

  “不知道过去就无法理解现在”,与其在无休止的争吵中消神耗力,倒不如回头看一看历史的轨迹,以史为鉴,用发展的眼光看问题,或许更容易明白我们从何处来,向何处去。

  要不要全国联网

  印度大停电发生之后,正式的事故分析报告尚未出炉,已经有人断言,大停电的原因在于印度是全国交流联网,从而使局部故障扩散到全网。而我国在建的“三华”特高压同步电网,是在“步印度的后尘”。近年来对特高压的争论很多,看似风马牛不相及的事情,经过各种缜密的推理,都可导向对特高压的批判。但批判之后,我们还得面对以下问题:中国要不要全国联网?联网该怎么联?用直流还是交流?用什么电压等级联?

  回答以上问题,不妨先回顾电网的起源。电网出现之初,目的非常单纯,就是要把电厂发出来的电送到稍远的用户那里去。

  有电之初,人类用的都是直流电,一台直流发电机带着自家几个照明电灯,自发自用,颇似中国古代的小农经济,因此也没有“电网”的概念。当时,直流发电机价格昂贵,电力是十足的“奢侈品”,只有像摩根这样的大亨家里才能用得起。但是,社会用电需求的迅速增长,迫切要求电力“飞入寻常百姓家”,于是公共电厂开始出现,电网系统也随之产生。

  1882年,爱迪生在纽约珍珠街创办了世界上第二个公用火电厂,用直流对外送电,建起了纽约市区的电灯照明系统,成为现代电网的雏形。这个时期的电网,基本是围绕电厂形成的一个个孤立运行的小系统。

  人们慢慢发现,单一电源的供电模式不安全,因为一旦电厂停运,所有用户都会停电。于是便开始考虑把其他孤立系统的电厂也纳入到自己的电网里来,实现电源共享。这样就有了把小电网做大的需求。

  但是,爱迪生的直流电力系统只能在半英里范围内有效供电,稍远点的客户,则无法获得电力供应。而如果用直流线路构建互联电网,就必须密集建设电厂,这对电力公司来讲是一个巨大的成本负担。直流电力系统遭遇发展瓶颈,人们开始寻找可以组网的其他技术形式。交流电就在这时获得了发展机遇。

  1883年,美国“电工天才”特斯拉发明了交流发电机。1886年,美国西屋电气公司又设计出了成熟的交流变压器。这种一度被称为“二次发电机”的神奇机器,可以将经过一段距离后降落的电压升高,从而把电送到更远的地方。相对于直流电,交流电系统不仅减少了投资,而且更为重要的是,它还可以灵活地接纳更多电源,满足了构建网络的需求。于是,最初的互联电网就以交流电为主要技术形式出现了。

  由此可以看出,是人类可靠用电的需要催生了互联电网,而交流线路因为符合了构建网络的技术和经济需求,成为人类电网互联的普遍选择。今天欧洲、美洲的发达国家几乎都采用了大范围交流互联电网。如今,北美东部交流大电网覆盖面积达560万平方公里,欧洲交流电网的覆盖面积为400万平方公里。“三华”特高压同步电网如果建成,范围可达320万平方公里。

  再回到最初的问题:印度大停电是不是交流联网的错呢?印度官方给出的事故分析报告中指出:大停电的根本原因在于电力设施落后和调度命令没有落实到位。这与是不是“联网”,与交流还是直流,与多高的电压等级,都没有必然的联系。

  要不要发展特高压

  反对特高压的理由万千,从开始以不可行、不可能为由,后退至不安全、不经济,再退至“并非反对特高压技术本身”,而是反对“以此带来的垄断”。反垄断大旗招展,自然望者生畏,可再想一想又觉奇怪,500千伏联网做不到垄断,特高压就能垄断吗?电压升级的过程难道是垄断固化的过程吗?用历史的眼光来看,特高压并不特殊,它和其他的电压等级一样,都是电力工业发展到一个阶段的产物。

  回顾世界电力工业史,有一个明显的趋势:电压等级在不断攀升,而且这种攀升是与电厂装机容量的提高、用电需求的增加是同步的。

  有电以来,人类对于电力的需求一直以几何级数增长。为了满足日益增长的用电需求,电力科学家们在技术上不断突破,一些大型的发电机组相继被研制出来。发电机容量从20万千瓦、30万千瓦,迅速迈上百万千瓦级别。20世纪70年代起,电力进入了大机组、大电厂的时代。1973年,瑞士BBC公司制造的130万千瓦机组在美国肯勃兰电厂投入运行。4年之后的1977年,全美装机容量百万千瓦以上的发电厂就已经达到120座。

  大型发电机组出现之后,再像爱迪生那样在闹市办电厂是不可能了,电厂不得不搬到远离城市的空旷地带。机组容量的上升和送电距离的拉长,客观上要求电网电压等级不断升高。

  1891年,世界上第一条高压输电线路诞生时,它的电压只有13.8千伏。仅仅过了17年,1908年美国就出现了110千伏线路,电压一下提高了近十倍。1935年,美国将220千伏电压提高到275千伏,人类社会第一次出现了超高压线路;1959年,苏联建成世界上第一条500千伏输电线路,这是人类利用电能水平的一次大跨越。但这个纪录没保持多久,1969年,美国建成了765千伏超高压输电线路。上世纪70年代起,美国、苏联、日本等国家开始研究特高压电网,苏联还建成了一段1150千伏的特高压试验线路。2009年,中国终于在电压等级的提高上走在了世界前列,自主研发的1000千伏特高压交流工程投入商业运行,中国电力从此由技术跟随者变成了引领者。

  更高电压等级的出现,是电力技术不断发展的产物,是经济社会发展催生的必然结果。我们有理由相信,特高压不会是人类电压等级的顶峰,未来可能还会出现“特特高压”等一些我们还叫不上名字的高电压。交流1000千伏,直流±800千伏、±1100千伏,在未来可能只不过是一些寻常的电压等级,就像我们现在看待110千伏、220千伏一样。正所谓“后之视今,亦犹今之视昔”。

  用发展的眼光看问题,才能让未来的梦想照进今天的现实。我国的一次能源以煤炭为主,储量虽然丰富,但它毕竟是一种不可再生能源,总有用尽的一天。所以,未来能源安全的重任必然要落在可再生能源的肩上。我们很庆幸,中国有丰富的可再生能源;我们也很纠结,因为它们都集中在西部和北部,距离电力消费中心有800到3000公里之遥。我们已经习惯了把煤炭、石油等资源进行“乾坤大挪移”,哪儿用电就在哪儿建电厂,可风能、水能、太阳能又怎么运输呢?没有长距离、大规模的电力输送技术,到孙子辈上,如何保障他们的用电呢?

  技术进步总会伴随风险。汽车发明之前,人类不必承担车祸的风险。然而,人类并没有因为惧怕风险而停止进步,而是通过种种技术手段,把风险控制在可以接受的范围内。所以,我们发明了交通信号灯,发明了安全带、安全气囊等新技术,来保证行车的安全。同样,在电压的一次次升级过程中,科学技术和管理的进步也保证了电力系统的安全稳定运行。

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  近十年来,全球共发生了34次大停电事故,这些国家都没有特高压。我们国家不仅实现了500千伏及以下电网的安全稳定运行,更加难得的是,连接华北和华中的1000千伏特高压交流试验示范工程,单线连接两大电网近4年,同样安全无事故。

  但到如今,两大电网的连接重担仍然仅让一条线路承担,而后续工程迟迟不能上马。我们的国家,需要多一些特高压般“坚强的脊梁”,少一些背后指指戳戳的“暗箭冷枪”。

  1992年出版的《中国大百科全书(电工卷)》中说“中国幅员辽阔……由于电力资源与负荷中心分布的不均匀,随着电力系统的发展,特高压输电的研究开发亦将会提上日程。”20年前的电力科学家们就已经隐约看到了特高压在中国的前景。20年后的我们岂能再去“开倒车”?

  为什么偏偏“特高压”会在中国引发这么大争论,而之前的那些电压等级没有出现这种情况呢?或许是因为特高压之前的各类电压等级,都是在欧美国家试验成功并应用成熟之后才传入中国的。例如全球第一条110千伏线路领先中国35年,220千伏线路领先31年,500千伏线路也早于中国20多年。而在特高压方面,中国比世界同行们领先了一步,反而引起了一些人的恐慌。

  习近平总书记提出了“中国梦”,让敢于创新、不甘落后的国人充满了信心。面向未来,自主创新舍我其谁?

  电力市场的“进化论”

  电力体制改革的大方向是市场化。但到底什么是“电力市场”?实际上,电网就是电力市场的具体载体。这张物理形态的电网,是电力传输和交易的网络空间,是电力市场得以实现的具体形式。电网规模的大小,决定了电力市场范围的大小。

  如今,一说起电力体制改革,“拆分”二字就会跃入眼帘。网厂分开、输配分开、区域分开,“拆分”似乎成了“改革”的代名词。但改革是不是就只有这一条路可走?

  电力体制作为生产关系的一种,是由生产力——电力技术决定的。依靠电力技术推动改革,以改革适应技术的发展,这才是电力体制“进化”的基本规则。

  改革开放以来,中国一直在探索电力体制改革的路径。主要原因是当时电力出现严重短缺,成为制约经济社会进步的重要因素。据统计,1987年,全国的用电需求是2.6亿千瓦,而装机容量仅有1亿千瓦,缺口之大难以想象。缺电的实质是缺少电力投资,所以这一时期的电力改革,基本都是围绕着如何吸引和扩大投资进行的。

  1987年,国务院提出了“政企分开、省为实体、联合电网、统一调度、集资办电”的改革方针。这一时期最鲜明的特征——“省为实体”和“集资办电”,是在当时生产力条件下实事求是的选择。那个时候,500千伏电网在国内还是个新生事物,省间联络线薄弱,跨区域线路更是少得可怜。“省为实体”“集资办电”在一定程度上让各省安下心来,加快电力建设,不担心自己建的电厂让别的省份分一杯羹。但是,一省之内的电源结构往往单一,难以实现互济,再加上我国资源与消费逆向分布的国情,和东部地区经济发展的提速,在更大的范围内配置电力资源的要求越来越迫切,“省为实体”的道路越走越窄。

  上世纪90年代,世界范围内掀起了电力市场化改革浪潮。引发全球关注的、对中国影响最大的,当属1990年由撒切尔夫人主持的英国电力体制改革。英国的改革主要包括电力资产私有化,实行发、输、配、售各自独立,建立单一购买机制,并成立独立监管机构等,一时成为世界电力体制改革的典范。我国自2002年开始的电力体制改革,几乎照搬了英国模式。

  经过十几年的发展,我国500千伏电网得到普遍应用,到2000年,全国500千伏线路长度达26800多公里,省区间的电力联络线也比以前更坚强可靠了。而且,2001年5月,东北和华北电网通过500千伏线路形成了第一个跨大区交流联网,2002年的川电东送工程又实现了川渝和华中的联网,区域电网初现规模。所以,打破省间壁垒,建立区域电力市场,成为上世纪电改设计时的选择。可如今,又一个十年过去了,我们也应该重新审视当初的选择了。

  在这个十年里,电力技术和中国的发展一样太快太猛,让人目不暇接,最大的变化莫过于特高压电网实实在在地来到我们的生活中。它的出现使得直接建立全国电力市场成为可能,使得当年设想的区域电力市场,未及实现却已被跨越。

  我们可以理解当年改革设计者的心情。但是,历史的车轮不会倒转,面对生产力的进步,面对全国范围优化能源资源配置的需求,面对节能减排的硬指标,再坚持区域市场的路线,坚决反对直接跨入全国电力市场,显然已成刻舟求剑、抱残守缺。世易时移,不睁眼看世界,不直面技术进步与时代发展,最终将被时代抛弃,即使抱有一腔为国之志,也可能只起到误国误民的功效。

  什么样的电力体制才是最好的?电力体制改革没有金科玉律,没有不可改变的祖宗成法,世界各国模式各异,既有英国的发输配售全部分开的模式,也有日本、法国等厂网合一的模式。俄罗斯刚推行输配分开两年,今年又匆匆地开展“输配合一”。

  穿自己的鞋走自己的路,才是最舒服的,符合国情的体制就是最好的。中国的电力体制改革,不能跟着其他国家亦步亦趋,必须探索出一条与中国的经济体制、政治体制、社会发展相适应的改革路径。全盘西化、照搬照抄,在中国往往“水土不服”。

  中国电力需要改革,但改革必须能创造“红利”,能解决制约发展的关键问题,绝不能一分了事。所有人都不愿看到,电力改革再度成为“改出一批机构、起了一批高楼、多了一批轿车”的黑色幽默剧。

  社会发展的历史有一个略显难堪的规律,那就是人们思想观念的转变往往落后于科学技术的进步,所以“第一个吃螃蟹的人”往往受到许多非议和指责。但是,历史的车轮从来不会倒转,甚至不会做片刻的停留。

  坚持用发展的眼光看待世界,我们才能把前进的道路看得更清楚。

  (作者系新浪博客博主 “不是不好”)

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