14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

​↑一群國家地理控,專注於探索極致世界

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

截至2018年底

當全世界發電量增速僅為3.7%時

中國卻以8.4%的迅猛增速領跑全球

全年發電量達到71118億千瓦時

幾乎是以“一己之力”

生產了全球超過1/4的電量

平均每2秒產生的電力

就足以滿足一箇中國人

一輩子的電力需求

▼上文中國人的平均壽命按76歲計,人均用電量參考2018年數據;下圖為2018年世界各國發電量TOP10,製圖@鄭伯容/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


不僅如此

放眼全球233個國家和地區

中國還是第一個

也是唯一的一個

擁有近14億的超龐大人口

卻依然能做到全民通電的國家

▼上海夜晚衛星圖,燈火通明的城市,圖片來源@NASA


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


中國,究竟是如何做到的?


I

70.4%

2018年中國人使用的全部電力中

70.4%來自於火力發電

可謂是全國電力的大半壁江山

▼2018年中國火力發電量佔比,製圖@鄭伯容/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


高聳的煙囪或宏偉的冷水塔

是火力發電廠最常見的特徵

▼隨著處理工藝的進步,火電廠的煙囪逐漸與脫硫塔合併;下圖為霧氣中的冷水塔,電廠中被加熱的冷卻水在冷水塔中冷卻後循環使用,攝影師@孟祥和(請橫屏觀看)


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


煤炭、石油、天然氣

甚至秸稈、垃圾等等

都是可用於火力發電的燃料

由於燃料易得、技術成熟

火電廠的分佈極為廣泛

在大江南北遍地開花

▼內蒙古霍林郭勒錦聯電廠,攝影師@鹿欽平


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


▼臨水而建的廣州市華潤熱電廠,攝影師@陳國亨


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


而在中國這個“煤炭大國”

火力發電則又命中註定

將成為燃煤電廠的天下

其裝機容量在所有火電廠中

佔比幾乎接近90%

全國5800多處大小煤礦

年產約36.8億噸原煤中

超過一半的產量

都將運往這些電廠熊熊燃燒

▼以上數據來源中電聯《2018-2019年度全國電力供需形勢分析預測報告》;下圖為安徽宿州匯源發電廠,右下角為電廠儲備的煤炭,攝影師@尚影


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


這就意味著

火力發電的版圖

必然與煤炭生產的格局息息相關

在煤炭資源相對豐富的北方地區

火電裝機容量佔比超過70%

是最主要的電力來源

▼以上“北方地區”包括東北、西北(除青海省外)和華北地區,以及山東和河南兩省;下圖為2018年全國各地區發電類型及裝機容量佔比,製圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


然而“出人意料”的是

山東、江蘇、內蒙、廣東、河南

山西、浙江、安徽、新疆、河北

以上火電裝機容量排名的前十位中

多個南方沿海省份同樣赫然在列

甚至遠超諸多煤炭大省

這些“特殊”的地區

往往人口密集、經濟發達

對電力的需求格外旺盛和強烈

▼2018年全國各省、直轄市和自治區用電量對比,製圖@鄭伯容/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


在迫切的用電需求下

眾多火電廠拔地而起

例如僅在廣東一省

2017年的火力發電量

已達到3165億千瓦時

比產煤大省山西還要高出26%

而要產生如此量級的電力

用於發電的煤炭將以億噸計算

然而

像廣東這樣的電力負荷中心

大多並非煤炭產區

距離最近的煤炭基地

也可能相隔千里之遙

如此大量的煤炭該從何而來?

▼我國使用的煤炭包括自產和進口兩部分,但煤炭進口量目前僅為全國煤炭消費量的約1/10,因此下文主要討論自產煤炭的供應。下圖為廣東省廣州市荔灣火電廠,攝影師@劉文昱


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

要回答這個問題

不如先將目光轉移到

山西大同與河北秦皇島之間

這裡連接著一條聲名赫赫的鐵路

它以不到全國鐵路0.5%的營業里程

完成了全鐵路近20%的煤炭運量

相當於每秒就有14噸煤炭

搭載著鋼鐵輪軌呼嘯東去

奔向千里之外的渤海之濱

這就是大秦鐵路

這是中國第一條重載鐵路

單列列車全長近4000米

相當於10-20列高鐵列車相連

煤炭運至秦皇島港後

便可通過成本更低的海運

運至東部和東南沿海地區

▼河運運輸費用大約為鐵路運輸的30-60%,海運則更便宜;下圖為大秦鐵路,注意列車的長度,攝影師@姚金輝(請橫屏觀看)

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

2008年春節期間

南方地區雨雪冰凍肆虐

大量輸電、運輸線路受損

近17個省被迫拉閘限電

而就是在這個時期

大秦鐵路單日運量首次突破100萬噸

並持續了整整20天

大量煤炭燃料源源不斷地送往南方

可謂是真正的“雪中送炭”

▼秦皇島港口堆放的煤炭,圖片來源@VCG


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

而大秦鐵路也僅僅是

中國煤運鐵路網絡的冰山一角

預計到2019年10月

又一條重載線路蒙華鐵路即將建成

內蒙古、山西、陝西等地的煤炭

將由此直抵華中地區

這條鐵路全程跨越7個省份

一次建成里程超過1800餘千米

堪稱世界之最

▼隴海鐵路鄭州段旁的火電廠,攝影師@焦瀟翔


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


屆時

以多條重點線路為核心

山西、陝西、內蒙古、新疆

以及沿海、沿江等六大區域

將通過縱橫交錯的鐵路連成一片

而這個龐大的運輸網絡

如同一條條鋼鐵動脈

將全國75%的煤炭送往四面八方

▼其他煤炭運輸方式包括公路運輸、航運等,目前中國煤運通道網絡共“九縱六橫”,下圖為其中部分重點線路,製圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

然而

隨著用電需求高速增長

浩浩蕩蕩的“西煤東運”“北煤南運”

仍然不是一勞永逸的辦法

在主要的電力負荷中心周邊

往往以中小型火電廠居多

這些電廠建設成本低、建站速度快

但在生產等量電力時

耗煤量卻比大型電廠高出30-50%

▼位於城市中的西安灞橋熱電廠,目前總裝機容量24.9萬千瓦,攝影師@李順武

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

不但如此

在技術和經濟尚不發達的年代

這些中小型火電廠產生的煙塵

二氧化硫、氮氧化物等空氣汙染物

也難以得到統一和高效的處理

於是自20世紀60年代起

在煤炭礦口、中轉港口附近

眾多大型火電廠開始崛起

▼山西古交發電廠,鄰近煤炭礦口,也稱坑口電站,攝影師@陳劍峰

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

▼浙江台州第二發電廠,鄰近港口,也稱港口電站,攝影師@汪開敏

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

例如位於內蒙古呼和浩特的托克托電廠

距離準格爾大型煤田僅50km

裝機容量達到672萬千瓦

位列世界燃煤電廠第一位

大型坑口、港口電廠的建設

能大大減輕煤炭運輸的壓力

提升燃煤效率、統一控制排放

但是電廠與負荷中心之間

有時相隔達到數千千米

這又該如何解決?

答案其實很簡單

就是輸電

但要實現起來卻並非易事

畢竟在如此遙遠的輸電距離下

線路的阻抗已然無法忽略

人們只能儘量降低傳輸電流

才能最大程度地減少線路損耗

這就意味著

傳輸功率一定的情況下

在保證經濟性的同時

必須儘可能提升輸電電壓

▼傳輸中的損耗Q可以通過公式Q=I²Rt計算,當電阻R無法忽略時,電流I越小,則損耗越小;而輸電功率計算公式為P=I×U,因此當功率P額定時,為了降低電流I,則必須提升電壓U;下圖為康定折多山雲海中的線塔,攝影師@李珩


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


1954年時

我國自行設計施工了第一條

220千伏的高壓輸電線路

傳輸距離369千米

但已落後世界大概30年

65年過去

從高壓到超高壓

從超高壓到特高壓

遠距離輸電技術突飛猛進

目前最高電壓等級已達到

交流1000千伏和直流±1100千伏

單條線路的輸電距離更是突破3000千米

相當於烏魯木齊到南京的直線距離

在全世界首屈一指

▼對於交流輸電,35-220千伏稱高壓,330-1000千伏為超高壓,1000千伏及以上為特高壓;對於直流輸電,±400-±660千伏為超高壓,±800千伏及以上則為特高壓。下圖後方為酒泉至湖南±800千伏特高壓直流輸電線路,攝影師@劉忠文

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

鐵路和輸電兩張網絡縱橫交錯

讓無論是位於負荷中心

還是地處礦口、港口的火電廠都能共同發力

成為我國電力工業的中流砥柱

然而

儘管火力發電廠的

除塵、脫硫、脫硝技術日益成熟

但化石燃料的消耗、溫室氣體的排放

讓人們不得不繼續尋找更為清潔的電力

水電便是其中之一


II

88%

在中國

無論是水力資源的蘊藏總量

還是可開發的裝機容量

均穩居世界第一位

如此豐富的水能資源

如此巨大的開發潛力

註定著水力發電在我國

將擁有至關重要的地位

其發電量佔比達到17.6%

與火力發電一起

供給了全國88%的電力

▼2018年中國水力發電量佔比,製圖@鄭伯容/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

水力發電利用流水勢能

持續推動水輪機旋轉

繼而帶動發電機產生電力

全程既不需燃料、也無廢氣排放

相比火力發電更加清潔

▼白鶴灘水電站正在修建的水輪機室(也稱“蝸殼”),用於將水流沿圓周方向導向輪機,攝影師@李亞隆

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

2018年

全國水力發電量達12329億千瓦時

相當於節約煤炭近4億噸

此外,水電站經過合理的選址和設計後

還可兼具防洪、航運、供水

▼長江三峽水利樞紐工程中的五級船閘,上下水位落差可達113米,相當於35層樓的高度,攝影師@李心寬


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


以及調水、排沙等功能

▼黃河小浪底水電站,攝影師@鄧國暉


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


又或者在上游庫區

形成別具一格的風貌景觀

▼新安江水庫,千島湖,圖片來源@VCG(請橫屏觀看)

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

然而

我國的水力資源分佈同樣極不均衡

其中西南地區高山峽谷眾多

大江大河穿流其間、奔騰而下

幾乎集中了全國超過60%的

可開發水力資源

金沙江、怒江、瀾滄江

大渡河、烏江、雅礱江

再加上南盤江和紅水河

以及長江上游等

全國十三大水電基地中

西南地區獨佔8席

▼長江上游水電基地指長江宜賓到宜昌段;中國大型水電站分佈(裝機容量大於120萬千瓦),製圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


和火力發電不同

水電的“原料”無法進行運輸

因此若要將電力送往負荷中心

除了依靠輸電工程外別無他法

這就意味著

水力發電的崛起和繁榮

必將與遠距離輸電技術相伴相生

我國第一條萬伏級交流輸電線路

第一條110和220千伏高壓交流線路

第一條330千伏超高壓交流線路

以及第一條高壓直流輸電線路

就此應運而生

▼甘肅省劉家峽水電站,圖片來源@圖蟲創意


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


1988年底

著名的葛洲壩水電站落成

它是長江上第一座水電站

人稱“萬里長江第一壩”

而與之配套建成的

便是我國首個超高壓直流輸電工程

其電壓等級達到±500千伏

1046千米的輸電距離

將華中和華東電網連為一體

讓葛洲壩水電站的電力

得以源源不斷地送往上海

▼葛洲壩水電站和湖北宜昌市市區,攝影師@李理(請橫屏觀看)


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


世界上規模最大的三峽水電站

裝機容量達2250萬千瓦

相當於8個葛洲壩水電站

以及3個內蒙古托克托火電廠

(世界第一大燃煤電廠)

2018年三峽水電站的全年發電量

更是首次突破1000億千瓦時

相當於湖北省全省發電量的40%

創全球水力發電量新高

千里之外的江蘇、廣東和上海三地

則通過三條±500千伏的直流輸電工程

與這個“超級發電機”緊密相連

▼三峽水電站洩洪,攝影師@黃正平

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

而隨著雲南小灣水電站開始發電

全球首個±800千伏特高壓直流輸電工程

正式登上歷史舞臺

其輸電距離達1438千米

可將電力從雲南一路送至廣東

曾經落後世界數十年的中國

自此便和全世界一起

邁入了特高壓直流輸電時代

▼雲南小灣水電站優美的拱壩,攝影師@熊發壽

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

從此之後

水電的輻射空間大幅增長

眾多大型水電站在西南地區拔地而起

將滾滾電力送向遙遠的東部和東南部

▼正在建設的白鶴灘水電站,預計2022年完工,建成後將是世界第三大水電站,裝機容量僅次於三峽,攝影師@柴峻峰

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

位於金沙江下游的向家壩水電站

通過長達1907千米

±800千伏直流特高壓輸電線路

全程跨越8個省份、直轄市

每年向上海輸電近300億千瓦時

相當於上海2018年用電量的20%

▼以上數據為粗略計算,未考慮傳輸中的損耗等因素;下圖為向家壩水電站,攝影師@柴峻峰(請橫屏觀看)


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


同樣位於金沙江的溪洛渡水電站

則看起來更加宏偉

其拱壩壩高285.5米

相當於90多層的摩天大樓

裝機容量達1386萬千瓦

目前為世界第三大水電站

而溪洛渡-浙西±800千伏的輸電線路

更以800萬千瓦的輸電容量

躋身全球容量最大的直流輸電工程名錄

▼金沙江溪洛渡水電站,攝影師@柴峻峰

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

位於四川雅礱江的錦屏一級水電站

則建有世界最高的拱壩

高度達305米

它向蘇南地區輸電的±800千伏直流輸電工程

傳輸距離首次突破2000千米大關

至此

長江中上游、黃河上游的水電

以及眾多煤炭基地周邊的火電

均能夠通過綿延千里的輸電工程

向東部地區匯聚

“西電東送”

這一世紀工程的格局就此形成

▼“西電東送”格局,製圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


當然

水力資源的開發並不是無限的

上游的淹沒、大量的移民

以及對河流生態的影響

一直都是水力發電無法迴避的話題

因而水電站的建設往往需要

經過極為嚴格的評估和論證

人們也需要尋找更多的清潔能源

其中最主要的便是風能光能


III

95.7%

火力和水力兩種發電方式

已為全國人民貢獻了88%的電量

若加上風能和太陽能的出力

便能滿足中國人95.7%的用電需求

▼2018年中國風能和太陽能發電量佔比,製圖@鄭伯容/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


但風和光的利用卻並不容易

在風力發電中

氣流推動風機葉片持續旋轉

便能帶動發電機產生電力

▼河北省張家口風電場的風機,攝影師@劉高攀


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


風機葉片的尺寸和重量十分巨大

單葉長度可達數十米以上

對運輸和安裝都是巨大的挑戰

▼運輸中的風機葉片,攝影師@李旭安

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

而在太陽能光伏發電中

單個太陽能電池的工作電壓

一般僅有0.4-0.5伏

工作電流也十分微弱

只有將其不斷串聯並聯

令多個電池拼裝成組件

多個組件排列成為陣列

才能達到足夠的發電功率

▼福建松溪光伏發電,攝影師@在遠方的阿倫(請橫屏觀看)


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


太陽能光熱發電也同樣如此

只有利用足夠多的鏡面

才能匯聚足夠多的熱量

從而產生足夠多的蒸汽

推動汽輪機持續旋轉

▼光伏發電和光熱發電是太陽能發電的兩種主要形式;下圖為位於敦煌的光熱發電站,中間的高塔頂部用於吸收太陽能,也稱塔式光熱電站,攝影師@孫志軍

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

總而言之

無論是風能還是太陽能

若要進行大規模發電

往往需要較大的佔地面積

從而帶來較高的建造成本

尤其在人口密集、土地緊張的東部地區

提高土地利用率更為重要

▼“漁光互補”,在魚塘上架設光伏發電板,上面發電、下面養魚,拍攝於浙江省寧海縣,攝影師@潘勁草(請橫屏觀看)


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


而另一方面

正如水電在豐、枯水期的波動

風能和太陽能同樣無法避免

時間、氣候等帶來的影響

甚至短短一天內的晝夜交替、風雲變幻

都會改變發電的連續性和穩定性

因此為了減小對電網的影響

人們開始將風、光、水、火

各種發電方式組合起來、相互調節

從而得到較為穩定的電力輸出

▼風光互補系統,位於內蒙古卓資縣,攝影師@焦瀟翔

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

又或者在負荷較小時

將多餘的電力轉化、儲存起來

等到用電緊張時再行釋放

以便維持穩定的供電

▼目前的蓄能方式包括蓄電池、飛輪蓄能、抽水蓄能、電解水蓄能和壓縮空氣蓄能等;對於抽水蓄能電站,電力富餘時可從下水庫抽水至更高的上水庫,用電時水再從上水庫流至下水庫,利用水力發電的原理髮電;下圖為天荒坪抽水蓄能電站,左上為上水庫,右下為下水庫,攝影師@潘勁草


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


第三方面

和水能資源類似

我國的風能和太陽能資源

分佈同樣極不均衡

其中風能資源最為豐富的是

東部和東南沿海地區

全國風速超過7米/秒的地區

絕大多數都集中於此

▼江蘇大豐海上風機,攝影師@朱金華


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


但由於地形限制

這片區域僅在海岸線和沿岸的山脈間

形成極為狹窄的條帶

相較之下

在我國三北地區

風能資源不僅豐富

還能大面積連片分佈

▼三北地區即西北、華北、東北地區,下圖為中國風能資源分佈,製圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


內蒙古地區也因此成為

我國最重要的風電基地之一

其2017年風力發電量達到551億千瓦時

相當於全國風力發電量的近20%

▼內蒙古輝騰錫勒風力發電場,注意風機和高壓電塔的高度,攝影師@石耀臣

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

而我國的太陽能資源

則在西部內陸地區最為豐富

包括青藏高原西部、新疆南部

以及寧夏、甘肅北部等

這些地區的全年日照時間

可達3200-3300小時

相較之下太陽輻射最為薄弱的

四川和貴州等省份

年均日照時間僅有約1100小時

▼中國太陽能資源分佈,製圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


由此可見

我國西部和西北地區

不但風、光資源豐富

同時人口稀疏、土地廣袤

隨著技術進步和成本的降低

風電和太陽能發電的規模也越發龐大

▼位於甘肅金昌的大規模太陽能電場,攝影師@劉忠文(請橫屏觀看)

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

然而這些區域人口較少

用電需求也相對平緩

例如2015年

甘肅省發電裝機容量達到4531萬千瓦

但最大用電負荷僅1300萬千瓦

新疆也同樣如此

其裝機容量超過5000萬千瓦

而用電負荷需求僅為2100萬千瓦

這就意味著

若僅僅依靠本地用電

將面臨大量的能源浪費

更何況火電的調峰和供熱作用

無論如何也難以被完全替代

這對於風能和太陽能電力的消納

可謂是”雪上加霜“

▼新疆哈密天山腳下的風力發電場,攝影師@常力

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

於是近年來

“棄風”“棄光”等問題層出不窮

甚至到2017年

整體情況已明顯向好時

全國的棄風、棄光率仍為12%和6%

而在甘肅、新疆等地

棄風率甚至高達33%和29%

一面是西北地區

大量的新能源無處安放

一面是東部沿海

大量用電需求嗷嗷待哺

在這種形勢下

遠距離、跨區域的輸電工程

必須再次扛起重任

▼位於新疆的特高壓輸電線路,攝影師@劉文昱


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


2014年和2017年

兩條從西北地區向外輻射的

±800千伏直流輸電工程相繼完工

第一條從新疆哈密出發

途經六個省份到達河南鄭州

全程2210千米

每年可將新疆地區的火電、風電

共計約370億千瓦時的電量

源源不斷送往中原大地


第二條則從甘肅酒泉出發

途經5個省份直奔湖南湘潭

全程2383千米

在其每年送出的約400億千瓦時的電力中

超過40%均來自西北地區的風電和光電

▼酒泉-湖南±800千伏特高壓直流輸電工程,攝影師@陳劍峰

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

而在2018年

又一條大名鼎鼎的特高壓工程正式貫通

其電壓等級高達±1100千伏

年均輸電量達660億千瓦時

相當於憑此一條輸電線路

便可外送整個青海省全年的發電量

這便是準東-皖南特高壓輸電工程

(也稱昌吉-古泉特高壓工程)

▼準東-皖南±1100千伏特高壓輸電工程,攝影師@宋鵬濤


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


線路從新疆昌吉自治州出發

途經新疆、甘肅、寧夏、陝西、河南、安徽6省

以6079座鐵塔

支撐起3324千米的輸電線路

沿途接連跨越秦嶺和長江天塹

最終抵達安徽宣城市

無論是電壓等級、傳輸容量

還是傳輸距離、技術難度

均為世界範圍內的“開山之作”

是名副其實的“超級工程”

藉由這條超級電力走廊

新疆地區520萬千瓦的風電

以及250萬千瓦的光伏發電

能夠被打捆送往長三角地區

▼建設中的準東-皖南±1100千伏特高壓輸電工程,攝影師@宋鵬濤


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


截至目前

我國仍是全球唯一能夠建設

±1100千伏特高壓直流輸電的國家

也是特高壓輸電領域的

國際標準制定者之一

這對於中國來說

雖是時代發展的必然之路

也是當前能源格局下的“無奈之舉”

讓更多人用上更便宜、更清潔的電力

是無數電力工作者孜孜以求的目標

▼“空中飛人”,拍攝於北京大興國際機場500千伏輸電工程施工現場,攝影師@周治林


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


IV

100%

風、光、水、火四種方式

已生產了全國95.7%的電量

衝擊100%的最後一棒

則屬於核電

▼2018年中國核能發電量佔比,製圖@鄭伯容/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


和火力發電類似

核電燃料可以運輸

能量產出也較為穩定

基本不受氣候、時間的影響

但和火力發電不同的是

裝機容量100萬千瓦的核電廠

每年僅需核燃料25-30噸

為相同容量火電廠耗煤量的十萬分之一

▼現商用的核電站均為裂變反應,燃料為鈾核燃料,下圖為浙江台州市三門核電廠,攝影師@李亮傑


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


這就意味著

核電的燃料運輸成本將大大降低

因此我國目前建設的核電站

均遠離原料產地

位於用電負荷中心附近

即東部和東南沿海地區

▼中國核電站分佈,製圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


中國的核電起步較晚

直到1991年

浙江秦山核電站開始發電

才有了第一座自行設計建造的核電站

而當時世界上其他國家

已有420餘臺核電機組投入運行

提供著全球16%的電力

隨後的近30年間

在引進國外先進技術的基礎上

中國核電技術逐漸開始自主化

2018年併網發電的廣東臺山核電站

是全國首次引進第三代核能系統

也是全球首個具備商用條件的第三代核電站

▼台山核電站,圖片來源@Esri Image Map

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

截至2018年底

我國核電裝機容量達到4466萬千瓦

而預計到2020年

全國核電裝機容量將達到5800萬千瓦

每年將替代1.74億噸煤炭燃燒

減排約4.3億噸二氧化碳

然而

核電技術較為複雜

安全標準也極為嚴格

因此核電廠的建造成本十分高昂

單位造價可高達火電的數倍

加之歷史上核電站意外事故的影響

令核電一度在爭議中艱難發展

但隨著工藝的進步和社會認知的深入

甚至核聚變技術的突破

核電必將在未來成為更加關鍵的角色

.

.

.

回首建國前夕

全國發電裝機容量僅184.86萬千瓦

歷經38年的篳路藍縷

才終於突破1億千瓦大關

而從1億到2億千瓦

再從2億到3億千瓦

分別只用了8年5年

到2009年

中國發電裝機容量超越美國

躋身世界第一位

之後更以每年約1億千瓦的速度突飛猛進

堪稱世界電力史上的奇蹟

▼建設中的烏東德水電站,攝影師@李亞隆


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


不僅如此

截至2018年底

全國共有220千伏以上輸電線路

共計733393千米

足足能繞赤道18圈

▼新疆伊犁至庫車750千伏交流輸電工程,攝影師@宋鵬濤


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


其中21條特高壓輸電線路

在東西南北間交織穿梭

堪稱中國大地上又一工程奇蹟

▼中國特高壓輸電網絡,製圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


除華北和華東地區之外

全國各區域間均已實現跨區供電

輸電線路翻越高山峽谷

▼跨越天山的高壓輸電塔,攝影師@劉辰

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

跨過江河湖海

▼深圳西灣紅樹林海上輸電塔,攝影師@董立春

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

即便是高寒的世界屋脊

也能與全國各地連為一體

預計到2020年

全國將有近31%的電力負荷

通過這張大網奔向南北東西

▼位於拉薩附近的輸電工程,攝影師@李珩

14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?

儘管到2015年底

我國才終於實現全民通電

人均用電量與世界各國相比

也僅居第63位

未來的路依然十分漫長

▼川藏聯網工程施工現場,攝影師@李維


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


但是

每當夏天人們打開空調電扇

每當城市在黑夜中燈火通明

我便不由得想起

千里之外發電機隆隆的轟鳴

因為那就是這個跑步進入現代化的國家中

最波瀾壯闊的聲音

▼2018年4月28日,國家電網日照供電公司工人架設叩官鎮至兩城高鐵預留站高壓線路,確保兩城高鐵站投入使用後的電力供應,攝影師@高興建


14億人全民通電,發電量增速領跑全球,中國是如何做到的?


創作團隊

編輯:王昆

圖片:任炳旭&劉白

設計:鄭伯容

地圖:鞏向傑

審校:雲舞空城

【參考文獻】

1、黃晞等,《中國近現代電力技術發展史》,山東教育出版社,2006

2、《中國電力工業志》,當代中國出版社,1998

3、濮洪九等,《中國電力與煤炭》,煤炭工業出版社,2004

4、《中國水力發電史(1904-2000)》,中國電力出版社,2005

5、貢力等,《水利工程概論》,中國鐵道出版社,2012

6、錢顯毅等,《風能及太陽能發電技術》,北京交通大學出版社,2013

7、趙畹君等,《中國直流輸電發展歷程》,中國電力出版社,2017

8、《中國電力年鑑2018》,中國電力出版社

9、國家發改委,《電力發展“十三五”規劃(2016-2020年)》

10、國家發改委,《煤炭物流發展規劃》,2013


... The End ...

星球研究所

一群國家地理控,專注於探索極致世界


相關推薦

推薦中...