城市为什么还离不开火电厂

很早听到有一种说法：通过电网建设比如引入特高压专线给大城市供电，这样就能替代城市中的燃煤电厂，避免因燃煤发电的污染。

我觉得这个问题问得很有特点，这里算是做一个解答。

先回答一个问题，我们国家有没有大型城市完全抛开了火电厂，一台火电机组都没留下？答案是没有。

你们想的上海、北京、天津、深圳、广州、厦门、福州….. 这些大城市通通都还有火电厂。

今天我们不讲情怀，只谈技术。

指望在新疆、内蒙、陕西煤矿附近大量建设火电厂，然后关停当地所有的煤电机组，通过电网给大城市供电的想法很“美好”，实际上做不到，哪怕建设再多坑口电站也不行，原因如下。

1 单靠特高压满足不了大城市的用电需求。

以上海为例，2022 年夏天高温期间，上海电网最大负荷需求是3500 万千瓦，而现在最成熟，输电能力最强的±800kVA特高压直流线路，最大输送能力640万千瓦。如果上海全部靠特高压直流供电，考虑到冗余安全设计，上海至少需要8条特高压单线供应。

整个上海周边的大城市苏州、昆山、南京、南通、无锡…..都是耗电大户，那得多少条特高压线？

此外，你知道一条特高压线路建设和日常维护费用有多少吗？

2 虽然特高压直流输送是一项很先进很伟大的电力输送技术，但也面临一个很棘手的技术问题: 直流入地电流怎么办？

这里面因为涉及到电气专业知识，解释起来很费劲，本文不是学术论文所以就不展开了。你只需要知道为了追求效率，直流输电受端站一般都离负荷中心很近，但是为了居民的安全，接地极的位置又必须要躲开居民核心区域。

这一点在珠三角和长三角矛盾中尤为突出。比如，800KV 复奉直流输电工程的受端站在奉贤，而接地极远到上海金山区廊下镇，埋深也很大。珠三角长三角寸土寸金，很难找到合适的地方用于接地，现在这些用电高负荷地区的直流落地更是越来越难了。

所以，即便是有了特高压也得需要本地的机组作为补充。

况且从可靠性来讲，稳定的系统并不喜欢增加环节。特高压送来的电还需要经过变压站进行处理，每增加一个环节，都意味着风险的增加。

你肯定希望永远不要停电，一分钟也不行。

3 “从经济性来说，远距离输煤比输电更合适，而不是我们通常概念中的越远用特高压输电越合适。特高压输电也有损耗，平衡点在1800 公里至2000 公里。”2014 年12 月18 日，中国工程院原副院长谢克昌院士在中国工程院能源领域两项重大咨询项目—— 《中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究》和《我国非常规天然气开发利用战略研究》成果发布会上说。

知乎上有个讨论：一条重载铁路的能源输送能力能抵得过多少条特高压线路？我觉得讨论哪个没有意义，这两者的出发点和主要作用不同，还是要考虑平衡。两者互相支持，互相补充才有意义。

另外现在的火电机组环保标准和效率也都非常高。

4 因为有调相的问题，我们目前所在的交流电网负荷中心需要有大型火电去承担“调频”功能。

这是因为根据电网的物理特性要求，功率的平衡和电网的频率相相关。频率代表了发电机的转速。因为同步发电机的物理特性，电网内的所有发电机都要保持转速一致，所以一个区域电网是统一的频率。电网负荷越高，发电机越吃力，转速就越低，频率也就越低，发电机就得使劲儿把转速提高到额定的转速。同理，负荷降低的时候就要收力，这个过程就是“调频”。

需要说明的是，风能、太阳能不具备这个功能。

5 煤炭是 梯级利用的综合商品，火电厂并不仅仅是发电，电也仅仅是其中一种主要产品而已。其他的相关副产品都无法长距离廉价运输，所以在电厂附近形成产业集群，把煤炭拉来进行逐级利用，是对当地经济发展极为有利的举措。

比较有代表性的是居民供暖，火电厂给当地供热最经济也最稳定。比如工业用气，很多行业比如化工、药剂、纺织，离不开蒸汽。很显然，这个长距离供热能太远。

还有粉煤灰，没听说新疆的粉煤灰运到深圳去卖…..即便是新疆的粉煤灰再廉价，也比不过深圳本地妈湾电厂的产品。

6 区域电网稳定性和安全性要求本地要有大型稳定的火电机组。极端情况下，比如战争、极端天气、地震等自然灾害，电网快速响应能力，保供保电的可靠性需要本地机组去保证。

做决策也要听听业内人的建议啊。