NO.1502 中国电力结构轮换的一步大棋


你好,这里是罗胖精选。

今天的内容来自我们的日更课程《蔡钰·商业参考》。

前段时间,有一个名字频繁出现在新闻里,那就是白鹤滩水电站。新闻里说,白鹤滩是世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程。那这个“世界之最”究竟意味着什么?它对你未来的生活有什么影响?为什么说它是中国电力结构轮换的一步大棋呢?

接下来,就让我们一起听听蔡钰老师是怎么说的。

你好,这里是《蔡钰·商业参考》,我是蔡钰。

6月底7月初,我留意到一个特殊事件:从6月21日起,接连两周的新闻联播里,关于“白鹤滩水电站”的新闻出现了4次。

6月21日的新闻联播说,白鹤滩水电站“首台百万千瓦水电机组”正式进入并网试验阶段了。

6月27日的新闻联播说,白鹤滩水电站进入投产发电冲刺阶段了。

6月28日的新闻联播说,习近平致信祝贺白鹤滩水电站首批机组投产发电,李克强作出批示,韩正出席投产发电仪式。

7月3日的新闻联播展示中国共产党建党100周年成就的时候,又一次提到了白鹤滩水电站。

一般来说,新闻联播每天只有30分钟,要挑全中国最最重要的事情来讲。一个水电站能密集出现这么多次,那显然是重中之重。我就去查了一下白鹤滩水电站的相关信息。

不瞒你说,看到照片之后,我当场把它列入了候选旅游目的地。这个水电站预留的防洪库容有75亿立方米,相当于525个杭州西湖,非常壮观朋友们,全面建成之后,条件允许的话值得一去。

回到它的功能上。白鹤滩水电站是什么,为什么这么重要呢?

白鹤滩水电站是中国三峡集团兴建的,目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程,它位于四川省跟云南省交界的金沙江河道上。2017年,白鹤滩水电站的主体工程开工建设,到了2021年6月底也就是新闻联播密集报道的这个时间,它有2台机组已经正式投产发电了,每台的单机容量是100万千瓦。也就是每台机组跑满,一小时能发100万度电。

而这个水电站全面完工还要等到2022年7月,到时候,它的16台发电机组全部投产发电,它的总装机容量,也就是最大发电功率会达到1600万千瓦,一年能发600多亿度电,足够支撑合肥这样的中型工业城市两年的用电量。到那个时候,全世界前两大水电站就都是中国的,第一是三峡工程,第二就是白鹤滩。

但其实四川用不了这么多电。因为在白鹤滩之前,三峡集团已经在它的上下游建了三座大型水电站了,分别在乌东德、溪洛渡和向家坝,之前这三座水电站加起来,年发电量已经能到1300多亿度。四川是水资源大省,所以之前还有好多的“虚拟矿场”到那儿去建小水电站“挖矿”。

成都一年倒是能用掉700多亿度电,但用掉的也还是没有发的多。所以每年6-10月的丰水期,成都的居民们甚至能够收到国家电网的电费返还。平均每度电返还给居民0.15到0.2元钱,用得越多,返还的力度越大。因为丰水期发的电太多,机组不能停摆,储能又增加成本,干脆鼓励居民们把电用掉。

那为什么在这样的背景下白鹤滩水电站意义还是很重大呢?要回答这个问题,我要带你先回顾中国20年前就启动的一个重大工程:西电东送。

西电东送工程是中国西部大开发的标志性工程,指的是开发西部省区的电力资源,借助电网输送给东部缺电的地区。西北送华北,正西部的四川等省份送华中、华东,西南送华南。白鹤滩水电站发的电,就是计划先卖给国家电网,然后通过国家电网的特高压网络,送到2000多公里外的江苏和浙江。

中国的东部和中部产业比西部发达,用电量也高,而西部有很丰富的火电、风电、水电和光电资源。

在需求明确的前提下,在西电东送这种大棋局里集中调度资源就是在提高效率,这个不用论证了。

那西部发的电往东部送了,这对西部本身有什么好处呢?好处也很多。我看到外媒对白鹤滩水电站有个形容,很有画面感,叫“悬崖上的印钞机”。他们是这么算账的:白鹤滩水电站全线投产后,一小时就可以生产1600万度电能,一天就是3.1亿元人民币的经济效益,而且这还不以污染环境作为代价。

白鹤滩水电站位于四川省凉山州宁南县。大凉山的穷苦我们听过很多年。这样一台水电印钞机建成了以后,给当地创造了将近10万个工作岗位,还会带来稳定的税收。而且兴建水电站的过程当中,对应河段的航道通航条件,信息通讯的硬件都会改善,这都是在振兴大凉山地区。而整个西电东送工程,其实也是在拉动另外半边中国的发展。

这是白鹤滩水电站的第一个意义。但我猜,这不是它值得上这么多次新闻联播的唯一理由。

它还有一个理由应该是技术突破。前面讲了,白鹤滩水电站是世界上在建的水电工程里技术难度最高的,难度最高意味着核心技术都得自主研制。所以这16台发电机组能够建成,也就意味着中国高端装备制造的重大技术有突破。这是我们这几年产业升级里最想积攒的。

我看到一些白鹤滩水电站的工程报道,确实说到不少技术难题,比如1600多万吨的拱坝水推力下,怎么去确保拱坝坝肩稳定;在高烈度的地震区,怎么去确保300米级的高拱坝抗震安全等等。技术问题超纲了,我们点到为止。

第三个意义,你肯定想到了,它是中国碳达峰、碳中和目标的又一个大规模解决方案。白鹤滩水电站建成投产之后,相当于每年可节约1900多万吨的标准煤,减少排放5160万吨的二氧化碳、17万吨的二氧化硫和15万吨氮氧化物。这可是在从西往东搭一条巨大的清洁能源走廊。

说到清洁能源,我要请你关注另外一个有意思的消息。

你肯定知道,核能是清洁能源,香港用电就有四分之一是大亚湾核电站供应的。但我不是要跟你讲大亚湾核电站的核裂变原理,而是想请你再一次看向科里科气的合肥:

5月底,中科院合肥物质科学研究院公布说,他们在研的可控核聚变实验装置(EAST),在完成了又一次改造升级之后,成功实现了可重复的1.2 亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,这个101秒,把此前的世界纪录延长了5倍。

当时看到这个消息,我把它转到了朋友圈,留言感叹说:“这是历史现场。”

EAST这个装置,是利用可控核聚变反应来发电的实验装置,因为它的运行机制类似太阳,所以又被称为“人造太阳”。

听不懂没关系,你可以在卓老板的《科技参考》里找到他对可控核聚变的解释。我用我仅剩的理科记忆翻译一下:核聚变就是太阳的能量来源原理;中科院的这个研究团队,在研究人造太阳,也就是人类的终极能源解决方案。在这条路上,中科院合肥物质科学研究院跑到了全世界最前沿的位置。

可控核聚变比核裂变强在哪里呢?现在的核电站们不是已经在用核裂变发电了吗?我只说两个你肯定关心的区别:

第一,核聚变更安全,不会产生核辐射,就是放射性污染。

第二,产生核聚变的原料氘和氚是氢的同位素,海水里就有。1升海水里的氘通过核聚变所产生的能量相当于300升汽油,地球全部海水中蕴含的能量足够人类使用上百亿年。

但核聚变有一个刚性条件:超高温。要发生核聚变反应,环境温度最低也要达到1亿摄氏度。这是为什么中科院这个合肥团队把1亿摄氏度维持了101秒当作重大突破。

中核集团有一个核工业专家叫段旭如,他是西南物理研究院院长。段旭如说,中国有信心到本世纪中叶实现可控的核聚变发电。你再想想,我们承诺的碳中和是哪年?2060年。

要是我们在2050年左右就能够实现可控核聚变发电,再有10年时间布局和架设核聚变发电站,那到2060年,能源危机、碳排放危机就真的可能一劳永逸地解决掉。

2021年3月,习近平主席主持召开了中央财经委员会第九次会议,这个会议有一个结论:

要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,构建以新能源为主体的新型电力系统。

什么是以新能源为主体的新型电力系统呢?煤炭、石油、天然气这样的化石能源肯定不是新能源,新能源指的就是水电、风电、太阳能这样的可再生能源。在刚过去的2020年中国用掉了7.5万亿度电,其中有71%是来自化石能源燃烧,可再生能源的发电占比只有29.5%。要构建以新能源为主体的新型电力系统,那么新能源的占比至少应该超过一半。

所以站在这个背景上看,在中国接下来几十年的能源结构调整工程里,白鹤滩水电站是一步棋,可控核聚变实验装置(EAST)又是另一步棋。我没有根据地猜一下,白鹤滩水电站施工过程中突破技术难关时攒下来的那些能力和经验,说不定对未来建设核聚变发电站也有巨大作用。

我们可以走着瞧。

如果你刚好是新能源行业的从业者,能不能给我们讲讲你们行业里正在进行的探索。

拜了个拜。