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7月13日,新华社援引7月10日在联合国总部举行的“全球能源互联网”主题活动上发布的最新研究报告,该报告指出,中国电力技术创新水平已经位居全球首位。
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但笔者发现,在一些相关报道的评论区,很多网民的第一反应是:中国发电量大,电站建得多,光伏板和风机产量高,拿第一似乎也不奇怪。
由此,中国技术创新得分达到98.1分,超过美国和德国,排在全球第一。
这个结果真正值得注意的地方,是中国电力行业已经从过去的“跟着别人学”,逐渐变成自己解决问题、自己制定技术路线,甚至让其他国家开始研究中国方案。
至于我们为什么能排第一?其实反而是我们原先发电情况“太困难”有关——中国电力系统要面对的难题过于复杂,遇到的各类问题也太多,它们多数是没有现成答案的,只能靠我们自己去琢磨。
例如,中国西部和北部电力资源丰富;东部和南部人口密集、工厂多,用电量大,但电力资源相对有限——发电的地方和用电的地方,往往隔着上千公里。
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电在西部发出来,怎么送到江苏、浙江、广东这些用电大省?靠普通高压线路,很难满足需要,线路建得再多,输送能力和损耗也是问题。
于是中国开始发展特高压。
特高压这个词听起来很专业,其实意思就是把输电电压提得更高,让一条线路可以把更多电送到更远的地方。
经过多年建设,中国已经建成四十多项特高压工程,西电东送能力达到数亿千瓦。西北的风电、光伏,西南的水电,都可以通过这些线路送往中东部地区。
特高压背后涉及换流阀、变压器、绝缘材料、控制系统、电网保护和远程调度。线路还可能穿过高原、沙漠、山地和人口密集区,每个地方遇到的问题都不一样。
有些线路要经过海拔四五千米的地区,那里空气稀薄,温度低,设备绝缘和散热方式都要重新设计。国外没有多少现成经验可借鉴,中国企业和科研单位只能在工程中不断试验、摸索。
这也是中国电力技术创新的一个特点:很多技术不是停在实验室里,而是很快拿到真实电网中使用。
除了特高压,中国现在面对的另一个问题,是新能源装机增长太快,即它们的发电量不完全受人控制:太阳出来时,光伏电站发电多;阴天下雨,发电量就会下降。风大时风机转得快,风小时发电量也会减少。
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但工厂不会因为没有风就停工,居民也不会因为阴天就不用空调。电网必须随时保证发出来的电和用掉的电大致平衡,否则就可能影响供电安全。
所以,新能源装机规模上去了,电网调节能力如果没有跟上,照样会出现有电送不出、需要用电时又发不够的问题。
为了解决这个难题,中国开始大规模发展储能。
储能可以理解成电网的“充电宝”。光伏和风电发电多的时候,把多出来的电存进去;晚上没有太阳或者用电高峰到来时,再把电放出来。
截至2025年底,中国新型储能装机已经超过1.3亿千瓦,而且还在快速增长。包括电池储能、抽水蓄能、压缩空气储能、液流电池等技术,中国都在推进。不同地方条件不同,不能只靠一种方案解决所有问题。
虚拟电厂也是最近几年发展很快的一项技术。
它的名字听着像发电厂,其实不一定有真正的发电机组。它通过一套数字平台,把工厂设备、商场空调、充电桩、屋顶光伏和用户家里的储能设备连接起来。
比如夏天晚上用电紧张,虚拟电厂可以让一部分商场空调温度暂时调高一点,让部分充电桩晚一些充电。每个用户减少的电量不算多,但几万、几十万个设备加起来,就相当于临时增加了一座大型电站。
过去电网主要管理大型火电厂、水电站和核电站,现在还要同时面对大量分布式光伏、电动汽车、储能设备和普通用户,靠人工已经管不过来了。
中国电力数智化技术排在全球前列,原因就在这里。中国拥有全球规模最大的电网,也拥有全球数量最多的新能源设备和电动汽车。需要管理的设备越多,越离不开人工智能、自动控制和大数据。
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专利也是这次排名中的重要指标,世界知识产权组织公布的数据表明(见上图),中国已经拥有全球三分之一以上的可再生能源相关专利。绿色低碳领域的专利申请量,中国也长期排在前列。
当然,专利多不等于所有技术都先进,有些专利可能价值有限。但专利数量至少说明,中国电力行业已经形成了一支规模很大的研发队伍。国家电网、南方电网、发电集团、设备企业、高校和研究机构,都在围绕同一套电力系统做技术研发。
中国电力技术能够进步得这么快,还有一个重要原因,就是国内市场够大。
一套新设备研发出来,如果只能生产几台,成本很难降下来,企业也不愿意继续投入。中国每年建设大量光伏电站、风电场、储能站、输电线路和充电设施,新技术一旦证明有效,很快就能进入大规模应用。
生产数量一多,成本就会下降;使用范围一大,问题也会更快暴露;问题暴露后,企业再改进下一代产品。
这套模式在光伏行业表现得尤其明显。
十几年前,光伏发电成本很高,但随着中国企业不断扩大生产、改进电池技术和降低制造成本,光伏发电价格持续下降,现在已经成为很多地区成本较低的新增电源。
风电设备也是类似情况,过去大型风机的核心设备主要由欧洲企业掌握,现在中国企业已经可以生产十几兆瓦甚至更大功率的海上风机,叶片、塔筒、发电机和安装船舶基本形成了完整的本土产业链。
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比如在笔者所在的威海“遍地”风力发电,凑近一看,过去大多是国外产品,现在几乎都是国产。
所以,中国电力技术创新位居全球首位,并不是为了要“炫耀”什么,而是说我们的国家正在真真切切的解决一套别的国家很少遇到过的超大规模电力问题。
十几亿人用电,大量工厂连续生产,风电和光伏快速增加,电动汽车数量不断增长,发电资源和用电地区又相隔很远。要把这些东西放进同一张电网,还要保证随时有电可用,难度是呈指数型增长的。
中国能够排在第一,笔者认为是实至名归,且无可置疑的。
当然,不是说我们就没“问题”了,只是这些问题仍然有无数的电力人、科研人乃至一些工人,在日夜不停地去攻克——此次获得的殊荣,也是对他们辛劳的肯定。
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