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2025-08-13
时任美国能源部长朱棣文发出的感慨:美国的电力公司都讲中文的了,我们很希望中国分享这个成果。
这个成果是什么呢?
它曾是全球无解的难题。
美国找了一半,至今停留在实验室。日本搞了一半,没钱选择放弃。前苏联也搞了一半,勉强建成一条线路,但几年后也不得不停工。
全球范围内,只有中国完全掌握并应用了这项技术。
它就是特高压输电。
特高压到底有什么用,为什么那么多国家都想做,又为什么最后只有中国做成了?
2021年美国德州的某一天,寂静的有些可怕,原本喧闹的街头,此时只有一片白雪,看不到任何行人,仿佛是世界末日一般。
这里发生了什么?几天前,一场百年一遇的寒潮突袭德州,直接打破了30年来的最低气温记录,马路结冰,游泳池结冰,连马桶也被冻结。
雪上加霜的是,德州的电力系统直接瘫痪,全州430万户居民停电停水,很多居民被活活冻死。
低气温导致水管结冰破裂,房屋直接变成了冰窖,有人用壁炉取暖,结果烧掉了房子,还有人进入车里取暖,结果一氧化碳中毒。
你可能很难相信一个1969年前登月的发达国家,为什么在2021年还会大面积停电呢?
那就不能从其他城市调配电力去支持,还真不行。
美国一共有的这三个电网,各自独立,互不连通,连电线都没有搭在一起。
电网为什么分成三个呢?这合理吗?
这不合理。
联通在一起不是更好吗?
其实不是,他们不是不想,是真的做不到,要知道电力传输起来不难,一根电线就行,但是有效的传输很难,距离越远,损耗越多,甚至会全部浪费在路上,即使现在电力发展了这么久,大部分国家所掌握的也就是超高压技术,包括美国。
举个例子,500千伏的超高压经济输电距离,也就是700公里左右,也就是想从北京输电到上海,半路就抛锚了。
再来看看德州的难题,从德州到美国,另外两个电网的主要供电点起码1500公里,就算是电网连通了,等电送到德州估计也没剩啥了。
但如果换作了特高压,那就不一样了,它效能高,损耗小,经济传输距离达到3000公里以上,如果有特高压技术,那么白天美国西部光电水电可以往东传输。太阳下山后,东部的风电火电往西传输,这样就可以互联互通,充分利用,而且节省大量的煤炭和天然气。
因此,美国也一直想着要研究出来特高压。
这从技术上看似不难理解,顾名思义,就是提高电压,但问题是那电压高到一定程度,任何东西都可能变成导体。
就比方说,空气本来是不导电的,但在雷雨天,当空气中的电荷,累积到一定程度后,所产生的强大电压就足以击穿大气层,这时候的空气就从绝缘体变成了导体。
特高压技术上的最大难题就在于内部变压器如何做好绝缘,当时原材料里最合适的陶瓷也只能承受50千伏高压,而特高压的标准是1000千伏以上,于是美国工程师决定了陶瓷来一波强化。
在一顿操作猛如虎之后,设计出来的陶瓷2.0加强版,但很快发现另一个问题,这玩意儿毕竟是陶瓷成品,重量高达7000吨,什么概念差不多250架波音737,你这7000吨的庞然大物怎么运呢?
于是,美国的特高压研究不得不放弃了。虽然美国目前用的超高压电网的技术,古老但也不是不能用,那就凑合着用吧,但美国人可以凑合,中国人不行,因为中国的电力生产和消耗在地域分布上很不平衡,这是基本国情。
有一条线叫做胡焕庸线,中国94%的人都生活在这条线以东,产出了90%以上的GDP,但是可用的能源只有5%不到,而广袤的西部地区却拥有大量的风能,水能和太阳能,就连煤炭也是2/3都在西北发电供给区,和用电需求之间起码相隔数千公里,仅凭着国际通用的超高压技术,根本无法调节现状。
于是发展特高压,做到全国电力一盘棋,成了当时最为迫切的需求,但这可能是一场入不敷出的探险技术上,美国,苏联这些科技大国都先后放弃,这足以说明项目之难。
但上个世纪80年代的时候,正是我国大力发展经济的重要阶段。3000亿的投资容不得半点马虎,经过全国顶级专家的彻夜研讨,电网的特高压方案进行,通过最终决议由国家出面组3000多家单位,上千名科研技术专家合力攻坚,经过漫长的试验,终于专家团在一张纸上找到了突破口,这是根据特高压设计过的特制绝缘纸,它可以硬生生的把变压器重量从7000吨降到500吨,并且方便剪裁,可以适应各个元件的不同形状。
当时最大的货车只能载重150吨,我们就定制了256个轮子,长达85米的平板运输车,但85米的车怎么转弯?
中国自有办法,弯道不够,那就拓宽,承载不行的就加固,道路太窄的就峰路单向通行,转运的时候再配上一台500吨级的特种吊机来保证变压器的运输。
畅通无阻。
就这样,这个全球无解的难题被我们一点点瓦解。放眼国内,目前已经建成17个特高压工程,输电线路总长近4万公里,相当于绕地球赤道整整一周。
放眼国际,在非洲25国投资建立项目,在巴西建设横跨81城市的特高压
电线,国家电网不但主导的特高压技术委员会,更是控制了全球的特高压行业标准,这也是为什么开头说到甚至全美国电力系统的人都在讲中文,因为在这个领域,中国标准就是世界标准。
早在2015年年底,中国就创下14亿群众完全充电的奇迹。
2018年年底甚至能凭一己之力生产全球1/4的电量。
青藏高原环境恶劣,人烟稀少,但风雪再大,也阻止不了国家电网的工人爬上几百米的高空,把电线拉进每户藏民的家里。
雪域深处可能缺氧,但不会缺电,向每一个电力系统作出贡献的人致敬!