一、特高壓行業定義及發展歷程
通常輸電電壓一般分為高壓、超高壓和特高壓,對於我國絕大部分電網來說,110kV-220kV稱為高壓電網,300kV、500kV和750kV稱為超高壓電網,±而特高壓由±1000kV及以上交流和±800kV及以上直流輸電構成,特高壓適合長距離大規模電力傳輸。一般而言,高壓指的是35~220kV的電壓;超高壓通常指330kV及以上、1000kV以下的電壓;特高壓指1000kV及以上的電壓。通常情況下,±600kV及以下的直流輸電電壓稱為高壓直流輸電,±800kV以上的電壓稱為特高壓直流輸電。
在我國,特高壓指1000kV及以上交流電和±800kV及以上直流電的電壓等級。在輸電電流一定的情況下,電壓等級越高,傳輸功率越大、線路損耗越小。因此,與高壓/超高壓相比,特高壓具有輸送容量大、距離遠、損耗低、佔地省等優勢,尤其適合遠距離大規模電力傳輸。
我國特高壓建設歷經幾個階段:
1、試驗階段:早在1986-1990年,特高壓輸電前期研究曾被列為國家攻關項目,直到2006年我國第一條特高壓交流試驗示範工程開工;
2、第一次建設高潮:2011-2013年陸續有試點項目核准;
3、第二次建設高潮:2014年為配合國務院《大氣汙染防治行動計劃》,能源局集中批覆了一攬子輸電通道項目"小路條";
4、第三次高潮正來到:2018年特高壓建設浪潮再起,國家能源局印發《關於加快推進一批輸變電重點工程規劃建設工作的通知》,加快推進9項重點輸變電工程建設,12條特高壓工程將於2019年左右幾年給予審核。
二、特高壓發展意義分析
1、我國80%以上的能源資源分布在西部、北部,70%以上的電力消費集中在東部、中部。2018年,東、中、西和東北地區用電量佔全國比重分別為48.3%、19.0%、26.9%、5.8%。其中中部、西部同比分別提高0.3和0.2個百分點,東部、東北地區分別下降0.3和0.2個百分點。而我國火電能源及水電能源主要集中在蒙西、山西和陝西地區,但是電力負荷又都集中在東南部地區,煤炭運輸需要消耗大量的時間和財力,而水利資源又無法實現運輸,所以需要將西北部電網的電輸送到用電負荷大的地區。
面臨這樣大規模的長距離輸電,如果仍然採用500kV電壓等級輸送,線路損耗、系統穩定和短路電流問題就會非常嚴重,採用特高壓輸電也許是目前唯一的出路。
2、特高壓具有網絡規模效應,成網後將顯著降低電力供應成本。目前我國風電、光伏發電成本分別為0.4元/千瓦時、0.5元/千瓦時左右,預計到2020年將逐步達到發電側平價,到2025年發電成本均可降至0.3元/千瓦時以下。國家電網公司已經提前為可再生能源大規模接入調度做好輸送通道準備,預計到2020年、2025年和2035年,國家電網跨區跨省輸電能力將分別達到2.5億、3.6億和6億千瓦,可滿足可再生能源裝機6.5億、9億和15億千瓦的發展需要。
資料來源:公開資料整理
3、特高壓跨區送電對於環境改善的作用顯著。根據統計,特高壓每輸送1億千瓦時電力,可使負荷中心減排PM2.5約7噸,PM10約17噸,減排二氧化硫、氮氧化物約450噸。
資料來源:公開資料整理
三、我國特高壓建設現狀分析
從2006年至今,我國已建成投運21條特高壓線路。到2017年底,我國累計已建成特高壓線路21條,其中直流線路13條,交流線路8條;總投資規模約4073億元,初步形成"強交強直"的特高壓輸電骨幹網架。截止2017年,我國已建成投運特高壓輸電線路長度達3.1萬公裡,在全國110kV以上輸電線路中的佔比上升到了46.2%。2017年度,我國跨區輸電容量超過1.3億千瓦,其中交直流聯網跨區輸電容量超過1.17億千瓦,跨區佔對網送電能力達到1344萬千瓦。2018年全國跨區、跨省送電分別完成4807和12936億千瓦時,同比分別增長13.5%和14.6%,增速同比分別提高1.4和1.9個百分點。特高壓項目推動跨區跨省送電,其中山西晉北-江蘇淮安、寧夏靈州-浙江紹興特高壓線路輸電量分別拉動全國跨區送電量增長2.0和4.2個百分點。
2018年,我國投產1個特高壓項目,為內蒙古上海廟至山東臨沂±800千伏特高壓直流工程。截至2018年底,全國跨區電網輸電能力達到1.36億千瓦。
資料來源:中電聯,華經產業研究院整理
目前,我國特高壓已運投運"八交十三直"、"在建"四交兩直",但近兩年新核准項目大幅減少。我國是世界上唯一一個將特高壓輸電項目投入商業運營的國家,當前,我國已建成"八交十三直"特高壓線路,另外有"四交兩直"特高壓項目正在建設,但近兩年特高壓核准和招標進程有所趨緩,2017年全年我國只完成2條特高壓交流項目和張北±500kv柔直項目核准,特高壓建設可能面臨階段性真空局面。
我國在運特高壓項目匯總
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我國在建特高壓項目匯總
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四、特高壓行業發展前景展望
當前國家在已經規劃(包括6條在建和21條投運)的各類特高壓項目大概在50-60條之間,那麼意味著仍有大約30條已納入規劃線路在未來有望落地,特高壓自04年研究開始其經濟性和技術可行性就一直備受爭議,但特高壓(柔直)技術卻在爭議中不斷提升和改善,其在新能源消納、煤炭基地外運、緩解中東部用能緊張、減少大氣汙染方面卻起到了實實在在的社會和經濟效應,加之未來全球能源互聯的快速進展,特高壓長期持續性發展空間仍然巨大。
創造性地提出"全球能源網際網路",國際化邁出新步伐。為滿足全球電力需求的可持續發展,我國與多個國家開展商業合作,成立全球能源網際網路發展合作組織,加強與周邊國家電網互聯互通,推動構建全球能源網際網路。全球能源網際網路,是以特高壓電網為骨幹網架、全球互聯的堅強智能電網,是清潔能源在全球範圍大規模開發、配置、利用的基礎平臺,實質就是"特高壓電網+智能電網+清潔能源"。特高壓電網是關鍵,智能電網是基礎,清潔能源是根本。