图文|青梅侃史
编辑|青梅侃史
如果说在芯片、航空发动机等高科技领域，中国由于经验不足，或许很容易被卡脖子。但在其他领域，我们也拥有绝对的话语权，比如特高压输电技术，在世界范围内可谓是“一枝独秀”。
那么，中国的“特高压输电技术”到底是怎样炼成的？为什么其他的国家就无法建设特高压输电线路呢？
电力的产生需要经过发电环节，而发电厂通常选址在远离城市的地方。为了将发电后的电力输送到需要用电的城市，就需要采取合适的输电方式。
目前，交流输电和直流输电是两种主要的输电方式。相比直流输电，交流输电的最大优势在于可以通过变压器轻松进行电压的升降。
在输电过程中，为了减少线路损耗，需要保持较高的电压。而到达用户端时，需要通过变压器将电压降低至220V左右。
而变压器之所以能进行交流电压转换，是利用了电磁感应原理。它包含原边线圈和副边线圈，通过改变两侧线圈匝数比例，就可以实现电压放大或缩小。
这种电磁感应仅限于交流电，直流电是恒定电流，不能产生感应现象。所以变压器对直流电压转换毫无作用，必须用特殊的电路实现。
直流输电如果要进行电压升压，需要先通过逆变器将直流转为交流，再经过变压器升压，最后通过整流器重新转为直流。
相反，如果要降压，也需要经过同样的步骤。这种频繁的直交互转换不仅设备投资大，还会造成一定能量损失。
也就是说，交流输电这种简单的设备投资和高效的能量转换，使交流输电成本更低，也是其被广泛采用的重要原因之一。
然而，交流输电也存在一定局限性。交流电在传输过程中，会因载体的电感和电容产生电抗，导致较大能量损失。而直流电仅与电阻相关，损耗较小。
另外，交流输电至少需要三根线，而直流输电理论上只需要两根线。考虑到材料和建设成本，直流输电的线路成本约为交流输电的一半。同样输电容量下，直流线路所需导线数量确实更少。
最为关键的是，中国国土辽阔，主要用电中心距离能源基地最远可以达到3000km。传统500千伏级别的交流输电，不能满足这些集中式发电基地大规模开发和远距离送电的要求。
为缓解这一矛盾，我国在上世纪80年代就开始研究特高压输电技术。要知道，特高压输电技术具有独特的优势，可实现远距离、大容量的电力传输。
与普通输电相比，特高压可实现5倍的输电量，2-3倍的输电距离，仅有1/16的线路损耗，还可减少60%的用地面积。这对我国实现各区域电网的有效连接，进行大规模的跨区域电力输送，具有决定性作用。
但特高压技术门槛极高，要求非常严格。无论采用直流输电还是交流输电，电压水平都需要达到80万伏以上，对电力设备和输电线路都提出了巨大挑战。
在电路运输沿线，还需要建造相应的铁塔，对电线进行支撑，并配备相关的监测设备和控制系统。无论是哪项技术都不是好啃得骨头，需要大量资金支持。
好在我国科研人员非常给力，经过长期努力，中国在2009年第一条从陕西至湖北的特高压示范线路建成投运，标志着我国特高压时代的到来。
紧随其后，我国自主设计的云南至广东800千伏特高压直流输电工程于2010年建成，全长近1400公里，充分显示出我国在特高压核心技术上的领先水平。
特高压输电网建设进入快车道后，中国形成了网状的特高压传输系统。到2020年底，我国已建成和在建的特高压项目多达35项，线路总长度超过40000公里，几乎可以绕地球一周。
这一数字足以说明，特高压输电在我国能源传输体系中已成为无法或缺的重要组成部分。与此同时，随着全球气候变化和碳中和理念的推行，我国也提出了2030年和2060年实现“碳达峰”“碳中和”的目标。
为实现这一目标，我国必须大力发展清洁能源，而特高压输电技术将发挥关键作用，实现清洁能源的远距离、大容量输送。
此外，特高压输电网也可连接区域电网，建立智能化电网系统，从根本上提升我国电网运输的效率，助力我国实现节约型社会。
可以说，特高压输电技术的发展是新中国成立以来电力事业的一大成就。它不仅推动了电网建设，也对我国经济发展和环境保护产生了深远影响。
可能有人会问，难道其他国家就没有特高压输电技术么？
其实早在上世纪60年代，发达国家便开始探索特高压输电技术，以更高效地进行远距离大容量电力传输。
比如美国，从1967年启动研究，电力公司建成数百公里试验线路，但至今未在实际工程中使用该技术。原因是70年代的石油危机导致财政紧张，无法持续研发。且美国采用地方自治和碎片化电网，不利于大规模特高压输电。
前苏联早在1985年，就建成了一条全长900公里、额定电压达1150千伏的特高压线路，此举可谓技术上具有开创性的突破。
然而好景不长，随着1991年苏联解体，这条线路所处的地区哈萨克斯坦独立，也导致了该项目的夭折。
新成立的哈萨克斯坦没有足够的用电需求，且缺乏特高压技术人才，只能将线路电压降至500千伏继续运行，特高压试验价值丧失。
相比之下，中国虽起步较晚，但以惊人速度实现了技术突破。这得益于两点：一是中国实行统一领导，能集中力量攻关，二是广阔国土与用电需求的缺口，使特高压输电具有现实意义。中国的国情与体制为技术创新提供了有利条件。
不管怎么说，特高压输电技术的成功，标志着中国实现了从“跟跑者”到“领跑者”的历史性突破。
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