在我國,棄風(fēng)限電問題的解決至關(guān)重要,擴大電網(wǎng)范圍、遠距離輸送與消納,抑或依托智能電網(wǎng),分布式接入,減少大范圍的傳輸是兩種截然不同的戰(zhàn)略選擇;關(guān)于超級電網(wǎng)與智能電網(wǎng)、直流與交流角色的討論也日益增多,可能影響十二五乃至更長期的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與電力發(fā)展。那么,我國智能電網(wǎng)與超級電網(wǎng)是否兼容?
問題之一:電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展有無邊界?
電力系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷了從直流傳輸?shù)浇涣鞒删W(wǎng)的歷史過程,電壓等級、輸送容量與輸送距離逐漸擴大,系統(tǒng)復(fù)雜程度逐步提高。目前,世界各國的主網(wǎng)基本是400kV或者500kV的網(wǎng)架,而最高電壓等級達到了交流1000kV,以及直流800kV、1100kV甚至更高。緊密互聯(lián)的交流電網(wǎng),也曾被比喻為電力高速公路交通網(wǎng)。
那么一個有意思的一般性問題是,電壓等級與傳輸容量與距離是否應(yīng)該,以及能夠繼續(xù)提升,其必要性與可行性如何,互聯(lián)電網(wǎng)系統(tǒng)的覆蓋范圍是否需要或者能夠繼續(xù)擴大。超級電網(wǎng)作為最大的人造系統(tǒng),其發(fā)展有無邊界。現(xiàn)實中,的確曾經(jīng)有北非-歐洲超級電網(wǎng)、洲際電網(wǎng)的提法與建議。
從技術(shù)上來講,更大范圍和/或更高電壓等級的輸電線路在一定范圍內(nèi)不存在技術(shù)性的障礙,更多地爭論體現(xiàn)在必要性與可行性上。該種提議的支持者的論據(jù)包括資源的更大范圍傳輸與電力的互濟與平衡,發(fā)揮電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。一個地區(qū)發(fā)生了由于事故或者裝機不夠的缺電,其原因往往歸結(jié)到電網(wǎng)覆蓋范圍不夠大,不能夠從遠處調(diào)電予以解決。
這種思路,其實有點類似金融龐氏騙局論證的特點。如果一個集資活動資金鏈斷裂,其永遠可以解釋為資金規(guī)模不夠大。如果能夠更大,它就可以不倒,永遠玩下去?墒聦嵣,這種論證難有說服力。其擴大的過程,就是對各項資源的消耗與占用增加的過程,所需要的巨大的協(xié)調(diào)必要性與復(fù)雜程度,早就超過了可得與可能的范圍。這也是Desertec涉及到了40多個國家與地區(qū),而5、6年以來幾無進展的基本原因。
當(dāng)然,打比方永遠只能是一種說明方式,幫助人們更形象的理解,它不能代替對于命題的論證,因為無法證明打比方的可比性在哪里。無論是電力交通網(wǎng)還是旁氏騙局的比方都是這樣。
電網(wǎng)的發(fā)展有無邊界,在邏輯上卻是可以回答的?傮w而言,電力傳輸是損耗較高的能量傳輸方式,這一點通過簡單的推算就可以看出來,這也是電網(wǎng)系統(tǒng)通常并不作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的基本原因。通過鐵路運輸,4000大卡的煤運輸1000公里,單位萬噸公里油耗在25公斤。這樣1萬噸煤,消耗25噸油,按照熱量,能耗也就在0.6%.
而電力機車的效率更是比燃油機車高出幾倍,即使按照等價熱值(測算相應(yīng)電的燃煤等量熱值),其能耗也會小于0.2%.至于運輸過程中倒車等損耗,在目前的技術(shù)條件下,與上邊的能耗相比,要小一個數(shù)量級以上,幾乎可以忽略不計。而目前的直流電力傳輸?shù)木損率,普遍要在5%以上,要比鐵路運輸高出一個甚至幾個數(shù)量級。
在能源效率低很多的情況下,總體經(jīng)濟性也必然相對的低。因為能源輸送中,能源的消耗在絕大部分情況下都是最大的可變成本,效率低意味著可變成本會相對較大。無論初始投資大還是小,隨著時間的累積,可變成本大會侵蝕全壽期的經(jīng)濟性,成為經(jīng)濟性差的主導(dǎo)因素。