截至2018年底

當(dāng)全世界發(fā)電量增速僅為3.7%時(shí)

中國(guó)卻以8.4%的迅猛增速領(lǐng)跑全球

全年發(fā)電量達(dá)到71118億千瓦時(shí)

幾乎是以“一己之力”

生產(chǎn)了全球超過1/4的電量

平均每2秒產(chǎn)生的電力

就足以滿足一個(gè)中國(guó)人

一輩子的電力需求

▼上文中國(guó)人的平均壽命按76歲計(jì)，人均用電量參考2018年數(shù)據(jù)；下圖為2018年世界各國(guó)發(fā)電量TOP10，制圖@鄭伯容/星球研究所

不僅如此

放眼全球233個(gè)國(guó)家和地區(qū)

中國(guó)還是第一個(gè)

也是唯一的一個(gè)

擁有近14億的超龐大人口

卻依然能做到全民通電的國(guó)家

▼上海夜晚衛(wèi)星圖，燈火通明的城市，圖片來源@NASA

中國(guó)，究竟是如何做到的？

? I??

70.4%

2018年中國(guó)人使用的所有電力中

70.4%來自于火力發(fā)電

可謂是全國(guó)電力的大半壁江山

▼2018年中國(guó)火力發(fā)電量占比，制圖@鄭伯容/星球研究所

高聳的煙囪或宏偉的冷水塔

是火力發(fā)電廠最常見的特征

▼隨著處理工藝的進(jìn)步，火電廠的煙囪逐漸與脫硫塔合并；下圖為霧氣中的冷水塔，電廠中被加熱的冷卻水在冷水塔中冷卻后循環(huán)使用，攝影師@孟祥和（請(qǐng)橫屏觀看）

煤炭、石油、天然氣

甚至秸稈、垃圾等等

都是可用于火力發(fā)電的燃料

由于燃料易得、技術(shù)成熟

火電廠的分布極為廣泛

在大江南北遍地開花

▼內(nèi)蒙古霍林郭勒錦聯(lián)電廠，攝影師@鹿欽平

▼臨水而建的廣州市華潤(rùn)熱電廠，攝影師@陳國(guó)亨

而在中國(guó)這個(gè)“煤炭大國(guó)”

火力發(fā)電則又命中注定

將成為燃煤電廠的天下

其裝機(jī)容量在所有火電廠中

占比幾乎接近90%

全國(guó)5800多處大小煤礦

年產(chǎn)約36.8億噸原煤中

超過一半的產(chǎn)量

都將運(yùn)往這些電廠熊熊燃燒

▼以上數(shù)據(jù)來源中電聯(lián)《2018-2019年度全國(guó)電力供需形勢(shì)分析預(yù)測(cè)報(bào)告》；下圖為安徽宿州匯源發(fā)電廠，右下角為電廠儲(chǔ)備的煤炭，攝影師@尚影

這就意味著

火力發(fā)電的版圖

必然與煤炭生產(chǎn)的格局息息相關(guān)

在煤炭資源相對(duì)豐富的北方地區(qū)

火電裝機(jī)容量占比超過70%

是最主要的電力來源

▼以上“北方地區(qū)”包括東北、西北(除青海省外)和華北地區(qū)，以及山東和河南兩?。幌聢D為2018年全國(guó)各地區(qū)發(fā)電類型及裝機(jī)容量占比，制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所

然而“出人意料”的是

山東、江蘇、內(nèi)蒙、廣東、河南

山西、浙江、安徽、新疆、河北

以上火電裝機(jī)容量排名的前十位中

多個(gè)南方沿海省份同樣赫然在列

甚至遠(yuǎn)超諸多煤炭大省

這些“特殊”的地區(qū)

往往人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)

對(duì)電力的需求格外旺盛和強(qiáng)烈

▼2018年全國(guó)各省、直轄市和自治區(qū)用電量對(duì)比，制圖@鄭伯容/星球研究所

在迫切的用電需求下

眾多火電廠拔地而起

例如僅在廣東一省

2017年的火力發(fā)電量

已達(dá)到3165億千瓦時(shí)

比產(chǎn)煤大省山西還要高出26%

而要產(chǎn)生如此量級(jí)的電力

用于發(fā)電的煤炭將以億噸計(jì)算

然而

像廣東這樣的電力負(fù)荷中心

大多并非煤炭產(chǎn)區(qū)

距離最近的煤炭基地

也可能相隔千里之遙

如此大量的煤炭該從何而來？

▼我國(guó)使用的煤炭包括自產(chǎn)和進(jìn)口兩部分，但煤炭進(jìn)口量目前僅為全國(guó)煤炭消費(fèi)量的約1/10，因此下文主要討論自產(chǎn)煤炭的供應(yīng)。下圖為廣東省廣州市荔灣火電廠，攝影師@劉文昱

要回答這個(gè)問題

不如先將目光轉(zhuǎn)移到

山西大同與河北秦皇島之間

這里連接著一條聲名赫赫的鐵路

它以不到全國(guó)鐵路0.5%的營(yíng)業(yè)里程

完成了全鐵路近20%的煤炭運(yùn)量

相當(dāng)于每秒就有14噸煤炭

搭載著鋼鐵輪軌呼嘯東去

奔向千里之外的渤海之濱

這就是大秦鐵路

這是中國(guó)第一條重載鐵路

單列列車全長(zhǎng)近4000米

相當(dāng)于10-20列高鐵列車相連

煤炭運(yùn)至秦皇島港后

便可通過成本更低的海運(yùn)

運(yùn)至東部和東南沿海地區(qū)

▼河運(yùn)運(yùn)輸費(fèi)用大約為鐵路運(yùn)輸?shù)?0-60%，海運(yùn)則更便宜；下圖為大秦鐵路，注意列車的長(zhǎng)度，攝影師@姚金輝（請(qǐng)橫屏觀看）

2008年春節(jié)期間

南方地區(qū)雨雪冰凍肆虐

大量輸電、運(yùn)輸線路受損

近17個(gè)省被迫拉閘限電

而就是在這個(gè)時(shí)期

大秦鐵路單日運(yùn)量首次突破100萬噸

并持續(xù)了整整20天

大量煤炭燃料源源不斷地送往南方

可謂是真正的“雪中送炭”

▼秦皇島港口堆放的煤炭，圖片來源@VCG

而大秦鐵路也僅僅是

中國(guó)煤運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)的冰山一角

預(yù)計(jì)到2019年10月

又一條重載線路蒙華鐵路建成

內(nèi)蒙古、山西、陜西等地的煤炭

將由此直抵華中地區(qū)

這條鐵路全程跨越7個(gè)省份

一次建成里程超過1800余千米

堪稱世界之最

▼隴海鐵路鄭州段旁的火電廠，攝影師@焦瀟翔

屆時(shí)

以多條重點(diǎn)線路為核心

山西、陜西、內(nèi)蒙古、新疆

以及沿海、沿江等六大區(qū)域

將通過縱橫交錯(cuò)的鐵路連成一片

而這個(gè)龐大的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)

如同一條條鋼鐵動(dòng)脈

將全國(guó)75%的煤炭送往四面八方

▼其他煤炭運(yùn)輸方式包括公路運(yùn)輸、航運(yùn)等，目前中國(guó)煤運(yùn)通道網(wǎng)絡(luò)共“九縱六橫”，下圖為其中部分重點(diǎn)線路，制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所

然而

隨著用電需求高速增長(zhǎng)

浩浩蕩蕩的“西煤東運(yùn)”“北煤南運(yùn)”

仍然不是一勞永逸的辦法

在主要的電力負(fù)荷中心周邊

往往以中小型火電廠居多

這些電廠建設(shè)成本低、建站速度快

但在生產(chǎn)等量電力時(shí)

耗煤量卻比大型電廠高出30-50%

▼位于城市中的西安灞橋熱電廠，目前總裝機(jī)容量24.9萬千瓦，攝影師@李順武

不但如此

在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)尚不發(fā)達(dá)的年代

這些中小型火電廠產(chǎn)生的煙塵

二氧化硫、氮氧化物等空氣污染物

也難以得到統(tǒng)一和高效的處理

于是自20世紀(jì)60年代起

在煤炭礦口、中轉(zhuǎn)港口附近

眾多大型火電廠開始崛起

▼山西古交發(fā)電廠，鄰近煤炭礦口，也稱坑口電站，攝影師@陳劍峰

▼浙江臺(tái)州第二發(fā)電廠，鄰近港口，也稱港口電站，攝影師@汪開敏

例如位于內(nèi)蒙古呼和浩特的托克托電廠

距離準(zhǔn)格爾大型煤田僅50km

裝機(jī)容量達(dá)到672萬千瓦

位列世界燃煤電廠第一位

大型坑口、港口電廠的建設(shè)

能大大減輕煤炭運(yùn)輸?shù)膲毫?br/>

提升燃煤效率、統(tǒng)一控制排放

但是電廠與負(fù)荷中心之間

有時(shí)相隔達(dá)到數(shù)千千米

這又該如何解決？

答案其實(shí)很簡(jiǎn)單

就是輸電

但要實(shí)現(xiàn)起來卻并非易事

畢竟在如此遙遠(yuǎn)的輸電距離下

線路的阻抗已然無法忽略

人們只能盡量降低傳輸電流

才能最大程度地減少線路損耗

這就意味著

傳輸功率一定的情況下

在保證經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)

必須盡可能提升輸電電壓

▼傳輸中的損耗Q可以通過公式Q=I2Rt計(jì)算，當(dāng)電阻R無法忽略時(shí)，電流I越小，則損耗越??；而輸電功率計(jì)算公式為P=I×U，因此當(dāng)功率P額定時(shí)，為了降低電流I，則必須提升電壓U；下圖為康定折多山云海中的線塔，攝影師@李珩

1954年時(shí)

我國(guó)自行設(shè)計(jì)施工了第一條

220千伏的高壓輸電線路

傳輸距離369千米

但已落后世界大概30年

65年過去

從高壓到超高壓

從超高壓到特高壓

遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)突飛猛進(jìn)

目前最高電壓等級(jí)已達(dá)到

交流1000千伏和直流±1100千伏

單條線路的輸電距離

更是突破3000千米

相當(dāng)于烏魯木齊到南京的直線距離

在全世界首屈一指

▼對(duì)于交流輸電，35-220千伏稱高壓，330-1000千伏為超高壓，1000千伏及以上為特高壓；對(duì)于直流輸電，±400-±660千伏為超高壓，±800千伏及以上則為特高壓。下圖后方為酒泉至湖南±800千伏特高壓直流輸電線路，攝影師@劉忠文

鐵路和輸電兩張網(wǎng)絡(luò)縱橫交錯(cuò)

讓無論是位于負(fù)荷中心

還是地處礦口、港口的火電廠

都能共同發(fā)力

成為我國(guó)電力工業(yè)的中流砥柱

然而

盡管火力發(fā)電廠的

除塵、脫硫、脫硝技術(shù)日益成熟

但化石燃料的消耗、溫室氣體的排放

讓人們不得不繼續(xù)尋找更為清潔的電力

水電便是其中之一

? II??

88%

在中國(guó)

無論是水力資源的蘊(yùn)藏總量

還是可開發(fā)的裝機(jī)容量

均穩(wěn)居世界第一位

如此豐富的水能資源

如此巨大的開發(fā)潛力

注定水力發(fā)電在我國(guó)

將擁有至關(guān)重要的地位

其發(fā)電量占比達(dá)到17.6%

與火力發(fā)電一起

供給了全國(guó)88%的電力

▼2018年中國(guó)水力發(fā)電量占比，制圖@鄭伯容/星球研究所

水力發(fā)電利用流水勢(shì)能

持續(xù)推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)

繼而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力

全程既不需燃料、也無廢氣排放

相比火力發(fā)電更加清潔

▼白鶴灘水電站正在修建的水輪機(jī)室(也稱“蝸殼”)，用于將水流沿圓周方向?qū)蜉啓C(jī)，攝影師@李亞隆

2018年

全國(guó)水力發(fā)電量達(dá)12329億千瓦時(shí)

相當(dāng)于節(jié)約煤炭近4億噸

此外，水電站經(jīng)過合理的選址和設(shè)計(jì)后

還可兼具防洪、航運(yùn)、供水

▼長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程中的五級(jí)船閘，上下水位落差可達(dá)113米，相當(dāng)于35層樓的高度，攝影師@李心寬

以及調(diào)水、排沙等功能

▼黃河小浪底水電站，攝影師@鄧國(guó)暉

又或者在上游庫區(qū)

形成別具一格的風(fēng)貌景觀

▼新安江水庫，千島湖，圖片來源@VCG（請(qǐng)橫屏觀看）

然而

我國(guó)的水力資源分布同樣極不均衡

其中西南地區(qū)高山峽谷眾多

大江大河穿流其間、奔騰而下

幾乎集中了全國(guó)超過60%的

可開發(fā)水力資源

金沙江、怒江、瀾滄江

大渡河、烏江、雅礱江

再加上南盤江和紅水河

以及長(zhǎng)江上游等

全國(guó)十三大水電基地中

西南地區(qū)獨(dú)占8席

▼長(zhǎng)江上游水電基地指長(zhǎng)江宜賓到宜昌段；中國(guó)大型水電站分布(裝機(jī)容量大于120萬千瓦)，制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所

和火力發(fā)電不同

水電的“原料”無法進(jìn)行運(yùn)輸

因此若要將電力送往負(fù)荷中心

除了依靠輸電工程外別無他法

這就意味著

水力發(fā)電的崛起和繁榮

必將與遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)相伴相生

我國(guó)第一條萬伏級(jí)交流輸電線路

第一條110和220千伏高壓交流線路

第一條330千伏超高壓交流線路

以及第一條高壓直流輸電線路

就此應(yīng)運(yùn)而生

▼甘肅省劉家峽水電站，圖片來源@圖蟲創(chuàng)意

1988年底

著名的葛洲壩水電站落成

它是長(zhǎng)江上第一座水電站

人稱“萬里長(zhǎng)江第一壩”

而與之配套建成的

便是我國(guó)首個(gè)超高壓直流輸電工程

其電壓等級(jí)達(dá)到±500千伏

以1046千米的輸電距離

將華中和華東電網(wǎng)連為一體

讓葛洲壩水電站的電力

得以源源不斷地送往上海

▼葛洲壩水電站和湖北宜昌市市區(qū)，攝影師@李理（請(qǐng)橫屏觀看）

世界上規(guī)模最大的三峽水電站

裝機(jī)容量達(dá)2250萬千瓦

相當(dāng)于8個(gè)葛洲壩水電站

以及3個(gè)內(nèi)蒙古托克托火電廠

（世界第一大燃煤電廠）

2018年三峽水電站的全年發(fā)電量

更是首次突破1000億千瓦時(shí)

相當(dāng)于湖北省全省發(fā)電量的40%

創(chuàng)全球水力發(fā)電量新高

千里之外的江蘇、廣東和上海三地

則通過三條±500千伏的直流輸電工程

與這個(gè)“超級(jí)發(fā)電機(jī)”緊密相連

▼三峽水電站泄洪，攝影師@黃正平

而隨著云南小灣水電站開始發(fā)電

全球首個(gè)±800千伏特高壓直流輸電工程

正式登上歷史舞臺(tái)

其輸電距離達(dá)1438千米

可將電力從云南一路送至廣東

曾經(jīng)落后世界數(shù)十年的中國(guó)

自此便和全世界一起

邁入了特高壓直流輸電時(shí)代

▼云南小灣水電站優(yōu)美的拱壩，攝影師@熊發(fā)壽

從此之后

水電的輻射空間大幅增長(zhǎng)

眾多大型水電站在西南地區(qū)拔地而起

將滾滾電力送向遙遠(yuǎn)的東部和東南部

▼正在建設(shè)的白鶴灘水電站，預(yù)計(jì)2022年完工，建成后將是世界第三大水電站，裝機(jī)容量?jī)H次于三峽，攝影師@柴峻峰

位于金沙江下游的向家壩水電站

通過長(zhǎng)達(dá)1907千米的

±800千伏直流特高壓輸電線路

全程跨越8個(gè)省份、直轄市

每年向上海輸電近300億千瓦時(shí)

相當(dāng)于上海2018年用電量的20%

▼以上數(shù)據(jù)為粗略計(jì)算，未考慮傳輸中的損耗等因素；下圖為向家壩水電站，攝影師@柴峻峰（請(qǐng)橫屏觀看）

同樣位于金沙江的溪洛渡水電站

則看起來更加宏偉

其拱壩壩高285.5米

相當(dāng)于90多層的摩天大樓

裝機(jī)容量達(dá)1386萬千瓦

目前為世界第三大水電站

而溪洛渡-浙西±800千伏的輸電線路

更以800萬千瓦的輸電容量

躋身全球容量最大的直流輸電工程名錄

▼金沙江溪洛渡水電站，攝影師@柴峻峰

位于四川雅礱江的錦屏一級(jí)水電站

則建有世界最高的拱壩

高度達(dá)305米

它向蘇南地區(qū)輸電的

±800千伏直流輸電工程

傳輸距離首次突破2000千米大關(guān)

至此

長(zhǎng)江中上游、黃河上游的水電

以及眾多煤炭基地周邊的火電

均能夠通過綿延千里的輸電工程

向東部地區(qū)匯聚

“西電東送”

這一世紀(jì)工程的格局就此形成

▼“西電東送”格局，制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所

當(dāng)然

水力資源的開發(fā)并不是無限的

上游的淹沒、大量的移民

以及對(duì)河流生態(tài)的影響

一直都是水力發(fā)電無法回避的話題

因而水電站的建設(shè)往往需要

經(jīng)過極為嚴(yán)格的評(píng)估和論證

人們也需要尋找更多的清潔能源

其中最主要的便是風(fēng)能和光能

? III??

95.7%

火力和水力兩種發(fā)電方式

已為全國(guó)人民貢獻(xiàn)了88%的電量

若加上風(fēng)能和太陽能的出力

便能滿足中國(guó)人95.7%的用電需求

▼2018年中國(guó)風(fēng)能和太陽能發(fā)電量占比，制圖@鄭伯容/星球研究所

但風(fēng)和光的利用卻并不容易

在風(fēng)力發(fā)電中

氣流推動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片持續(xù)旋轉(zhuǎn)

便能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力

▼河北省張家口風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)，攝影師@劉高攀

風(fēng)機(jī)葉片的尺寸和重量十分巨大

單葉長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)十米以上

對(duì)運(yùn)輸和安裝都是巨大的挑戰(zhàn)

▼運(yùn)輸中的風(fēng)機(jī)葉片，攝影師@李旭安

而在太陽能光伏發(fā)電中

單個(gè)太陽能電池的工作電壓

一般僅有0.4-0.5伏

工作電流也十分微弱

只有將其不斷串聯(lián)并聯(lián)

令多個(gè)電池拼裝成組件

多個(gè)組件排列成為陣列

才能達(dá)到足夠的發(fā)電功率

▼福建松溪光伏發(fā)電，攝影師@在遠(yuǎn)方的阿倫（請(qǐng)橫屏觀看）

太陽能光熱發(fā)電也同樣如此

只有利用足夠多的鏡面

才能匯聚足夠多的熱量

從而產(chǎn)生足夠多的蒸汽

推動(dòng)汽輪機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)

▼光伏發(fā)電和光熱發(fā)電是太陽能發(fā)電的兩種主要形式；下圖為位于敦煌的光熱發(fā)電站，中間的高塔頂部用于吸收太陽能，也稱塔式光熱電站，攝影師@孫志軍

總而言之

無論是風(fēng)能還是太陽能

若要進(jìn)行大規(guī)模發(fā)電

往往需要較大的占地面積

從而帶來較高的建造成本

尤其在人口密集土地緊張的東部地區(qū)

提高土地利用率更為重要

▼“漁光互補(bǔ)”，在魚塘上架設(shè)光伏發(fā)電板，上面發(fā)電、下面養(yǎng)魚，拍攝于浙江省寧?？h，攝影師@潘勁草（請(qǐng)橫屏觀看）

而另一方面

正如水電在豐、枯水期的波動(dòng)

風(fēng)能和太陽能同樣無法避免

時(shí)間、氣候等帶來的影響

甚至短短一天內(nèi)的晝夜交替、風(fēng)云變幻

都會(huì)改變發(fā)電的連續(xù)性和穩(wěn)定性

因此為了減小對(duì)電網(wǎng)的影響

人們開始將風(fēng)、光、水、火

各種發(fā)電方式組合起來、相互調(diào)節(jié)

從而得到較為穩(wěn)定的電力輸出

▼風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)，位于內(nèi)蒙古卓資縣，攝影師@焦瀟翔

又或者在負(fù)荷較小時(shí)

將多余的電力轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存起來

等到用電緊張時(shí)再行釋放

以便維持穩(wěn)定的供電

▼目前的蓄能方式包括蓄電池、飛輪蓄能、抽水蓄能、電解水蓄能和壓縮空氣蓄能等；對(duì)于抽水蓄能電站，電力富余時(shí)可從下水庫抽水至更高的上水庫，用電時(shí)水再從上水庫流至下水庫，利用水力發(fā)電的原理發(fā)電；下圖為天荒坪抽水蓄能電站，左上為上水庫，右下為下水庫，攝影師@潘勁草

第三方面

和水能資源類似

我國(guó)的風(fēng)能和太陽能資源

分布同樣極不均衡

其中風(fēng)能資源最為豐富的是

東部和東南沿海地區(qū)

全國(guó)風(fēng)速超過7米/秒的地區(qū)

絕大多數(shù)都集中于此

▼江蘇大豐海上風(fēng)機(jī)，攝影師@朱金華

但由于地形限制

這片區(qū)域僅在海岸線和沿岸的山脈間

形成極為狹窄的條帶

相較之下

在我國(guó)三北地區(qū)

風(fēng)能資源不僅豐富

還能大面積連片分布

▼三北地區(qū)即西北、華北、東北地區(qū)，下圖為中國(guó)風(fēng)能資源分布，制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所

內(nèi)蒙古地區(qū)也因此成為

我國(guó)最重要的風(fēng)電基地之一

其2017年風(fēng)力發(fā)電量達(dá)到551億千瓦時(shí)

相當(dāng)于全國(guó)風(fēng)力發(fā)電量的近20%

▼內(nèi)蒙古輝騰錫勒風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，注意風(fēng)機(jī)和高壓電塔的高度，攝影師@石耀臣

而我國(guó)的太陽能資源

則在西部?jī)?nèi)陸地區(qū)最為豐富

包括青藏高原西部、新疆南部

以及寧夏、甘肅北部等

這些地區(qū)的全年日照時(shí)間

可達(dá)3200-3300小時(shí)

相較之下太陽輻射最為薄弱的

四川和貴州等省份

年均日照時(shí)間僅有約1100小時(shí)

▼中國(guó)太陽能資源分布，制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所

由此可見

我國(guó)西部和西北地區(qū)

不但風(fēng)、光資源豐富

同時(shí)人口稀疏、土地廣袤

隨著技術(shù)進(jìn)步和成本的降低

風(fēng)電和太陽能發(fā)電的規(guī)模也越發(fā)龐大

▼位于甘肅金昌的大規(guī)模太陽能電場(chǎng)，攝影師@劉忠文（請(qǐng)橫屏觀看）

然而這些區(qū)域人口較少

用電需求也相對(duì)平緩

例如2015年

甘肅省發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到4531萬千瓦

但最大用電負(fù)荷僅1300萬千瓦

新疆也同樣如此

其裝機(jī)容量超過5000萬千瓦

而用電負(fù)荷需求僅為2100萬千瓦

這就意味著

若僅僅依靠本地用電

將面臨大量的能源浪費(fèi)

更何況火電的調(diào)峰和供熱作用

無論如何也難以被完全替代

這對(duì)于風(fēng)能和太陽能電力的消納

可謂是”雪上加霜“

▼新疆哈密天山腳下的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，攝影師@常力

于是近年來

“棄風(fēng)”“棄光”等問題層出不窮

甚至到2017年

整體情況已明顯向好時(shí)

全國(guó)的棄風(fēng)、棄光率仍為12%和6%

而在甘肅、新疆等地

棄風(fēng)率甚至高達(dá)33%和29%

一面是西北地區(qū)

大量的新能源無處安放

一面是東部沿海

大量用電需求嗷嗷待哺

在這種形勢(shì)下

遠(yuǎn)距離、跨區(qū)域的輸電工程

必須再次扛起重任

▼位于新疆的特高壓輸電線路，攝影師@劉文昱

2014年和2017年

兩條從西北地區(qū)向外輻射的

±800千伏直流輸電工程相繼完工

第一條從新疆哈密出發(fā)

途經(jīng)六個(gè)省份到達(dá)河南鄭州

全程2210千米

每年可將新疆地區(qū)的火電、風(fēng)電

共計(jì)約370億千瓦時(shí)的電量

源源不斷送往中原大地

▼哈密南-鄭州±800千伏特高壓直流輸電工程，是我國(guó)首個(gè)“疆電外送”特高壓工程，攝影師@周修建

第二條則從甘肅酒泉出發(fā)

途經(jīng)5個(gè)省份直奔湖南湘潭

全程2383千米

在其每年送出的

約400億千瓦時(shí)的電力中

超過40%均來自西北地區(qū)的風(fēng)電和光電

▼酒泉-湖南±800千伏特高壓直流輸電工程，攝影師@陳劍峰

而在2018年

又一條大名鼎鼎的特高壓工程正式貫通

其電壓等級(jí)高達(dá)±1100千伏

年均輸電量達(dá)660億千瓦時(shí)

相當(dāng)于憑此一條輸電線路

便可外送整個(gè)青海省全年的發(fā)電量

這便是準(zhǔn)東-皖南特高壓輸電工程

（也稱昌吉-古泉特高壓工程）

▼準(zhǔn)東-皖南±1100千伏特高壓輸電工程，攝影師@宋鵬濤

線路從新疆昌吉自治州出發(fā)

途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、

陜西、河南、安徽6省份

以6079座鐵塔

支撐起3324千米的輸電線路

沿途接連跨越秦嶺和長(zhǎng)江天塹

最終抵達(dá)安徽宣城市

無論是電壓等級(jí)、傳輸容量

還是傳輸距離、技術(shù)難度

均為世界范圍內(nèi)的“開山之作”

是名副其實(shí)的“超級(jí)工程”

借由這條超級(jí)電力走廊

新疆地區(qū)520萬千瓦的風(fēng)電

以及250萬千瓦的光伏發(fā)電

能夠被打捆送往長(zhǎng)三角地區(qū)

▼建設(shè)中的準(zhǔn)東-皖南±1100千伏特高壓輸電工程，攝影師@宋鵬濤

截至目前

我國(guó)仍是全球唯一能夠建設(shè)

±1100千伏特高壓直流輸電的國(guó)家

也是特高壓輸電領(lǐng)域的

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定者之一

這對(duì)于中國(guó)來說

雖是時(shí)代發(fā)展的必然之路

也是當(dāng)前能源格局下的“無奈之舉”

讓更多人用上更便宜、更清潔的電力

是無數(shù)電力工作者孜孜以求的目標(biāo)

▼“空中飛人”，拍攝于北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)500千伏輸電工程施工現(xiàn)場(chǎng)，攝影師@周治林

IV??

100%

風(fēng)、光、水、火四種方式

已生產(chǎn)了全國(guó)95.7%的電量

沖擊100%的最后一棒

則屬于核電

▼2018年中國(guó)核能發(fā)電量占比，制圖@鄭伯容/星球研究所

和火力發(fā)電類似

核電燃料可以運(yùn)輸

能量產(chǎn)出也較為穩(wěn)定

基本不受氣候、時(shí)間的影響

但和火力發(fā)電不同的是

裝機(jī)容量100萬千瓦的核電廠

每年僅需核燃料25-30噸

為相同容量火電廠耗煤量的十萬分之一

▼現(xiàn)商用的核電站均為裂變反應(yīng)，燃料為鈾核燃料，下圖為浙江臺(tái)州市三門核電廠，攝影師@李亮杰

這就意味著

核電的燃料運(yùn)輸成本將大大降低

因此我國(guó)目前建設(shè)的核電站

均遠(yuǎn)離原料產(chǎn)地

位于用電負(fù)荷中心附近

即東部和東南沿海地區(qū)

▼中國(guó)核電站分布，制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所

中國(guó)的核電起步較晚

直到1991年

浙江秦山核電站開始發(fā)電

才有了第一座自行設(shè)計(jì)建造的核電站

而當(dāng)時(shí)世界上其他國(guó)家

已有420余臺(tái)核電機(jī)組投入運(yùn)行

提供著全球16%的電力

隨后的近30年間

在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上

中國(guó)核電技術(shù)逐漸開始自主化

2018年并網(wǎng)發(fā)電的廣東臺(tái)山核電站

是全國(guó)首次引進(jìn)第三代核能系統(tǒng)

也是全球首個(gè)

具備商用條件的第三代核電站

▼臺(tái)山核電站，圖片來源@Esri Image Map

截至2018年底

我國(guó)核電裝機(jī)容量達(dá)到4466萬千瓦

而預(yù)計(jì)到2020年

全國(guó)核電裝機(jī)容量將達(dá)到5800萬千瓦

每年將替代1.74億噸煤炭燃燒

減排約4.3億噸二氧化碳

然而

核電技術(shù)較為復(fù)雜

安全標(biāo)準(zhǔn)也極為嚴(yán)格

因此核電廠的建造成本十分高昂

單位造價(jià)可高達(dá)火電的數(shù)倍

加之歷史上核電站意外事故的影響

令核電一度在爭(zhēng)議中艱難發(fā)展

但隨著工藝的進(jìn)步和社會(huì)認(rèn)知的深入

甚至核聚變技術(shù)的突破

核電必將在未來成為更加關(guān)鍵的角色

回首建國(guó)前夕

全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量?jī)H184.86萬千瓦

歷經(jīng)38年的篳路藍(lán)縷

才終于突破1億千瓦大關(guān)

而從1億到2億千瓦

再從2億到3億千瓦

分別只用了8年和5年

到2009年

中國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量超越美國(guó)

躋身世界第一位

之后更以每年約1億千瓦的速度

突飛猛進(jìn)

堪稱世界電力史上的奇跡

▼建設(shè)中的烏東德水電站，攝影師@李亞隆

不僅如此

截至2018年底

全國(guó)共有220千伏以上輸電線路

共計(jì)733393千米

足足能繞赤道18圈

▼新疆伊犁至庫車750千伏交流輸電工程，攝影師@宋鵬濤（請(qǐng)橫屏觀看）

其中21條特高壓輸電線路

在東西南北間交織穿梭

堪稱中國(guó)大地上又一工程奇跡

▼中國(guó)特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，制圖@鄭伯容&鞏向杰/星球研究所

除華北和華東地區(qū)之外

全國(guó)各區(qū)域間均已實(shí)現(xiàn)跨區(qū)供電

輸電線路翻越高山峽谷

▼跨越天山的高壓輸電塔，攝影師@劉辰

跨過江河湖海

▼深圳西灣紅樹林海上輸電塔，攝影師@董立春

即便是高寒的世界屋脊

也能與全國(guó)各地連為一體

預(yù)計(jì)到2020年

全國(guó)將有近31%的電力負(fù)荷

通過這張大網(wǎng)奔向南北東西

▼位于拉薩附近的輸電工程，攝影師@李珩

盡管到2015年底

我國(guó)才終于實(shí)現(xiàn)全民通電

人均用電量與世界各國(guó)相比

也僅居第63位

未來的路依然十分漫長(zhǎng)

▼川藏聯(lián)網(wǎng)工程施工現(xiàn)場(chǎng)，攝影師@李維

但是

每當(dāng)夏天人們打開空調(diào)電扇

每當(dāng)城市在黑夜中燈火通明

我便不由得想起

千里之外發(fā)電機(jī)隆隆的轟鳴

因?yàn)?/p>

那就是這個(gè)跑步進(jìn)入現(xiàn)代化的國(guó)家中

最波瀾壯闊的聲音

▼2018年4月28日，國(guó)家電網(wǎng)日照供電公司工人架設(shè)叩官鎮(zhèn)至兩城高鐵預(yù)留站高壓線路，確保兩城高鐵站投入使用后的電力供應(yīng)，攝影師@高興建

來源：人民日?qǐng)?bào)

運(yùn)營(yíng)實(shí)習(xí)生：解子鈺