每经记者|胥帅 每经编辑|毕陆名
一千多年前,驼队驮着丝绸茶叶,在哈密换驼歇脚,然后走向西域。一千多年后,特高压线驮着电流,从哈密出发,0.007秒抵达重庆。风物已改,廊道依旧。这条依托古丝绸之路的内陆走廊脉络,如今升级为内陆能源丝路。
但电不是一般货物——无法存储、不耐运输、发多了只能弃用。新疆的风电光伏一年比一年多,本地用不完;即便光伏电价低至四分钱一度,也常常“发得出、用不掉”。这该怎么办?
4月22日至4月25日,《每日经济新闻》记者来到新疆哈密,看到了三样东西:一座把交流变直流的换流站,一座把水抽上山再放下来发电的抽水蓄能电站,还有一片用熔盐储存阳光的光热镜场。火电当压舱石,储能当水库,特高压当高速——一套让绿电“稳着走、不浪费”的体系,正在戈壁滩上成型。
还有不到两个月,川渝又将迎来盛夏高温,电力供应将再度迎来大考。
但今年不一样,两股电正从西北赶来。一股从新疆哈密出发,走特高压直流专用道,直奔重庆。“新疆绿电0.007秒直达重庆。”另一条若羌至成都的能源通道亦在加速建设,西北富余电力正持续输送,逐步补齐川渝用电缺口。
哈密古称昆莫,是丝绸之路北道的咽喉要地,出敦煌进入新疆的第一站便是这里。汉唐时期,哈密(唐朝时称“伊州”)是中原王朝管辖西域的前哨,也是东西文明交汇的节点。
一千多年后,通道依旧,所载之物已然不同。今天的哈密,仍是新疆的“东大门”,兰新铁路、连霍高速、西气东输管道、疆电外送特高压线路,均从这里穿行而过。古人用驼队运丝绸和茶叶,如今用特高压线运电、用铁路运煤、用光缆运数据。
“能源输送之路”与古代丝路的逻辑相通——产地、通道、消费地。新疆是能源产地,哈密为丝路要隘,中东部是消费腹地。所载之货更迭,千年廊道未改,悠悠驼铃化作了电流嗡鸣。
新疆的风电和光伏,发出来的是交流电。交流电可以想象成一条双向两车道的路,车一会朝东,一会朝西,来回摇摆。比如从哈密到重庆,2000多公里,能量就会在路上大量损耗。
想让电跑远路,必须把它变成直流电。直流电就像一条单向八车道高速,所有车朝一个方向猛冲,效率高、损耗低。
巴里坤换流站,是我国首个投产的“沙戈荒”新能源外送特高压工程与“疆电外送”第三通道起点,它就是那个“翻译官”,把交流电翻译成直流电。
巴里坤换流站。图片来源:每经记者 胥帅摄
4月24日,记者来到巴里坤换流站。国网新疆超高压分公司巴里坤换流站党建管理专责刘亚介绍,戈壁的风一年能刮100天,多为6级以上大风。站在换流站门口,人会被风推着走,沙子打在脸上像细针。远处的地平线灰蒙蒙一片,分不清天与地的边界,“极端低温达-35℃,温差超70℃”。
转换完成后,电流以±800千伏的电压上路,途经新疆、甘肃、陕西、四川,最终抵达重庆,再送入千家万户。
这座换流站投运近一年,已送出217亿千瓦时电量。“年送电量可超360亿千瓦时,其中清洁能源超180亿千瓦时,相当于年替代标煤约1200万吨、减排二氧化碳3200万吨。”
之所以要建换流站,核心是新疆的电确实多,而本地用不完。
三峡新能源哈密风电有限公司场站负责人石勇向记者表示,本地无法完全消纳风光发电。光伏发电最集中的时段是大中午,偏偏是用电低谷,若不外送,电能只能白白浪费。
解决之道有二:要么就地消耗,要么外送。
合翼鑫智算中心负责人算了笔账,以1000P规模的智算中心,全年满负荷运行耗电约900万度为例。依托绿电直供,示范区综合电价足够稳定。1000P一年省450万元电费,1万P就是4500万元。
外送则得依靠全国电网这张巨大的“蜘蛛网”。
这张网如何运作?交流电虽不适合一口气跑几千公里,却可通过“接力”方式分段传输。国家可再生能源信息管理中心哈密分中心马海燕用形象的比喻解释:新疆的电先送到青海,青海电力不足时再从新疆补充;青海再往东送到甘肃、宁夏,进而传到陕西、河南,最终送达华北、华中、华东。哪里缺电,哪里就开闸供电。
目前,哈密已建成“两直两交四方向”电力外送格局,即“哈郑直流、坤渝直流和哈密—敦煌、烟墩—沙洲交流”,已累计向郑州、重庆等地送电超4500亿千瓦时。
“两直”是两条特高压直流专用道:一条至郑州,一条至重庆;“两交”是两条交流通道,向甘肃方向输送。四股电同时外送,新疆就像一座巨大的“中央电站”,供电覆盖半个中国。
但这里有个关键问题:光伏、风电天然靠天出力,稳定性偏弱。若直接将这种间歇性电力并入电网,电网负荷将出现剧烈波动,如同坐过山车一般。
谁来稳住局面?答案是:火电和储能。
先说说火电。火电厂虽烧煤,但有一个无可替代的优势:稳定。想让它发多少电,它就能发多少电,可随时响应电网需求。光伏被云遮挡,火电立刻顶上;风突然停歇,火电马上补位。在电力系统中,火电扮演着“压舱石”的角色——有它在,电网的电压和频率就不会乱晃。
4月25日,站在哈密戈壁的石头梅一号露天煤矿观景台,露天煤层嵌在浅灰的岩土台阶间,无人化巨型矿卡沿着蜿蜒坡道穿梭。
哈密的火电,烧的正是这片土地下的煤。
石头梅一号露天煤矿,是哈密最大的煤矿之一。新疆哈密三塘湖能源开发建设有限责任公司总工程师刘富有介绍:“煤炭地质资源储量35.75亿吨,矿区产能从500万吨提升至目前的3500万吨。煤种为31号不粘煤,发热量稳定在5200大卡以上。”
煤炭通过一条长长的皮带运到身后的电厂,建成了8.9公里皮带长廊,将开采出的煤炭输送到华润、华电两大电厂,发电后通过“疆电外送”第三通道,直送重庆,真正实现“煤从空中走,电送全中国”。
哈密的火电,会与风电、光伏“打捆”后一同外送。这也是“疆电外送”送出的,不仅是清洁绿电,更是“风光火储”协同保障的稳定电源。
再说说储能。光伏存在天然短板:白昼依光发电,夜间完全停运;正午发电量达到峰值,却恰逢用电低谷;待到晚间用电高峰,又无法出力补供。储能就像一座“水库”——把多余的“水”存起来,旱时再放出去。
记者了解到,光伏度电成本约0.18元,结算电价可能仅0.15元。全疆光伏最低电价能达到四分钱一度,最高则为0.75元。但当电网无法完全消纳时,即便四分钱一度电,也无人问津。
4月23日,翻越天山,记者来到山中岩层深处,抽水蓄能电站的地下厂房内,钢筋骨架逐步搭建,机组基础建设和安装工作正在有序展开,未来这里将成为电网的“超级稳定器”——在风光出力高峰时储存富余电能,用电高峰时释放,为间歇性的新能源电力补上稳定的“压舱石”。
国网新源新疆哈密抽水蓄能电站,就是这样一个在建的“超级稳定器”。它具备“调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等六大功能”。
原理并不复杂:用电低谷、电能充足时,用电将水抽到山上;用电高峰时,再放水发电。一抽一放之间,波动的新能源电能就转化成了随时可用的稳定电力。
抽水蓄能需要山和水,并非随处可建。那该怎么办?另一种储能方式——光热储能,恰好适配这片干旱的土地。
鸟兽绝迹的戈壁滩上,中国能建哈密光热储1500兆瓦基地的项目牌立在营地前,百米吸热塔上“中国能建”的字样清晰可见。
中能建哈密“光热储”1500兆瓦项目,是全球最大的“光热+光伏”一体化项目。光热发电是一种较为新颖的发电形式。
中能建哈密“光热储”1500兆瓦项目。图片来源:每经记者 胥帅摄
中能建新疆能源发展有限公司副总经理张伟解释了其原理:“在中午光伏出力高峰期,多余的光伏电力通过熔盐电加热器给光热电站配套的熔盐蓄热;在早晚光伏出力不足的时段,熔盐内积蓄的热量通过光热电站发电上网。”
熔盐是什么?“冷罐里的熔盐是硝酸钠和硝酸钾按6:4配比的固体混合物,通过天然气加热到200度—300度,再通过熔盐泵送到吸热塔顶,被2.4万面定日镜反射的太阳光加热到570度—590度,随后流回热罐储存。”需要发电时,高温熔盐将水烧成蒸汽,推动汽轮机运转发电。也就是说,将光直接转化为电,变为光先转化为热,再转化为电。
该项目的吸热塔高219米,是目前国内最高的吸热塔之一,计划2026年底全容量并网。
张伟表示,光热发电曾成本高昂,但国产化后,成本大幅下降。“原先很多设备依赖进口,现在全部实现国产化,一台国产泵的价格仅为进口的三分之一。核心设备国产化率已达99%以上,整体成本降低了一半。”
另一个光热项目——三峡新能源哈密100万千瓦“光热+光伏”一体化项目,采用“线性菲涅尔”技术。这种技术的反射镜平铺在地面,无需建造高耸的吸热塔。三峡新能源哈密风电有限公司场站负责人石勇表示:“国内仅有两家商运项目,可借鉴的运维经验极度匮乏,团队必须自己摸索,为整个行业‘打样’。”
不同于外界对新疆只有新能源的认知,这里能看到传统能源与新能源的深度交融。传统能源基地并未退场,而是在风光光热、抽水蓄能的配套下,向“煤风光储一体化”综合能源基地转型。
这套体系的运行逻辑,可简单理解为“空间”与“时间”的运转。空间上,新疆清洁电价低,东部用电成本高,特高压将西部低价电输送到东部高价市场;时间上,光伏白天发得多、用不完,晚上用电高峰却没电,储能就像低买高卖的商人——低价时储存,高价时输出。
国家给新型电力系统定下的目标是“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”。从中不难看出,从“西电东送”到“东数西算”,从“疆电外送”到“疆算入渝”,新疆已不再只是一个“发电厂”,而是“国家能源资源战略保障基地的核心支撑”。
当戈壁滩上的光热电站夜晚依旧稳定供电,人们会明白:这不仅仅是一条输电线路,更是一张正在成型、覆盖全国的能源大网。
巴里坤换流站一名员工说:“2024年开工的时候,这里寸草不生,现在已经慢慢有一些草长出来了。”戈壁滩长出青草,外送的电流点亮新疆以外的万家灯火,这就是能源输送之路的现实意义。
封面图片来源:每日经济新闻