2021年12月26日，北京，第六屆“中國制造日”活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)場(chǎng)內(nèi)圓桌論壇正在進(jìn)行，一位工作人員用手機(jī)拍攝“中國制造日”宣傳板留念。
在如今“雙碳”目標(biāo)下，以清潔能源代替化石能源的必要性已不言而喻，而屬于中國的這場(chǎng)能源革命的序幕早在幾十年前便已徐徐展開。
不論是從葛洲壩到白鶴灘，還是從秦山核電站到華龍一號(hào)，它們的背后都是幾代中國青年篳路藍(lán)縷、接續(xù)奮斗的勝利果實(shí)，也是中國制造從無到有、由苦及甜的真實(shí)寫照。這一張張亮眼的成績單表明，中國正走在世界能源革命的最前列。
葛洲壩、三峽、白鶴灘
1970年，已身患重病的周恩來總理，幾次召集有關(guān)人員開會(huì)，反復(fù)告誡大家：“長江出亂子，不是一個(gè)人的事，不是你的事，也不是我的事，是整個(gè)國家、整個(gè)黨的事。”是“要載入黨史的問題”，“我對(duì)這個(gè)問題是戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢，如臨深淵，如履薄冰”。
讓周總理如此關(guān)注的正是剛剛開工建設(shè)兩年的葛洲壩工程。
我國水力資源蘊(yùn)藏豐厚，大江大河源遠(yuǎn)流長，但水利工程的發(fā)展卻可謂步履維艱。1949年新中國剛成立時(shí)，全國水電裝機(jī)容量只有36萬千瓦，與如今三峽工程單臺(tái)發(fā)電機(jī)組的一半相當(dāng)，水電設(shè)備制造業(yè)也微乎其微。在當(dāng)時(shí)，想要上馬葛洲壩工程，將長江水截流，不外乎“天方夜譚”。
這個(gè)當(dāng)年全國最大的水電工程建設(shè)項(xiàng)目，僅混凝土澆筑量便相當(dāng)于劉家峽、丹江口、三門峽、映秀灣和新安江五個(gè)樞紐工程量的總和。兩臺(tái)17萬千瓦發(fā)電機(jī)設(shè)備零件，重則幾千噸，工廠都見所未見、聞所未聞。葛洲壩的設(shè)計(jì)，光原圖就畫了1.3萬多張，藍(lán)圖200萬張，圖紙有100噸重。參與建設(shè)的大學(xué)生，拿咸菜壇子當(dāng)椅子，在工地一扎就是10年。
就是在這樣的條件下，1981年葛洲壩建成投產(chǎn)，總裝機(jī)271.5萬千瓦，實(shí)現(xiàn)了我國大江大河大電站大機(jī)組的設(shè)計(jì)制造和運(yùn)營。當(dāng)年的人們也許無法想象，這個(gè)曾經(jīng)的“長江巨無霸”在短短的30年后，僅及三峽工程總裝機(jī)容量的1/10。
盡管三峽工程讓我國成功躋身世界水電前列，但在三峽左岸電站建設(shè)初期，國內(nèi)還生產(chǎn)不了單機(jī)70萬千瓦的發(fā)電機(jī)組，設(shè)備還需進(jìn)口。1996年年初，中國工程院專家提出關(guān)鍵技術(shù)“引進(jìn)、消化、吸收”的路線，以三峽工程為契機(jī)，由簡(jiǎn)單的設(shè)備購買向引進(jìn)核心技術(shù)轉(zhuǎn)變。
三峽集團(tuán)原副總工程師、機(jī)電總工程師程永權(quán)介紹，通過這樣一條技術(shù)路線，國內(nèi)廠家承讓技術(shù)并且分包生產(chǎn)，國家學(xué)會(huì)了70萬千瓦整套設(shè)計(jì)制造技術(shù)，在三峽右岸、地下電站建設(shè)中實(shí)現(xiàn)了70萬千瓦設(shè)備的國產(chǎn)化。
2021年6月28日，全球在建裝機(jī)容量最大、世界唯一單機(jī)容量百萬千瓦的白鶴灘水電站首批機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電，全部機(jī)組也將于今年7月收官。這是我國首次采用完全自主設(shè)計(jì)制造的百萬千瓦級(jí)水輪發(fā)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了我國高端裝備制造的重大突破。
在程永權(quán)看來，白鶴灘水電站標(biāo)志著中國水電已處于世界領(lǐng)先水平，“從金沙江下游到長江中下游的一系列大電站，總裝機(jī)容量已達(dá)到1.4億千瓦，年發(fā)電量達(dá)到3000億度，相當(dāng)于節(jié)約了9000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。從葛洲壩、三峽到白鶴灘，我們經(jīng)歷了從落后、追趕到努力趕超的大跨越”。
秦山、大亞灣、華龍一號(hào)
與水電一樣，我國的核電技術(shù)也走過一段漫長的“自主路”。
上世紀(jì)60年代，我國的核工業(yè)者們?cè)谖鞣降募夹g(shù)封鎖下，接連研制成功原子彈、氫彈。同樣是在1970年，周恩來總理指出：“二機(jī)部（核工業(yè)部前身）不能光是爆炸部，要和平利用核能，搞核電站！”這就是著名的“728”指示。
經(jīng)反復(fù)論證，1973年，上海市和二機(jī)部聯(lián)合向國務(wù)院提出了“建設(shè)30萬千瓦壓水堆核電站的方案”。方案在周總理生前最后一次主持討論核電站問題的中央專門委員會(huì)會(huì)議上通過。
18年后，這座由我國自行設(shè)計(jì)建造的秦山30萬千瓦核電站并網(wǎng)成功，實(shí)現(xiàn)了中國內(nèi)地核電零的突破。1994年，引進(jìn)國外技術(shù)建成的中國內(nèi)地第二座核電站大亞灣核電站也正式投入運(yùn)行，不過接連投產(chǎn)的兩座核電站，并不能改變我國核電落后的局面，因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，甚至每一個(gè)零配件都要依賴進(jìn)口。
直到2020年，我國擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“華龍一號(hào)”全球首堆并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著中國打破了國外核電技術(shù)壟斷，正式進(jìn)入核電技術(shù)先進(jìn)國家行列。
中國核電工程有限公司顧問劉巍表示，華龍的研發(fā)設(shè)計(jì)是基于中國核工業(yè)三四十年科研、設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)而成，從秦山核電站30萬千瓦自主化時(shí)，就不斷在深化和探索核電自主化的道路，一直到現(xiàn)在的百萬千瓦級(jí)核電技術(shù)。
中廣核集團(tuán)華龍一號(hào)總設(shè)計(jì)師王鑫告訴記者，目前我國的核電國產(chǎn)化率、自主化率已達(dá)到87%，整體技術(shù)水平比較而言，與世界核電強(qiáng)國處于“并跑”階段。
“核電在碳減排方面具有先天的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起到重要的支撐作用?！彼f，一方面，核電非常穩(wěn)定，可保證18個(gè)月周期內(nèi)滿負(fù)荷發(fā)電，另一方面，核電近乎于零碳排放，且能量密度高，一公斤原材料的裂變可相當(dāng)于2500噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量。
同時(shí)，自日本福島核事故以來，國家對(duì)核電采取了最高最嚴(yán)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，“我們始終都把安全放在首位，比如不會(huì)在斷裂帶、海嘯易發(fā)區(qū)選址，抗震可達(dá)到9級(jí)，對(duì)極端天氣也有相應(yīng)的防護(hù)，甚至我們考慮到恐怖襲擊的飛機(jī)撞擊可能，采用雙層安全殼的技術(shù)等，形成全方位的最高等級(jí)安全保障?！蓖貊握f，“我相信未來中國的能源結(jié)構(gòu)是多元的，但是它需要有壓艙石來保證電網(wǎng)的穩(wěn)定，核電必將在這個(gè)過程中起到關(guān)鍵作用。”
光伏、風(fēng)電、特高壓
近年來，在綠色能源的舞臺(tái)上，不僅有水電、核電等傳統(tǒng)“老大哥”的身影，更有“后浪”在奮起直追，比如光伏和風(fēng)電。
中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長劉譯陽表示，我國的光伏產(chǎn)業(yè)已走上高質(zhì)量快速發(fā)展之路。從2014年開始，我國已經(jīng)42次打破了實(shí)驗(yàn)室的光電轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄，今年就打破世界紀(jì)錄11次，“我們有著全球最多的發(fā)明和使用專利，量產(chǎn)的光伏電池轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破了23%，而2005年這個(gè)效率只有10%”。
據(jù)介紹，在硅片、電池片組件等光伏產(chǎn)業(yè)鏈方面，中國的企業(yè)產(chǎn)量占據(jù)了全球產(chǎn)量的四分之三以上，甚至硅片接近100%，設(shè)備材料國產(chǎn)化率超過99%。在應(yīng)用層面，中國連續(xù)8年新增光伏裝機(jī)世界第一，過去十年間，光伏電價(jià)下降超過85%，成為全球最便宜的清潔能源。
“去年6月四川甘孜藏族自治州每度電0.1476元人民幣的價(jià)格也創(chuàng)造了我國最低的光伏電價(jià)紀(jì)錄?！眲⒆g陽說，“光伏發(fā)電成本的下降不僅意味著我們可以用上便宜的能源，也意味著我們可以用更少的排放去消費(fèi)更多的能源”。
2020年7月，在福建福清興化灣二期海上風(fēng)電場(chǎng)，我國首臺(tái)10兆瓦、亞洲單機(jī)容量最大的海上風(fēng)電機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電，刷新了我國海上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的新紀(jì)錄。
東方電氣風(fēng)電股份有限公司副總經(jīng)理劉世洪介紹，東方電氣從2004年開始進(jìn)入風(fēng)電領(lǐng)域，經(jīng)過10多年的發(fā)展，目前已提供陸上、海上風(fēng)機(jī)超過1.3萬余臺(tái)?！霸谒婎I(lǐng)域我們已經(jīng)走到世界前列，但在風(fēng)電，特別是海峽風(fēng)電領(lǐng)域，我們跟國外還有一定的差距，所以這個(gè)10兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組就是我們打造海上風(fēng)電大國重器的成果”。
他告訴記者，我們國家海上風(fēng)電資源非常豐富，有1.8萬公里的海洋線，海上可開發(fā)的風(fēng)電資源能達(dá)到7.5億千瓦。在10兆瓦機(jī)組并網(wǎng)以來，運(yùn)行性能良好，創(chuàng)下了單周發(fā)電172萬度的優(yōu)異成績，目前已經(jīng)在福建海域批量投入運(yùn)用，今年在此基礎(chǔ)上，東方電氣又著手開發(fā)了13兆瓦的海上風(fēng)電機(jī)組，可將發(fā)電量進(jìn)一步提高25%以上。
有人問，中國的水電、風(fēng)電、光伏等發(fā)電區(qū)域很多都距離用電中心較遠(yuǎn)，清潔能源所在區(qū)與電力消費(fèi)負(fù)荷區(qū)基本呈逆向分布，那從這些地方發(fā)出的電怎么輸送給需要用電的區(qū)域？
劉東升是兵器裝備集團(tuán)首席科技專家、保變電氣技術(shù)負(fù)責(zé)人、特高壓變壓器首席專家，他所從事的特高壓領(lǐng)域便是實(shí)現(xiàn)電力遠(yuǎn)距離輸送的關(guān)鍵技術(shù)。
他介紹，特高壓是指交流1000千伏、直流正負(fù)800千伏以上的輸電技術(shù)，可遠(yuǎn)距離、大規(guī)模輸送電力，被稱為電力的高速公路，“把大量的清潔電力從幾千公里外輸送到用電負(fù)荷中心，只有特高壓能做到。實(shí)現(xiàn)能源革命，離不開特高壓”。
2020年建成投運(yùn)的青海-河南正負(fù)800千伏工程，便是世界上首條專門為輸送清潔電力建立的特高壓直流工程，該工程每年可將400億度清潔電力從1600公里外送到中原地區(qū)。
國務(wù)院發(fā)展研究中心世界發(fā)展研究所研究員丁一凡說，過去沒有特高壓傳輸技術(shù)之前，我們想要輸電只能把煤炭從西北運(yùn)到沿海，在沿海造電站，浪費(fèi)了很多人力、物力和時(shí)間成本。中國特殊的地域特點(diǎn)要求我們必須要掌握特高壓技術(shù)。
劉東升表示，特高壓可以說是中國的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，是世界上最先進(jìn)的輸電技術(shù)，目前中國的特高壓技術(shù)和裝備已在全球范圍得到了廣泛應(yīng)用，比如巴西水電的超遠(yuǎn)距離輸送，未來，在促進(jìn)全球能源互聯(lián)互通以及全球清潔能源革命中，特高壓也會(huì)發(fā)揮關(guān)鍵作用。
雙碳、機(jī)遇、挑戰(zhàn)
雖然我國的清潔能源在過去的幾十年間經(jīng)歷了飛躍式發(fā)展，但面對(duì)“雙碳”目標(biāo)，仍舊是任重道遠(yuǎn)。其中首要任務(wù)，便是對(duì)清潔能源的進(jìn)一步開發(fā)利用。
劉譯陽表示，很多人聽到碳達(dá)峰、碳中和，就認(rèn)為我們要少開燈、少用能、少用車，要節(jié)衣縮食，其實(shí)不然?！皠倓偨Y(jié)束的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議中指出，新增可再生能源和原料用能不納入能源消費(fèi)總量控制，創(chuàng)造條件盡早實(shí)現(xiàn)能耗‘雙控’向碳排放總量和強(qiáng)度‘雙控’轉(zhuǎn)變?！彼忉?，“這也就是說，如果是風(fēng)能、光伏、水電核電等零排放的清潔能源，我們用得越多越好”。
但從另一角度來看，目前我國的清潔能源還沒有達(dá)到最大程度的開發(fā)利用，能否滿足社會(huì)需求還要?jiǎng)澤弦粋€(gè)問號(hào)。
他進(jìn)一步解釋道，在《關(guān)于完成準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好“碳達(dá)峰”、“碳中和”的工作的意見》里面指出“到2060年，非化石能源消費(fèi)比重要達(dá)到80%以上”，而目前這個(gè)比例只有16%。意味著未來40年，我們的電力系統(tǒng)，我們的能源系統(tǒng)要進(jìn)行重構(gòu)。
“以光伏行業(yè)為例，我們國家有261萬平方公里的荒漠化土地，按照現(xiàn)有的發(fā)電效率，拿出里面3%-5%來建光伏電站，它發(fā)的電就足以夠我們?nèi)晔褂?，更不要說我們的轉(zhuǎn)換效率還在不斷提升。”他說，“去年我國的風(fēng)電光伏發(fā)電量大概占全社會(huì)用電量的11.5%，跟英國40%的比例相比，我們還有很大的發(fā)展空間。”
王鑫也認(rèn)為，目前我國的核電裝機(jī)容量相對(duì)偏低，2020年統(tǒng)計(jì)核電發(fā)電量只占全國發(fā)電量的4.7%，相對(duì)于其他國家差距較大，美國這個(gè)比例占到40%，法國占到將近70%。
對(duì)此，復(fù)旦大學(xué)特聘教授、重慶市原市長黃奇帆分析，在供給端，今后清潔能源的供應(yīng)需要有120億千瓦裝機(jī)的光伏、水力、風(fēng)力等清潔能源裝置，如果按每一千瓦5000元便需要60萬億元的投資。
在消費(fèi)端，各種終端用電用能設(shè)施更新改造，比如電動(dòng)車、智能環(huán)保建筑以及儲(chǔ)能技術(shù)、儲(chǔ)能電池的投入，至少需要40萬億元的投資需求，再加上遠(yuǎn)距離輸配電的特高壓和智能電網(wǎng)設(shè)施等投資，就會(huì)達(dá)到150萬億元。
“對(duì)此要鼓勵(lì)有條件的地區(qū)發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，通過破鏈、強(qiáng)鏈、補(bǔ)鏈加快形成空間上高度集聚，上下游緊密協(xié)同，具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的世界級(jí)清潔能源、產(chǎn)業(yè)鏈集群，我相信在這個(gè)過程中中國將出現(xiàn)一批主導(dǎo)型的企業(yè)和幾十甚至上百家獨(dú)角獸企業(yè)，我們期待這些企業(yè)在綠色經(jīng)濟(jì)革命中發(fā)揮主力軍的作用。”黃奇帆說。