新天工開物 都2025年了，為14億人供電，還難嗎？【4K】

這是地球上所有的發電廠 而中國就是其中光電、風電、火電、水電裝機容量都最大的國家 當它所有的發電廠一起開動 每年生產的總電量將近全人類的三分之一 那這麼多電都用了嗎? 以江蘇省為例 一天中白天和夜晚的用電需求極不均勻 而一年中 每到炎熱的夏季和寒冷的冬季 電力負荷更是明顯飆升 可以想象 當所有省份的用電高峯疊加起來 整個電網的壓力將是何等巨大 是的 我們已經建成了世界上規模最大的電力供應系統 但為14億人供電依然面臨著重重挑戰 2024年 我們經歷了人類有記錄以來最熱的一個夏天 異常的高溫讓全國17個省份的用電負荷 接連突破歷史記錄 而彼時能幫助人們緩解用電緊張的 首先就是煤電廠 因為它只要開機就能發電 而且可以靈活調節功率大小 於是從山西 內蒙 陝西 能產煤大省的礦場 到連接四方的鐵路都在加班加點 開足馬力還沒報功 不過它始終都有一個困局 目前 儘管煤炭在中國電力結構中的地位依然無可替代 例如2023年 煤電就以全國40%的裝機容量 發出了全國60%的電量 但是隻要燒煤 就一定會產生粉塵和多種溫室氣體 所以長久以來 人們都在想方設法讓煤炭變得清潔 徹頭徹尾的清潔 比如在燃燒時 把煤和節感 氨氣的摻在一起 從源頭處減少用煤 比如在發電時 讓燃煤機組更更更加高效 你猜這臺燃煤發電機組發一度電需要多少煤呢 答案是256克 相當於半瓶礦泉水的重量 再比如 它排出的煙氣 既可以分離提純後得到食品級的二氧化碳 也可以收集起來直接注入地下 在封存煙氣的同時 還能把鹽層中的石油驅趕出來 與此同時 人們也在不斷尋求更豐富更清潔的替代電能 近十年來 風電 水電 光電等組成的清潔能源軍團 正在以勢不可擋的速度攻城掠地 如今在中國電力結構中的佔比已經接近三分之一 就在你現在用的每一種電力 平均就有13.6%來自水能 9.4%來自風能 6.2%來自太陽能 不過 想要開發和利用它們卻並非一片坦途 這裡是江蘇 沿海的自然條件賦予了它得天獨厚的風能資源 而綿延的海岸線和廣袤的灘塗濕地 又為風電開發提供了絕佳的地理空間 但是 包括風電在內 清潔能源的開發並不是一帆風順的 因為用來發電的風和光純屬看天池飯 而水能大小都取決於河流的風和水際 所以 清潔能源電力以身俱來就是波動的 隨機的 間接的 一旦接入電網 就極有可能對電力系統造成衝擊 那有沒有可能發明一塊大電池 把發電高峯時多餘的電量儲存起來 等到低谷時再送出去 這樣不就可以變不穩定為穩定了嗎 當然 除了把這些小電池組合成一個超級大電池外 腦洞大開的科學家們還發明瞭形形色色的巨型充電寶 這是世界上霸體最高的水體充電寶 通過把水抽到高處 把電能變成水的重力勢能儲存起來 這是全國首個重力塊充電寶 通過把重力塊搬到高處 把電能變成重力勢能儲存起來 這是世界首個非補燃式空氣充電寶 通過把空氣壓縮到數百米深的地下洞去 把電能變成空氣內能儲存起來 或者還可以通過電解水 把電能轉化為另一種方便存儲的清潔能源 在這些巨型充電寶的加持下 曾經的風電光電水電等大型清潔能源基地搖身一變 成了這樣的這樣的 甚至還可以是這樣組成起來的超級電力基地 不僅如此 人們還可以根據天氣等因素來預測清潔能源的發電情況 從而主動調節煤電廠的發電功率 以此來平衡清潔能源的波動 保證電力的穩定供應 不過想要把這些清潔能源電力輸送出去 我們還需要一張網 一張能讓電源、用電負荷、儲能 都隨著清潔能源波動而靈活調節的新型電網 三峽工程 世界上規模最大的水利樞紐工程 但卻極少有人知道 除了這座宏偉的大壩 就在不遠的山頭上 那些看似不起眼的樞電塔和樞電線 也創造了另一個史無前例的中國奇蹟 當它們連接起三峽與江蘇 三峽與上海 三峽與廣東時 也成為了國家電網和南方電網的首條電網通道 再加上後來不斷延伸 不斷生長的高壓、超高壓、各高壓線路 如今已經成為了一張全球第一大電網 然而哪怕是中國最發達的省級電網之一 江蘇電網 當我們拆開它 就會看到這裡有交流線路 有直流線路 還有各種不同的電壓等級 再加上江蘇99%的風電 和67%的光伏發電 都存不在長江以北 而用電負荷卻主要集中在長江以南 於是當清潔電力源源不斷地進入電網 為了讓毫無規律波動的它們 與其他發電廠儲能用電負荷實現精準匹配 一場升級已經全面啟動 這是正在建設的 全球最大的交流改直流輸電工程 通過把原先的交流線路 改建成輸電能力更強的直流線路後 輸電能力可提升6倍 讓江蘇南北之間的電力輸送更加通暢 而像這樣穿越長江的電力通道 在江蘇也已建成了8條 這是2022年建成的 白鶴灘直江蘇特高壓直流工程 其中江蘇一側的接收站尤其特別 它如同一個蓄水池 既可以把省外輸來的水電 調節功率後輸向省內 還可以匯集蘇州北部富裕的電力 調配給蘇州南部 實踐蘇州地區內的南北戶籍 而正在升級的不僅有堅強的主幹電網 還有連接用戶的智慧配電網 其中電力的分配變得越發智能 比如藉助這樣一個平臺 就可以提前預測光伏發電站的發電情況 從而更好地保證用電高峯期的電力調度 不僅如此 越來越多的村莊都在化身為一個個光伏基地 隨著屋頂光伏有序接入電網 既提高了電網的調節能力 村民們也能擁有長期穩定的收益 但這些都還不夠 我們還有散落各地的智能微電網 比如在這座全國最大的車網互動示範區 一家的新能源汽車 可以在用電高峯期反向給電網充電 緩解電網壓力 就像電網的移動充電寶一樣 而在這座工業園區裡 通過電力公司的規劃 這裡的光伏電站 儲能電站 充電站 生產車間等等 都被整合成了一個小電網 實現了整個園區內的電力自產自銷 更巧妙的是 在整個蘇州市 數百個這樣的園區 正在組合成一個更大的系統 除了滿足各自的用電需求之外 賦予的電力還可以輸給電網 就像給電網配備了一個虛擬的電廠一樣 而想要這些形形色色的電網高效運轉起來 還離不開一張遍及各個角落的信息網絡 這是我們的地面巡檢員 這是天空巡檢員 他們組成一支全天候的智能巡檢隊 效率相比人工提升了60% 而這是全國首個全息數字電網 利用它可以遠程採集各類數據 在雲端對江蘇電網實現數字化管理 就這樣 在數字化 智能化 互聯網等新興技術的加持下 江蘇即便缺煤缺油又缺氣 卻可以靈活地利用起一切可以利用的電力資源 那到這裡你會發現 為14億人供電 我們需要的不僅是越來越清潔的發電廠 也是更多腦洞大開的儲能電站 更是一場電網的全方位升級 總而言之 我們需要的是一個更安全 更綠色 更經濟的新型電力系統 很難想像 70多年前 就算我們拼盡全力 平均每人每年也只能分到9度點 放到今天只夠你用上三天 那時候我們想讓更多人都用上電 於是用了29年 終於實現了大中城市的電力普及 後來我們想讓全國人民都用上電 於是又用了37年 才終於點亮了每一個城市 每一個村莊 成為了世界上唯一一個全民通電的國家 今天我們還想讓所有人都更便捷 更清潔地用上電 於是這場全國範圍內的電力系統升級 毅然開啟 根據規劃 到2045年 整個中國都將完成這場升級 但那依然不夠 因為只要人類文明還在滾滾向前 這條能源的探索之路 就永遠不會抵達終點