蒙定中 原電力部生產司教授級高工、國際大電網委員會CIGRE和美IEEE會員

2015年6月30日

前言

《西電東送持續性研究》作為能源局特高壓交流研究課題5，首先應研究西電東送是否要靠交流特高壓？我國怎么電可以或應該西電東送？其輸送容量和輸送距離多少？特別是西部都缺水，不能用水冷而祗能用空冷的煤電機組，結果和遠輸煤到東部水冷機組發電比較，特別多投資、多損耗、多排污。即使西電東送，輸送容量大和輸送距離長，本應采用直流輸電是最安全又經濟的實際辦法，為什么國網公司非得用交流特電壓？國網祗能以全國能源優化為理由→煤電遠送→交流特高壓→全國一張網，才能達到全國壟權目的，根本違反科學技術，違反現行《電力系統安全穩定導則》，嚴重浪費、嚴重破壞我國電網30多年來已列為世界安全首位的基礎。

一、什么電可以/應該西電東送？

我國發電主要有水電、煤電、氣電、核電、風電和太陽光電，2015年3月總量133708萬千瓦，其中光伏裝機2805萬千瓦，占2.1%；風電并網容量達10064萬千瓦，居世界首位，占7.5%，但其年利用小時居世界末位，說明風電發展問題嚴重，2014年全國風電利用小時僅為1893，關鍵是在電源結構上缺調峰電源配合，棄風嚴重的風電又遠離負荷中心。歐洲西班牙、德國、丹麥風電并網裝機占全國裝機較高，而且大都在或靠近負荷中心，又有相應調峰電源配合，所以利用率高。因此，我們應主要在各地應負荷需要發展分散/分布式光伏發電和風電，就地消納。遠離負荷中心的西北地區大規模發展光伏發電和風電必須嚴格論證、核準其可行性，首先必須有相應的調峰設施或有水電互補，然后才能安全經濟送出？因光伏發電和風電的利用小時都很低，調峰后送出電力有限，根本不需要國網公司宣傳的交流特高壓線路輸送。

氣電和將來裝在大陸的核電都是當地自發自用，根本和西電東送無關。

在西部開發的大規模水電應是將來西電東送的主力，未來5-10年水電、特別包括抽水蓄能應優先有較大的需求和發展空間，它是技術成熟、出力穩定靈活具備調峰的可再生能源，需要優先大力開發的可再生能源。特別是可水光互補的龍羊峽水電站，就近配合總裝機85萬千瓦的光伏發電，發揮水光互補的安全經濟作用；所以水電可以/應該配合西電東送。

二、論證煤電是否合理西電東送？

變輸煤為交流特高壓輸電既不經濟、特別不安全、更不環保，必然嚴重浪費能源。我國長期以來對劣質煤、洗中煤在礦區建電廠近處供電，對優質煤則“西北煤遠運”，國網公司以全國能源優化為理由，提出西北煤大量就地轉電，其主要目的就是為了推出交流特高壓作為遠距離送電的理由，交流輸電必需有沿途電源支持，這樣就自然而然的聯成交流特高壓國家級電網。

2010年6月國家電網公司《關于我國電網發展若干重大問題研究》報告指出：“未來我國將形成大規模的‘西電東送’和‘北電南送’的電力流格局”，“2020年，全國跨區輸送煤電2.49億千瓦”，“跨區煤電輸送中由交流特高壓遠距離傳輸1.66億千瓦。”由此提出，必須構建“三華”交流特高壓電網。這一做法改變了我國一貫合理的“近輸電、遠輸煤(5000大卡)”方針。

我國長期以來對晉陜蒙等煤基地采取“近輸電、遠輸煤（5000大卡以上）”方針，遠輸煤主要通過鐵路運至北方港口，再經海運到南方，最節省能源。個別產煤基地主要產褐煤，除近輸電外，多余的則應通過直流完成遠輸電。

首先，西北煤基地大都缺水，發電不得不采用廠用電和供電煤耗都過高的空冷發電機組。據中國煤礦規劃研究院調查，全國13個煤炭基地，98個礦區已開發正開發和待開發的礦區，有70%礦區缺水，其中40%嚴重缺水。即使占用老百姓生活用水將北煤就地轉電，也只能用“空冷”發電機組。“空冷”發電機組不僅效率低，而且在嚴重缺水時還得降低出力。

其次，長距離輸電存在實際輸電損耗，且距離越長，電力流越大，損耗也將按電流的平方增大。每回輸送距離平均1500公里，為降低環境干擾，就得選較大而昂貴的8×630導線。按實際輸送能力為300萬千瓦時，線損為2.54%，同時還得加上送受端1000/500kV變壓器約0.16%的損耗。其中部分煤電由直流輸電輸送1000公里～1500公里時損耗約為6%—8%。

按我國長期經濟有效的“近輸電、遠輸煤（5000大卡以上）”方針，可在各個負荷中心都建設高效率的發電機組，近年都采用超超臨界和超臨界機組，不但大大降低供電煤耗和廠用電，還大力提高動態無功對負荷中心的支持，特別是保證多饋入直流輸電護的安全，又避免長距離輸電的線損，還使全國二氧化硫總排放量大大減少。

根據中電聯《中國電力行業年度發展報告》，近年發展的空冷和水冷發電機組實際統計數據比較（見表1）：

如果2020年要“遠輸電”2.49億千瓦，按廠用電7.5%，必須在煤炭基地裝26920萬千瓦空冷發電機組，按表2“遠輸電”損失為2.7%，共672.3萬千瓦，到達受端只剩24228萬千瓦。“遠輸煤”在南方按廠用電5.18%計算，建水冷機組25552萬千瓦機組即可得同等的24228萬千瓦電力，兩者差別1368萬千瓦。按表3所示，由于供電煤耗等差別，每年“遠輸電”比“遠輸煤”多耗標煤7001萬噸，多耗原煤7001×(7000/5000)＝9801萬噸。

投資浪費嚴重

根據兩個起步工程核算：錫盟到上海同塔雙回輸送500萬千瓦，2227公里，投資780億，約為7元/(公里×千瓦)；淮南到上海同塔雙回輸送480萬千瓦，633公里，投資229.2億元，約為7.5元/(公里×千瓦)。如果由交流特高壓遠輸煤電1.66億千瓦，平均1500公里，估算投資約為17430億元。若直流遠輸煤電8300萬千瓦，平均1500公里，按2008年4月劉振亞等在《中國電杌工程學報》上發表的《直流輸電系統電壓等級序列研究》，投資為2270億元。

按2009年12月11日發改價格〔2009〕3103號、國家發展改革委、鐵道部關于調整鐵路貨物運輸價格的通知，決定國家鐵路貨物統一運價由現行平均每噸公里9.61分錢提高到10.31分錢。按海運煤為0.02噸公里折算，遠輸煤平均運輸費用估算約200元/噸(通常運輸的煤約為5500大卡/噸)。

表4按全壽命管理理念計算結果，“遠輸電”比“遠輸煤”多浪費投資22050億元。

從比較結果來看，“遠輸電”年多耗標煤7001萬噸，相當5000大卡/千克的原煤9801萬噸，稍高于2009年河南省一年的發電原煤消耗(9227萬噸)；“遠輸電”的空冷機組供電煤耗、廠用電高和長距離輸電損耗，造成1368萬千瓦電力損失，相當浪費了4個360萬千瓦電廠。按全壽命管理理念計算結果，“遠輸電”比“遠輸煤”多浪費投資21042億元，證明“遠輸電”確實嚴重浪費投資。同時，“遠輸電”比“遠輸煤”多排放二氧化硫21萬噸，破壞生態環境。

三、遠距離西電東送祗應采用直流輸電既經濟又安全

從表5遠距離交流特高壓和直流輸電電力流的經濟比較，交流特高壓實際工程和±800kV和同塔雙回±660kV直流輸電工程按同等電力流的單價比較為5.38/1.52=3.54倍；和±500kV直流輸電工程的單價比較為5.38/2.33=2.31倍。可見輸電距離愈長，交流特高壓愈不經濟。所以遠距離西電東送祗應采用直流輸電既經濟又安全。