什么是大国科技中国特高压输电技术独步全球,从落后到世界第一

核心提示说到关乎大国战略的核心科技,我们总会想起核能、计算机技术等。如今的中国,有着这么一项关键技术,已经具备了领先世界、独步全球的地位。而他就是我们今天的主角——特高压输电技术。为什么需要特高压输电技术?所谓的特高压输电技术,就是指用非常高的电压

说到关系到大国战略的核心技术,我们总会想到核能、计算机技术等等。

今天的中国,拥有这样一项关键技术,已经在世界上处于领先地位,在世界上处于独特地位。

而他就是我们今天的主角——UHV传动科技。

你为什么需要UHV传输技术?

所谓UHV输电技术,是指远距离传输极高电压电能的技术。

按照国际标准,当输电线路的交流电压超过500 kV时,已经可以称为“超高压输电”。

目前,我国输电电压的成熟应用已经达到1000千伏交流和800千伏DC的水平,远远超过欧美日等技术强国。

要知道,输电线路中的电压越高,电流沿途传输过程中损失的能量就越少。建设大量节能的UHV输电线路对经济发展非常重要。

中国经济带的分布特点属于生产活动特别集中的东南沿海省份,而广大的西部和西南地区虽然经济没有东部足够发达,但水力、太阳能、风能丰富,适合大规模发电。

于是就有了巨大的需求——通过节能高效的输电网,将西部地区生产的大量电能源源不断地输送到东部地区。

但是东西方之间的距离有几千公里。如果这条输电线路的能量损耗太大,将大大增加电能成本,严重影响我国经济发展。

因此,自2004年以来,我国集中建设了一套超高压输电线路,为电能的远距离传输提供了一条“高速公路”。

正是在这条“权力高速公路”的帮助下,中国实现了蓬勃的经济发展。

相反,另一个人口大国印度缺乏高效的电力传输技术,导致大面积地区无法获得持续的电力供应。至今仍有1亿多人缺电,经济发展陷入困境。

可见UHV传输技术对于一个大国是多么的重要。

建设UHV输电线路有多难?

迄今为止,在世界经济大国和人口大国中,只有中国真正建成了UHV输电线路并投入使用。

造成这种情况的主要原因是UHV输电线路的建设极其困难。

以国内刚刚建成的“800千伏昆六龙DC工程”为例。该线路是世界上第一条UHV多端混合DC输电线路。

该线路投入使用后,为我国西电东送增加了一条800万千瓦的输电通道。

其输送的清洁电能每年在东部地区节省约1000万吨标准煤消耗,减少温室气体排放2600多万吨。

为了从西部向东部输送电能,这条线路必须穿过平均海拔超过1300米的地区。在这个地区,一半以上的面积被山谷占据,大约十分之一的面积常年被冰雪覆盖。

在通往线路的路上,我们要解决如何跨越水运河流、公路和铁路等问题。

在这条全长1450多公里的线路建设过程中,中国共投资240多亿元人民币,在电力技术领域创造了19项世界纪录。

从这个例子可以看出,UHV输电线路建设的特点是建设投资高、距离跨度大、沿途地质地貌复杂、施工难度极大。

目前,除了中国之外,包括美国、欧洲和日本在内的传统技术强国还未能克服这些困难,将UHV传输技术投入实际应用。

中国在这个领域已经成为世界上最强的。

中国的UHV传输真的比美国先进吗?

如果用手机网络技术做类比,那么中国UHV传输技术在全球的领先地位相当于5G。

但是美国目前的传输技术还处于落后的4G阶段。

目前美国的输电网由500多家地区电力公司控制,每个地区电力公司都会建立自己的发电和输电系统,相互之间协调性差,无法实现电力的相互调剂和输送。

这与我国电网由国家电力部门统一调度建设的情况形成鲜明对比。

在中国,电力系统可以通过UHV技术实现全国范围内输电的智能化和自动化,使电能利用效率更高,成本更低。

而在美国,由于电网建设长期停滞,技术日益落后,到目前为止,只能采用超高压技术输电,导致能源损耗大,利用效率低。

与美国,中国在电力技术领域形成领先优势,相当于电信领域5G vs 4G。展望未来,中国的电力技术将发展到更先进的6G,与包括美国在内的西方国家的距离将会更远。

UHV传输技术给中国经济发展带来了什么好处?

我们前面说过,UHV传输技术最大的优点是在传输过程中能量损失非常小。

它可以大大降低电能使用成本,使整个国民经济运行更有效率。

此外,它还具有传输容量巨大的优势。简单地说,一条输电电压为1150伏的UHV输电线的输电能力相当于5至6条传统的550伏UHV输电线。

众所周知,输电线路是由输电塔、变电站和沿途数千公里的电缆组成的。

一条UHV输电线路建成后,可以替代5到6条传统的UHV输电线路。

输电塔、电缆和变电站节省的建设成本是一个令人难以置信的巨大数字。

据计算,UHV输电技术的大量应用可以节省中国整体电网建设投资的近10%!

多年来,在科技工业战线的不懈努力下,中国已经建成了跨越辽阔疆域的UHV输电工程骨干网。

该网络总线路长度达到2.5万公里,每年向各工业区和经济带输送清洁电能1.106亿千瓦。

上面提到的±800kV昆六龙DC工程是近年来UHV输电技术在中国应用的一个典型例子。

尽管取得了如此突出的成就,但中国的电力技术领域仍在不断探索。

例如,中国正在建设的昌吉-古泉1100千伏DC输电工程是另一个代表更先进技术水平的世界级工程。

这条线路跨越6个省份,全长3300多公里,输送功率1200万千瓦。

这条线路一旦建成,将创造世界电力技术领域的又一新纪录,成为电压等级、输送容量、输送距离等各项指标处于最先进水平的世界级UHV输电工程。

发电与输电齐头并进,中国电力技术领先世界。

事实上,中国的电力技术领域不仅在输电技术上领先世界,在发电量上也领先世界。

比如刚刚首次并网发电的中国华龙一号核电5号机组,是世界上第一个采用第三代核电技术的反应堆。

与传统的燃煤火力发电厂相比,核能发电具有设备体积小、污染少的优点。

比如华龙一号仅一个机组产生的电能,就足够发达国家百万人口的中等城镇使用一年。

同时这样的发电机组非常干净。不会像燃煤发电那样常年向环境排放二氧化硫、氮氧化物等污染物,对减少温室气体、减缓全球变暖具有重要意义。

与美国、欧洲、日本等西方国家的核电技术相比,华龙一号不仅发电效率高,而且由于使用了多重安全系统,可以有效避免类似日本福岛核电站的核安全事故,为全世界更高效、更安全的核能利用带来新的希望。

从UHV输电技术到华龙一号核电机组,中国在电力领域已经拥有了一张享誉全球的“中国名片”。

目前,中国不仅是唯一能够自主研发成套UHV设备的国家,也是唯一建成第三代核电技术发电机组的国家。

发电和输电技术并驾齐驱,领先世界。在这一关键领域,中国实现了从追赶世界到引领世界的超车。

这是大国科技,这是中国科技。

但事实上,与工业生产和居民生活密切相关的UHV传输技术也是世界科技竞争的制高点之一。

 
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