为什么国家电网这么牛?

彼岸紫竹 2024-06-19 16:02:39

你家上次停电是啥时候?

这个问题恐怕大多数中国人都得想一阵子,我说实话也想不起来上次停电是啥时候,如果是整个小区停电,不好意思,搬到这个小区之后就没有过。

有点年纪的朋友可能还记得,曾经有段时间,一到夏天,全国就开始搞限电,但即便是那时候,限电的也主要是企业,居民用电还是保障的。

真要说经常停电,恐怕要追溯到八九十年代,我这个年纪就不太够用了。

但是,我还记得小时候蜡烛跟火柴是家里必备的东西,停电的时候要拿出来点上,现在这东西只有庙里才有了。

现在年轻人可能以为不停电是理所当然,错了。

中国有多大?960万平方公里;中国有多少人?14亿。

生活在上海、北京的核心区域的中国人,跟生活在西藏、新疆边疆村子里的中国人,享受一样的电力服务,不停电、不涨价,这在老外看来其实是天方夜谭。

最近几年,全世界发生过25次大面积电力事故,其中6次发生在美国,但没有一次在中国。

不单是我们国家,东南亚的菲律宾,以前每次台风来都大停电,中国帮他们重修电力系统后,到现在经历了17次台风,一次电都没停过。

你要说新能源汽车、5G中国全世界领先,可能有些老外有意见,但要说中国电力科技世界领先,再嘴硬的老外也没话说。

为什么?

主要是因为前面提到的两项技术,特高压输电技术跟柔性直流输电技术。

啥是特高压输电技术?为啥我们国家要发展这个技术,为什么其他发达国家发展不出来?

欧姆定律大家中学都学过,线路越长电阻越大,电阻越大,电传输过程中的损耗就越大。

要想实现超远距离电力传输,就必须面对传输中的损耗问题。

解决这个问题的方法有二,第一是降低电阻,这就要升级输电材料,受限于技术条件,无法做到,除非室温超导技术实现突破;

第二就是降低电流,因为电线电阻是固定的,想要降低电流就只能提高电压,于是交流升压输电技术逐步取代直流输电,并且电压越升越高。

特高压,全称叫特高压输电技术,具体是指直流800千伏或交流1000千伏电压以上的输电技术,它是电力输送的超快高速公路。

相较于已有的输电技术,特高压的优点就是实现长途高效输电,能量损耗低,电网传输工程用地面积少。

一条1150千伏的特高压线路的效能,相当于5-6条550伏的超高压线路,或三条750千伏的超高压电路的效能总和。

我国地大物博,但是资源人口分布并不均衡,已有的火力、水利、太阳能发电等项目,主要集中在我国西部,但是全国三分之二的用电需求集中在东部沿海地区。

发电和用电两者之间相差了数千公里,超高压几百公里的输电范围根本不够看,所以特高压的攻克是我国电力建设的迫切需求。

美国呢?

美国疆域辽阔,特高压输电技术也是他们急缺的,所以美国一直很想攻克特高压,但是有个技术问题一直没有好的解决方案,那就是绝缘材料。

以变压器为例,特高压的变压器最高需承载1150千伏交流电,什么材料能承受这么强大的电压,保证变压器正常运行?

美国研究出一种加强版陶瓷,但这东西做成的变压器重量高达7000吨,放地上地都塌了,怎么运输呢?

所以美国的特高压技术现在还在实验室里。

我们是怎么解决绝缘材料问题的呢?

中国科研人员研究出一种绝缘纸材料,通过大量绝缘纸叠加,最终成功实现特高压1150千伏电压以上的绝缘效果,绝缘材料研发成功。通过绝缘纸造出的特高压变压器,重量只有500吨,可以保证特高压电网工程的建设。

这个世界性的难题,就这么被我国攻克了。

目前世界上 99% 的国家都没有此项技术,而我们中国早在 2013 年,就已经建立系统的特高压和智能电网技术标准体系。

目前中国是唯一一个掌握特高压技术,并进行商业化运营的国家。

中国的电有多稳定?

中国某些地区的电网可靠率指标甚至超越世界发达国家的主要城市。

2020年,上海全市供电可靠率达到99.992%,中心城区供电可靠率实现“五个9”,即99.999%以上的突破,达到99.9991%。

啥意思?

“五个9”,意味着平均每位电力客户全年的停电时间不超过5分钟。

上海中心城区供电可靠性超越纽约、伦敦、巴黎等城市,迈入世界领先行列。

2020年1~4月份,上海中心城区每位电力客户的平均停电时间不到0.4分钟,户均停电次数仅为0.007次。

如今,中国电网安全运行水平、供电可靠性均位居世界前列,中国电网是近20年世界上唯一没发生过大停电的大电网。

比较之下,其他地方就没法看了。

2012年7月底,印度连续发生两次大面积停电,从首都到印度东部、北部、东北部,超过20个邦陷入电力瘫痪。印度全国近一半地区停电,停电地区人口超过6亿之多!

2017年夏天,中国台湾省17个县市无预警大面积停电,668万户受影响,大半个台湾岛陷入一片黑暗。

而对美国人来说,停电几乎是家常便饭。

2021年2月,美国德州迎来一场超级寒潮,最低气温达到零下20摄氏度。不但水管结冰,众多天然气,煤炭,风能发电设备也因为结冰无法运转。德州超160万户家庭、企业出现停电、断水的情况,德州全州进入紧急状态。

如今对中国人来说,不断电的生活已经像阳光、空气一样理所当然。

然而这理所当然的背后,是一代又一代电力工人的不懈坚持和奉献。

你还记得2008年的那场南方特大冰雪灾害吗?

本该吃着团聚的年夜饭的时刻,冰雪吹响了战斗的号角,无数电力工人奔赴前线,他们用自己的血肉之躯守护着我们的生活。

那几天他们创造了世界电力史上的奇迹。

在受灾最严重的湖南,一万多名电力工人奋战在全力抢险第一线上,其中五人殉职,一百零四人受伤。

电力工人以前爬冰卧雪抢修电路

2008年1月26日,电力工人罗海文、罗长明、周景华在为高压线塔架除冰时,铁塔因不堪覆冰重负轰然坍塌,三人不幸以身殉职。

电网的老师傅们回忆起当年,说他们抗冰救灾时感觉是签了军令状的,那时他们就是人民子弟兵,扛着接地线、扳手、钳子等工器具、带着各路人马就上前线了。连续干了几个星期才把受损的电网恢复。

一双手被冻得稀烂,鞋子都穿坏了几双……

我们不应该忘记他们!

巧合的是,10年后的2018年,又是春节,我们国家又一次遭遇到了冰雪天气,虽然没有2008年那次那么严重,但也给电力系统带来了不小的麻烦。

幸运的是,10年时间,为了应对极端冰雪天气,中国早就发明出“黑科技”——直流融冰技术。

2008年初雪灾那种大范围耗时费力、危险系数高的人工电网除冰场景已成为“过去时”。

目前,电力线路融冰主要通过大电流融冰法实现,这种方法利用电流热效应,对输电线路进行融冰,已成为最广泛采用的除冰方式。

十年建设,中国的电网构建起融冰方式、融冰装置、融冰措施齐备的坚强抗冰体系,在新的冰雪灾害来临时得以从容应对。

电力工人们面临的危险就小多了。

中国的电有多便宜?

为了写这篇文章,我特意看了一下我家的电费,电力APP用着还挺方便,能查到家里三年每个月的用电明细。

我家早就开通了峰谷电,一年是三档阶梯计费。

2022年我家用电7286度,电费4319元;2023年我家用电6914度,电费4031元。

平均算下来0.58元一度电,我相信大多数中国人用电应该比我还要便宜些,因为我家年底时用到了第三阶梯的电,那就要0.83元一度电了。

宁波的居民三阶段用电

那么国外呢?

2023年,德国民用电价是2.86元;英国是1.72元;澳大利亚是1.64元;而隔壁的日本是1.6元;即使是美国也比我们高,他们的电价是0.9元。

在亚洲,印度跟越南电价在0.5元左右,跟中国差不多。

如果我家这个用电量生活德国的的话,一年要交2万块电费,那时候估计夏天只敢吹电风扇了。

还有一件事,我们中国人都觉得居民用电理所应当比工业用电便宜,其实全世界大部分国家都跟我们不一样,都是工业用电比居民用电便宜,这道理其实很好理解,什么东西不是买得越多越便宜啊。

那为什么我们国家跟别人不一样呢?

甚至农村和贫困地区的用户,电价还会更低一点。

说白了,其实是通过大型工业企业对居民甚至贫困户实施补贴,目的是通过电力行业的内部资源再分配来促进社会公平。

换言之,就是电力帮扶共奔小康,而这正是我国社会主义制度优越性的充分体现。

在美国自由主义市场经济下,哪怕在民生领域也是通过市场配置资源,最好的例子还是2021年冬天,极寒天气下的美国德州,不光停电,电费还直接暴涨100倍,涨到了70多元每度。

用不起的话你可以不用,虽然冰天雪地没有电可能会冻死人,这没办法,可以烧柴嘛。

中国的电网覆盖有多广?

按照国家公布的数据,全国范围内的建制村已经实现了公路全覆盖,几乎每个村庄都实现了“村村通”。

现在想要找一个没有通公路的村子去体验一把,并不容易,西藏著名的“不通公路”墨脱县,2013年通了公路。

我去年国庆去了台州仙居的公盂村,那里确实没有通公路,要爬几公里山路进去,但那个村子其实也就旅游旺季有人,搞点旅游业赚点钱,平时是没人的。

即便还有这样的村子没有通公路,可是中国只要有人常住的地方,就通了电。

台州仙居公盂村

2014年4月12日,海拔5200米的珠穆朗玛峰大本营正式通电,这地方我也去过,每年只有几个月有人,全是帐篷,不过我2013年去的时候已经有电了。

珠峰大本营

2015年12月23日,青海果洛藏族自治州班玛县果芒村和玉树藏族自治州曲麻莱县长江村合闸通电,全国最后9614户3.98万无电人口终于用上了电。

2011年12月,青藏电力联网工程投运,西藏与西北电网实现异步联网,标志着除全国台湾省外全国电力联网格局基本形成。

中国的电力技术有多先进?

截至目前,中国在特高压领域申报专利711项,已获授权457项;编制国际标准4项,已发布国家标准16项、行业标准10项、企业标准130项。

全球特高压设备第一大技术来源国为中国,中国特高压设备专利申请量达到318387项,占全球特高压设备专利总申请量的41.42%。

特高压技术创新,推动我国率先形成了一系列特高压技术标准,我国的特高压交流标准电压被国际电工委员会、国际大电网组织推荐为国际标准电压;国际电工委员会成立了高压直流输电新技术委员会,并将秘书处设在中国。

简单来说,中国就是特高压领域的国际标准。

构建人类命运共同体

看到这句话,你可能觉得我在吹牛,但你了解以后会发现,我还真没有。

中国的电力公司早就开始走出国门,在菲律宾、巴西、葡萄牙、澳大利亚、中国香港、意大利、希腊、阿曼、智利等九个国家和地区成功投资运营12个骨干能源网资产。

设备出口更是涉及全球100多个国家,境外投资超过200亿美元,且项目全部实现盈利。

这还没完,中国有个电力供应的“一极一道”战略,估计很少人知道。

简单来说,“一极”就是北极圈周边的风能资源,“一道”就是赤道附近的太阳能资源。

风力发电都在北极附近,那里是最有效的风力发电,北极风力发电占了全球一半以上;太阳能以赤道为主,中东跟北非的太阳能就占了全球太阳能的40%。

通过“一极一道”战略,运用特高压技术,可以实现跨洲际的远程运输,在全球范围实现电力资源的合理规划和分配。

比如当欧洲晚上有多余的低价电,就输向电力需求更高的白天东亚地区,反之亦然。

如果真能实现,那将是人类历史上第一个真正意义上的行星级别能源解决方案。

想想都让人热血沸腾,这不就是“构建人类命运共同体”吗?

结语

我们应该为身为中国人感到骄傲,因为我们中国在电力领域的技术领先世界,甚至可以制定行业标准。

得益于社会主义制度的优越性,我们还能享受便宜的电价和稳定的电力服务,但也不应该忘了电力工人们付出的心血。

向电力工人致敬!

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