電的出現(xiàn)改變了人類的模式。第二次工業(yè)革命的主要標(biāo)志是電力進(jìn)入我們的生活。然而,在中國,從電力的產(chǎn)生和發(fā)展到目前普遍用電的狀況,僅僅過了100多年的時(shí)間。
根據(jù)國際能源署發(fā)布的公共信息,2018年全球發(fā)電量為26萬億千瓦時(shí),其中中國年發(fā)電量為71118億千瓦時(shí),占全球發(fā)電量的25%以上。截至2018年底,中國發(fā)電量增長8.4%,居世界首位。平均而言,中國每兩秒鐘的發(fā)電量足以滿足一個(gè)中國人一生的用電需求。
然而,與其他經(jīng)歷了工業(yè)革命的發(fā)達(dá)國家相比,中國電力的發(fā)展歷史是相形見絀的。1878年(清光緒五年),在上海的英國殖民者專門帶來了一臺(tái)小型發(fā)電機(jī),歡迎美國總統(tǒng)格蘭德通過上海,點(diǎn)燃了中國大地上的第一盞電燈。隨后,電廠開始在我們的特許區(qū)內(nèi)開工。民國時(shí)期,中國第一個(gè)大型水電站和第一條高壓輸電線路于1912年在云南建成。第一個(gè)機(jī)組完工,至今仍在發(fā)電。
中華人民共和國成立后,在前蘇聯(lián)的幫助和自力更生下,許多發(fā)電廠相繼建成,使大多數(shù)人民用上了電。到21世紀(jì),全國輸電率已達(dá)99%。新世紀(jì)以來,新能源發(fā)電成為新問題,輸電成為電力建設(shè)過程中的重大問題。目前,我國電力建設(shè)取得了巨大成就,電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,電力供需總體平衡。
以2018年的數(shù)據(jù)為例,在71118億千瓦時(shí)的功率中:
70.4%來自燃煤發(fā)電?;痣姲l(fā)電是我國主要的發(fā)電方式,燃煤發(fā)電是主要的發(fā)電原料。燃煤電廠占所有燃煤電廠的近90%。中國有大小煤礦5800多座,年產(chǎn)原煤約36.8億噸。超過一半的產(chǎn)量將被送往這些工廠燃燒和發(fā)電。中國64%的電力來自山西、內(nèi)蒙古、陜西、新疆和其他產(chǎn)煤省份的燃煤電廠。
17.6%來自環(huán)保的水力發(fā)電。我國水電資源豐富,發(fā)展?jié)摿薮?,水電發(fā)電在我國占有舉足輕重的地位。水電是一種可再生資源。2018年,中國水電裝機(jī)容量達(dá)到12.29億千瓦時(shí),相當(dāng)于節(jié)約近4億噸煤炭。云南大理開發(fā)了瀾滄江,將電力直接輸送到廣東省。三峽大壩還承包了10個(gè)省份的用電量。
5.2%來自風(fēng)能,2.5%來自太陽能。由于火電污染嚴(yán)重,水電建設(shè)對(duì)生態(tài)有很大影響,我國開始大力發(fā)展新能源發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電是主力軍。中國的風(fēng)能和太陽能資源分布極不均勻。風(fēng)能資源最豐富的地區(qū)是東部和東南沿海地區(qū),而風(fēng)能資源豐富且大面積分布在西北、北、東北地區(qū)。而太陽能資源最豐富的是西部內(nèi)陸地區(qū)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的下降,風(fēng)能和太陽能的規(guī)模越來越大。結(jié)合人口密集地區(qū)對(duì)電力的需求,大力推廣漁余、農(nóng)業(yè)、風(fēng)光太陽能等新能源發(fā)電和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,極大提高了土地利用效率。
4.3%來自核能。與其他發(fā)電模式不同,核燃料可以運(yùn)輸,其能量輸出穩(wěn)定,很大程度上不受氣候和時(shí)間的影響。因此,中國目前在建的核電站都位于電力負(fù)荷中心附近,即東部和東南沿海地區(qū)。
中國地域遼闊,但由于環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)等因素,電廠與負(fù)荷中心的距離往往很遠(yuǎn),有時(shí)甚至有幾千公里長,這種情況只能依靠輸電來解決。但是遠(yuǎn)距離傳輸電力并不容易。在傳輸距離較長的情況下,線路阻抗很難被忽略,因此傳輸電流只能最小化,以使線路損耗最小化。這就意味著在一定的輸電功率條件下,必須在保證經(jīng)濟(jì)效益的前提下,盡可能地提高輸電電壓。
在短短幾十年里,中國已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步在傳輸建設(shè)、高壓超高壓,從超高壓超高壓、遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)的進(jìn)步突飛猛進(jìn),最高電壓水平已經(jīng)達(dá)到了1000 kV交流和±1100 kV,和一行的傳輸距離超過3000公里。截至2018年底,全國輸電線路220千伏以上,總長度733393公里,可繞赤道18圈。除華北、華東地區(qū)外,全國各地都實(shí)現(xiàn)了跨區(qū)域供電。
同時(shí),為了穩(wěn)定新能源動(dòng)力的連續(xù)性和穩(wěn)定性,儲(chǔ)能得到了廣泛的應(yīng)用。多余的功率可以轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存,待電源緊張時(shí)釋放,以保持穩(wěn)定的電源。
目前,中國70%的人口集中在東部地區(qū)。為了讓很多人連接到電網(wǎng)提供電力和空調(diào)一天24小時(shí),準(zhǔn)噶爾盆地的特高壓輸電項(xiàng)目到6079年鐵塔,包煤炭電力、風(fēng)電和光伏發(fā)電安徽,照亮了整個(gè)長江三角洲。
電力的百年歷史也反映了中國人民的百年奮斗歷程。擁有14億人口的中國是世界上唯一一個(gè)仍能普遍用上電的國家。它還擁有世界上最穩(wěn)定的電網(wǎng)之一,同時(shí)將電費(fèi)維持在極低水平。中國國內(nèi)電價(jià)多年來一直保持在0.5元/度,而工業(yè)電價(jià)處于中等水平。此外,2018年和2019年,中國工商用電總價(jià)格已連續(xù)兩年下調(diào)10%。
在炎炎夏日,我們在舒適的室內(nèi)享受著空調(diào)帶來的涼爽空氣,通過各種電子設(shè)備工作、通訊、娛樂。工廠大量生產(chǎn)為我們的生活增添色彩的產(chǎn)品,城市在夜晚變得燈火通明。期待中國的電力建設(shè)能得到改善,給人們的生活帶來更多的便利。