青海样本:大河、风力与太阳的交响音诗
2018-11-15马海轶
■马海轶
题记:从2018年6月20日零时至29日零时,青海省连续9天、216个小时全部使用清洁能源供电,创造了全省域供电“零排放”的奇迹,这在全国尚属首次,也在世界范围内创造了新纪录。“绿电九日”的成功实践,得益于青海省优良的能源结构,更离不开改革开放40年来,青海电力人辛勤开拓、精心打造的坚强电网。
艰苦卓绝:四十载光辉历程
位于世界屋脊——青藏高原上的青海省,境内山脉高耸、河流纵横、幅员辽阔。四十年前,青海电力工业十分薄弱,除省会西宁和少数州县外,只有极少数城镇、村庄依赖小型水电站及柴油发动机满足照明用电,在偏远的农牧区,酥油灯和洋蜡是广大群众日常照明的宝贝。
回忆起通电前的牧区生活场景,黄南藏族自治州河南县多松乡老年牧民扎西才让十分感慨地说:“牦牛产奶少,提炼不出多少酥油来,我们牧区的人都舍不得吃,更不会把灯点得太亮。那时候牧区的生活非常单调,天黑以后,大家基本就睡觉了。”在青海省72万平方公里的广袤土地上,每到夜里,只有星星点点昏暗的灯光,大部分地区几乎一片漆黑。
西宁往南150公里处的龙羊峡水电厂,是我国黄河上游水电开发利用的一座不朽丰碑,她见证了青海省电力工业发展的艰辛历程。
1982年,龙羊峡水电厂开始施工建设,配合该水电厂电力外送的6条330千伏输电线路及2座330千伏变电所破土动工,该工程是青海省电力史上最为艰苦卓绝的工程之一。5年后的1987年10月,随着龙羊峡水电厂1号发电机组并网发电,330千伏送变电工程投入运行,形成了以龙羊峡水电厂为主力厂、330千伏网络为主网架的青海电网。从此拉开了青海省电力事业发展的新序幕:青海电力工业自此跨入高电压、大机组、大电网行列,一跃成为西北地区主要电源和西北电网的重要组成部分。
电网在不断加强、不断延伸,电源建设也得到了快速发展。到1990年底,青海电网装机容量达到151.39万千瓦,十余年间,增长了16倍之多。
随着电源建设的不断加快和城市用电的迅速增长,青海省省会西宁市城市电网也进一步加强。在西宁市区中心50平方公里的范围内,环绕着5座11千伏变电所和1座35千伏变电所,这里的市民率先用上了安全稳定、源源不断的电能。
与此同时,青海电网35千伏及以上电力线路建设发展至3400余公里,变电站达到107座,供电人口达到360余万人,占全省总人口的8成,且满足大通铝厂等大客户用电,为青海省经济社会发展注入了强劲动力。
青海省是我国重要的水源涵养地,蕴藏着极为丰富的水资源,并得以充分开发利用,李家峡、公伯峡等大型水电站相继建成投运。源源不断的电能需要更为强大的电力通道向外输送。2005年9月8日,随着官亭变电站1号主变压器零起升压达到额定电压,我国第一个输变电750千伏电压诞生。9月26日,我国第一条750千伏超高压线路正式投入运行。“十二五”期间,青海电力累计投资350.36亿元,先后建成青藏联网、玉树联网、新疆联网二通道、果洛联网等重点工程,青海电网由单一交流电网发展成为交直流混合电网,由西北的末端电网发展为东接甘肃、南联西藏和西引新疆的多端枢纽电网,省内750千伏骨干网架基本形成,330千伏东部呈多环网、西部呈链式单环网结构,可满足大规模电力输送需求。到2017年底,青海电网已发展成为以水电、光伏等清洁能源为主,火电为辅的能源供应格局。光伏以每年100万千瓦的速度并网,新能源与电网发展和消纳能力基本相适应,新能源消纳始终处于全国领先水平。
万家灯火:十年攻坚亮高原
青海省地域辽阔,受历史和自然条件的制约,至2006年7月,青海除西宁市外,全省5个州仍有4万余户无电户一直过着酥油点灯、蜡烛照明、牛粪取暖的日子。由于施工点高寒缺氧,山大沟深,运输困难且施工期短,青海成为实施“户户通电”工程难度最大的省份之一。
2006年6月15日,国家电网公司与青海省人民政府共同签署《青海省农村“户户通电”工程建设会议纪要》,正式拉开了青海省农村“户户通电”工程序幕。
经过两年的攻坚,投资10.69亿元,近万名电力建设者奋战在施工一线,硬是靠手抬肩扛,用驴拉牛驮、煨火融冰等方式,艰难实施工程建设,在茫茫牧野、黄沙戈壁新建110千伏及以下输电线路1.6万余公里,新建变电站8座,新增配电台区2078个,让青海48123户无电户、22.14万无电农牧民用上了清洁方便的电能。
截至2015年,青海省除玉树、果洛网外9县尚未并入大电网,青海电网基本覆盖所有城市及农牧区,网外9县尚有3.98万人口未用上电,成为全国“最后的无电人口”。
青海网外9县无电地区全部位于青藏高原腹地,平均海拔4000米以上,广袤的无人区,稀薄的含氧量,极端的高原气候等无不令人望而生畏。2015年,青海电力全面承担起了青海无电地区电力建设代建任务,组织了五千余人的施工队伍,克服工程施工期短、交通不便、高寒缺氧等重重困难,以严苛的施工标准,高效推进工程建设。当年完成电网建设投资15.06亿元,实施建成106个输变配电工程项目。
2015年12月23日,随着地处三江源腹地的玉树藏族自治州曲麻莱县约改镇长江村、果洛藏族自治州班玛县角芒村通电工程一次性带电投运,青海省最后的9614户、3.98万无电人口全部用上了电,彻底结束了青海省无电历史,书写了青海省电力工业史上最为光辉的篇章。
一年后的2016年12月,青海电力实施的果洛联网工程全线竣工投运,三县电网如期接入国家电网主网,彻底结束了三县电网长期孤网运行的历史,也彻底解决了班玛、久治、玛多三县长期存在的电力短缺问题。至此,国家电网实现了在青海县域的全覆盖。
2016年3月,青海省开始新一轮农网升级改造两年攻坚工作,着力在全省8个市(州)的33个县启动新一轮农网升级改造工程建设,累计投资89亿元,安排农网升级改造项目1864项,新建及改造输电线路15143公里,惠及826个村庄、32.29万户农牧民群众,为推进美丽乡村建设和农村地方经济社会发展注入新的、更强的动力,让高原农牧民脱贫致富有了新希望。
绿电之梦:两度刷新世界纪录
青海是国家生态安全的重要屏障,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”。青海水电资源丰富,可开发容量2314万千瓦;太阳能资源得天独厚,境内日照充足、光热资源富集,可开发利用容量达到10亿千瓦,同时拥有10万平方公里戈壁荒滩适于发展光伏发电产业,资源总量约占全国总储量的9.3%;风电处于我国的Ⅳ类风区,可开发利用7500万千瓦。青海地处雪域,地域广袤,光照充足,风力稳健。风力发电和光伏发电在空间和季、月、日各时间尺度均呈现互补特性,成为多能源协调控制的天然优势。
青海省依托自然资源禀赋,相继出台了一系列新能源产业规划以及相关扶持政策,大力推动新能源产业发展,青海电力将促进新能源并网和消纳作为电网建设重点。2010—2018年,累计投资148亿元开展网架加强工程、送出通道能力提升工程以及新能源并网配套工程建设工作,先后建成配套送出工程21项,主网架项目11项,占电网总投资的30%以上,有力支撑了青海新能源产业的崛起。
随着青海省海南藏族自治州一座百万千瓦光伏电站并网运行,青海新能源装机首次超过水电,成为青海第一大电源。截至8月末,青海电网总装机2778.6万千瓦,其中太阳能、风电装机分别为961万千瓦和247万千瓦,水电装机1191.6万千瓦,火电装机379万千瓦。青海省新能源装机达到1208万千瓦,占青海电网总装机的43.5%。至此,青海省已经形成了以水电、光伏等清洁能源为主、火电为辅的能源供应格局。
2016年8月,习近平总书记视察青海时强调:要进一步做好规划和布局,把光伏发电打造成具有规模优势、效率优势、市场优势的特色支柱产业,使青海成为国家重要的新型能源产业基地。
为贯彻习近平总书记视察青海时的重要讲话精神,全力支持青海清洁能源示范省建设,最大程度促进新能源消纳,2017年6月17日零时至24日零时,国家电网公司在青海成功组织实施连续7天、168小时全部使用清洁能源为全省供电,省内所有用电均来自水、太阳能以及风力发电产生的绿色能源,创下了全国首次在省级范围连续长时段全清洁能源供电的记录,更是刷新了电网全清洁能源供电的世界纪录,对中国乃至全球能源转型都具有标志性意义。
今年2月,国家能源局批复支持青海创建国家清洁能源示范省,并同意将青海清洁能源示范省建设纳入国家能源发展战略,在可再生能源重大项目、产业政策、体制机制改革等方面给予支持和保障。青海省将建设成全国重要的能源接续基地和清洁能源基地,稳步建设开发总规模超过6000万千瓦的海南、海西两个千万千瓦级可再生能源基地,全力打造规模优势、效率优势、市场优势。预计到2020年,全省新能源装机总规模将突破2000万千瓦。
青海电力在国内率先建设投运了首个新能源大数据平台,充分发挥青海清洁能源多能互补作用,创造性构建基于大电网平台、大电源基地、大直流通道的多能互补集成优化理论,并不断创新完善技术支持系统,有效支撑新能源大规模并网及安全稳定运行。
2018年6月20日零时至29日零时,国网公司在“绿电7日”的基础上,进一步升级技术、完善机制,实现了连续9天全清洁能源供电,不仅再次刷新世界纪录,而且彰显了青海加快清洁能源示范省建设步伐,积极领跑国家新能源发展的决心和信心。这是一次全清洁能源供电的大胆尝试,同时也验证了青海省具有以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一大电网在全国范围进行资源优化配置的能力。
青海样本:为能源转型做示范
以“绿电七日”为例,7天青海电网累计供电量11.78亿千瓦时,相当于减少燃煤53.5万吨,减排二氧化碳96.4万吨。这是落实习近平总书记视察青海讲话精神的实际行动,也是推进我国能源生产和消费革命的一次具体实践,对全国乃至全球清洁能源可持续发展都具有重要示范意义。
在此之前,葡萄牙电网于2016年5月实现了107小时负荷全部由可再生能源(风、光、水、生物质)供电,期间网内仍有燃煤和燃气机组发电,其电力用于出口,同时为了增加新能源发电消纳水平,葡萄牙电网向西班牙电网也出口了大量电能,而针对几个小时内增加的负荷则使用抽水蓄能发电来平衡。青海电网供电负荷、电源结构均与葡萄牙国家电网有一定的相似性。但青海电网仅通过对光伏、风电和水电实施多能源协调控制,克服调峰手段有限、电网调控难度大、运行风险大等各种困难,两年两度刷新了世界纪录。
“绿电七日”“绿电九日”引起了国际、国内社会的强烈反响,各大媒体高频报道。《人民日报》头版发文《促进节能减排推动生态保护,青海连续7天全清洁能源供电》。新华社深度挖掘,连续刊发《能源供给侧改革的“青海样本”,为绿色转型蹚出一条新路》等系列报道9篇。《参考睿评》指出:“通过此次试验表明,中国在电网供应方面更具可持续性,维持的时间也相对更长,对于全球新能源产业具有重要意义”。《经济日报》指出:“一个省也可以通过努力,最大限度地摆脱对化石能源的依赖。作为西部边远地区,青海‘绿电七日’向人们展示了绿色能源使用的广阔前景”。
无疑,这项工作为实现清洁能源的健康、高效、创新发展和最大化利用,推动建立安全、清洁、经济的能源供应体系,以及保护好“中华水塔”,筑牢国家生态安全屏障,保障中华民族永续发展具有重要而长远的意义。也许再过几十年后,当重新审视这项工作时会发现,它不仅仅只是一次尝试,它可能是引燃能源生产和消费革命的星火,也可能成为中国推动人类文明进步的关键一步。
习近平总书记在十九大报告中强调,要推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。青海省的创新实践为新能源产业的真正破局探索了广阔空间和有效途径。“绿电七日”“绿电九日”的成功实践,让我们看到了功率预测、多能互补、柔性并网等先进能源科技,与物联网、大数据、云计算等先进信息技术深度融合,迸发出的巨大能力。“绿电七日”“绿电九日”的成功实践,也让我们看到,依托电网的核心资源,搭建一个平台,用新能源集控服务去汇集更全面更海量的数据,形成开放共享的数据服务,去聚集、转化更多的有业务价值的应用,形成良性的循环生态,聚集产业智慧,服务产业相关方,是推动新能源全产业链持续健康发展的必由之路。