剛剛過(guò)去的一年里，

14億中國(guó)人用掉了超過(guò)

9000000000000度電，

（別數(shù)了，是9萬(wàn)億）

是美國(guó)的2倍多，

印度的6倍多，

法國(guó)的20倍多。

而支撐這一切的，

是全球最大的清潔煤電供應(yīng)體系，

是世界第一的水電、風(fēng)電、光電裝機(jī)總量，

還有全球規(guī)模最大的輸電網(wǎng)絡(luò)，

全球最長(zhǎng)特高壓輸電線路，

它們共同組成了

全球最大的電力供應(yīng)系統(tǒng)。

即便如此，

我們真的高枕無(wú)憂了嗎？

今天，和小新一起

解構(gòu)我國(guó)的電力供應(yīng)系統(tǒng)～

煤電的困局

中國(guó)，

是光電、風(fēng)電、火電、水電

裝機(jī)容量都最大的國(guó)家。

當(dāng)它所有的發(fā)電廠一起開(kāi)動(dòng)，

每年生產(chǎn)的總電量將近全人類用電量的1/3。

那這么多電夠用了嗎？

以江蘇省為例，

一天中，

白天和夜晚的用電需求極不均勻，

而一年中，

每到炎熱的夏季和寒冷的冬季，

電力負(fù)荷更是明顯飆升。

可以想象，

當(dāng)所有省份的用電高峰疊加起來(lái)，

整個(gè)電網(wǎng)的壓力將是何等巨大。

為14億人供電，

依然面臨著重重挑戰(zhàn)。

2024年，

我們經(jīng)歷了人類有記錄以來(lái)

最熱的一個(gè)夏天，

異常的高溫讓全國(guó)17個(gè)省份的

用電負(fù)荷接連突破歷史記錄。

而彼時(shí)，

能幫助人們緩解用電緊張的，

首先就是，煤電廠。

因?yàn)樗灰_(kāi)機(jī)就能發(fā)電，

而且可以靈活調(diào)節(jié)功率大小。

于是，

從山西、內(nèi)蒙、陜西等產(chǎn)煤大省的礦場(chǎng)，

到連接四方的鐵路，

都在加班加點(diǎn)、開(kāi)足馬力采煤保電。

不過(guò)，它始終都有一個(gè)困局。

目前，

盡管煤炭在中國(guó)電力結(jié)構(gòu)中的

地位依然無(wú)可替代，

例如2023年，

煤電就以全國(guó)40%的裝機(jī)

發(fā)出了全國(guó)60%的電量。

但只要燒煤，

就一定會(huì)產(chǎn)生粉塵和多種溫室氣體。

于是，

人們都在想方設(shè)法，

讓煤炭變得“清潔”，

徹頭徹尾的“清潔”。

比如，在燃燒時(shí)，

把煤和秸稈、氨氣等摻在一起，

從源頭處減少用煤。

比如，在發(fā)電時(shí)，

讓燃煤機(jī)組更加高效。

一臺(tái)燃煤發(fā)電機(jī)組

發(fā)1度電需要多少煤呢？

答案是256g，

相當(dāng)于半瓶礦泉水的重量。

再比如，它排出的煙氣，

既可以分離提純后得到食品級(jí)的二氧化碳，

也可以收集起來(lái)直接注入地下，

封存煙氣的同時(shí)，

還能把巖層中的石油“驅(qū)趕”出來(lái)。

與此同時(shí)，

人們也在不斷尋求

更豐富、更清潔的替代電能。

近十年來(lái)，

水電、風(fēng)電、光電等組成的清潔能源軍團(tuán)

正在以勢(shì)不可擋的速度攻城略地，

如今在中國(guó)電力結(jié)構(gòu)中的占比已經(jīng)接近1/3。

現(xiàn)在用的每1度電里，

平均有13.6%來(lái)自水能，

9.4%來(lái)自風(fēng)能，

6.2%來(lái)自太陽(yáng)能。

不過(guò)，想要開(kāi)發(fā)和利用它們，

卻并非一片坦途。

清潔能源的軟肋

中國(guó)江蘇，

沿海的自然條件賦予了

它得天獨(dú)厚的風(fēng)能資源，

而綿延的海岸線和廣袤的灘涂濕地

又為風(fēng)電開(kāi)發(fā)提供了絕佳的地理空間。

但包括風(fēng)電在內(nèi)，

清潔能源的開(kāi)發(fā)并不是一帆風(fēng)順的。

因?yàn)橛脕?lái)發(fā)電的風(fēng)和光純屬看天吃飯，

而水能的大小又取決于河流的豐枯水期，

所以清潔能源電力與生俱來(lái)

就是波動(dòng)的、隨機(jī)的、間歇的。

一旦接入電網(wǎng)，

就極有可能對(duì)電力系統(tǒng)造成沖擊。

那有沒(méi)有可能發(fā)明一塊大電池，

把發(fā)電高峰時(shí)多余的電儲(chǔ)存起來(lái)，

等到低谷時(shí)再送出去，

這樣不就可以變不穩(wěn)定為穩(wěn)定了嗎？

當(dāng)然，

除了把這些小電池

組合成一個(gè)超級(jí)大電池外，

腦洞大開(kāi)的科學(xué)家們

還發(fā)明了形形色色的巨型充電寶——

世界上壩體最高的“水體充電寶”，

全國(guó)首個(gè)“重力塊充電寶”，

世界首個(gè)非補(bǔ)燃式“空氣充電寶”。

在這些巨型充電寶的加持下，

曾經(jīng)的風(fēng)電、光電、水電等

大型清潔能源基地“搖身一變”，

組成了超級(jí)電力基地。

不僅如此，

人們還可以根據(jù)天氣等因素

來(lái)預(yù)測(cè)清潔能源的發(fā)電情況，

從而“主動(dòng)”調(diào)節(jié)煤電廠的發(fā)電功率，

以此來(lái)平衡清潔能源的波動(dòng)，

保證電力穩(wěn)定供應(yīng)。

不過(guò)，

想要把這些清潔能源電力輸送出去，

還需要一張網(wǎng)，

一張能讓電源、用電負(fù)荷、儲(chǔ)能

隨著清潔能源波動(dòng)而靈活調(diào)節(jié)的新型電網(wǎng)。

電網(wǎng)的使命

三峽工程，

世界上規(guī)模最大的水利樞紐工程，

但卻極少有人知道，

除了這座宏偉的大壩，

就在不遠(yuǎn)的山頭上，

那些看似不起眼的輸電塔和

輸電線也創(chuàng)造了另一個(gè)史無(wú)前例的中國(guó)奇跡。

當(dāng)它們連接起三峽與

江蘇、三峽與上海，

三峽與廣東時(shí)，

也成為了國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)首條聯(lián)網(wǎng)通道。

再加上后來(lái)不斷延伸、不斷生長(zhǎng)的高壓、

超高壓、特高壓線路，

如今已經(jīng)成為全球第一大電網(wǎng)。

然而，

哪怕是中國(guó)最發(fā)達(dá)的

省級(jí)電網(wǎng)之一的國(guó)家電網(wǎng)江蘇電力，

這里也有交流線路、有直流線路、

還有各種不同的電壓等級(jí)。

再加上，

江蘇99%的風(fēng)電和

67%的光伏發(fā)電都分布在長(zhǎng)江以北，

而用電負(fù)荷則主要集中在長(zhǎng)江以南。

于是，

當(dāng)清潔電力源源不斷地進(jìn)入電網(wǎng)，

為了讓毫無(wú)規(guī)律、波動(dòng)的它們與

其他發(fā)電廠、儲(chǔ)能、用電負(fù)荷實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)匹配，

一場(chǎng)升級(jí)已經(jīng)全面啟動(dòng)。

揚(yáng)州-鎮(zhèn)江±200千伏直流輸電工程是

全球最大交流改直流輸電工程。

通過(guò)把原先的交流線路改建成

輸電能力更強(qiáng)的直流線路后，

輸電能力可提升6倍，

讓江蘇南北之間的電力輸送更加通暢。

而像這樣穿越長(zhǎng)江的電力通道，

在江蘇已建成了8條。

2022年建成的

白鶴灘-江蘇特高壓直流工程，

其中江蘇一側(cè)的接收站十分特別，

它如同一個(gè)“蓄水池”，

既可以把省外輸來(lái)的水電，

調(diào)節(jié)功率后，輸向省內(nèi)，

還可以匯集蘇州北部富余的電力，

調(diào)配給蘇州南部，

實(shí)現(xiàn)蘇州地區(qū)內(nèi)的南北互濟(jì)。

而正在升級(jí)的，

不僅有堅(jiān)強(qiáng)的主干電網(wǎng)，

還有連接用戶的智慧配電網(wǎng)。

其中，電力的分配變得越發(fā)智能。

比如借助分布式光伏可觀可測(cè)系統(tǒng)，

可以提前預(yù)測(cè)光伏電站的發(fā)電情況，

從而更好地保證用電高峰期的電力調(diào)度。

不僅如此，

越來(lái)越多的村莊都在

化身為一個(gè)個(gè)光伏基地，

隨著屋頂光伏有序接入電網(wǎng)，

既提高了電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力，

村民也擁有長(zhǎng)期穩(wěn)定的收益。

但這些都還不夠，

中國(guó)還有散落各地的智能微電網(wǎng)。

在江蘇無(wú)錫的全國(guó)最大的車網(wǎng)互動(dòng)示范區(qū)，

新能源汽車可以在

用電高峰期反向給電網(wǎng)充電，

緩解電網(wǎng)壓力，

就像電網(wǎng)的移動(dòng)充電寶一樣。

而在南京高速齒輪制造廠，

通過(guò)電力公司的規(guī)劃，

這里的光伏電站、儲(chǔ)能電站、充電站、

生產(chǎn)車間等都被整合成一個(gè)小電網(wǎng)，

實(shí)現(xiàn)整個(gè)園區(qū)電力的自產(chǎn)自銷。

更巧妙的是，

在整個(gè)蘇州市，

數(shù)百個(gè)這樣的園區(qū)組合

成了一個(gè)更大的系統(tǒng)，

除了滿足各自的用電需求之外，

富余的電力還可以輸給電網(wǎng)，

就像給電網(wǎng)配備了一個(gè)虛擬的電廠一樣。

而想要這些形形色色的電網(wǎng)

高效地運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，

還離不開(kāi)一張遍及各個(gè)角落的信息網(wǎng)絡(luò)。

地面巡檢員、天空巡檢員，

它們組成了一支全天候的智能巡檢隊(duì)，

效率相比人工提升了60%。

在江蘇利用全息數(shù)字電網(wǎng)，

可以遠(yuǎn)程采集各類數(shù)據(jù)，

在云端對(duì)江蘇電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。

就這樣，在數(shù)字化、智能化、

物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的加持下，

江蘇即便缺煤缺油又缺氣，

卻可以靈活地利用起

一切可以利用的電力資源……

很難想象，

70多年前，就算我們拼盡全力，

平均每人每年也只能分到9度電，

放到今天，只夠你用上3天。

用了29年，

發(fā)電電網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了大中城市的電力普及。

往后的37年，

電力點(diǎn)亮了中國(guó)的

每一個(gè)城市、每一個(gè)村莊，

中國(guó)成為了世界上唯一全民通電的國(guó)家。

作為發(fā)電、電力調(diào)節(jié)的主力軍，

中央企業(yè)還想讓所有人

更便捷、更清潔地用上電，

于是，

這場(chǎng)全國(guó)范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)升級(jí)已然開(kāi)啟。

根據(jù)規(guī)劃，

到2045年，

整個(gè)中國(guó)都將完成這場(chǎng)升級(jí)，

但那依然不夠。

因?yàn)橹灰祟愇拿鬟€在滾滾向前，

這條能源的探索之路就永遠(yuǎn)不會(huì)抵達(dá)終點(diǎn)。

【說(shuō)明】目前各國(guó)2024年用電量數(shù)據(jù)還未全部披露，中國(guó)的用電量數(shù)據(jù)為中電聯(lián)估算所得，與美國(guó)、印度、法國(guó)的用電量比較由2023年情況估算所得。

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責(zé)任編輯丨苑洪濤

校對(duì)丨楊致剛

執(zhí)行主編丨劉海草 張灝然

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