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刚刚过去的一年里，

14亿中国人用掉了超过

9000000000000度电，

（别数了，是9万亿）

是美国的2倍多，

印度的6倍多，

法国的20倍多。

而支撑这一切的，

是全球最大的清洁煤电供应体系，

是世界第一的水电、风电、光电装机总量，

还有全球规模最大的输电网络，

全球最长特高压输电线路，

它们共同组成了

全球最大的电力供应系统。

即便如此，

我们真的高枕无忧了吗？

今天，和小新一起

解构我国的电力供应系统～

煤电的困局

中国，

是光电、风电、火电、水电

装机容量都最大的国家。

当它所有的发电厂一起开动，

每年生产的总电量将近全人类用电量的1/3。

那这么多电够用了吗？

以江苏省为例，

一天中，

白天和夜晚的用电需求极不均匀，

而一年中，

每到炎热的夏季和寒冷的冬季，

电力负荷更是明显飙升。

可以想象，

当所有省份的用电高峰叠加起来，

整个电网的压力将是何等巨大。

为14亿人供电，

依然面临着重重挑战。

2024年，

我们经历了人类有记录以来

最热的一个夏天，

异常的高温让全国17个省份的

用电负荷接连突破历史记录。

而彼时，

能帮助人们缓解用电紧张的，

首先就是，煤电厂。

因为它只要开机就能发电，

而且可以灵活调节功率大小。

于是，

从山西、内蒙、陕西等产煤大省的矿场，

到连接四方的铁路，

都在加班加点、开足马力采煤保电。

不过，它始终都有一个困局。

目前，

尽管煤炭在中国电力结构中的

地位依然无可替代，

例如2023年，

煤电就以全国40%的装机

发出了全国60%的电量。

但只要烧煤，

就一定会产生粉尘和多种温室气体。

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于是，

人们都在想方设法，

让煤炭变得“清洁”，

彻头彻尾的“清洁”。

比如，在燃烧时，

把煤和秸秆、氨气等掺在一起，

从源头处减少用煤。

比如，在发电时，

让燃煤机组更加高效。

一台燃煤发电机组

发1度电需要多少煤呢？

答案是256g，

相当于半瓶矿泉水的重量。

再比如，它排出的烟气，

既可以分离提纯后得到食品级的二氧化碳，

也可以收集起来直接注入地下，

封存烟气的同时，

还能把岩层中的石油“驱赶”出来。

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与此同时，

人们也在不断寻求

更丰富、更清洁的替代电能。

近十年来，

水电、风电、光电等组成的清洁能源军团

正在以势不可挡的速度攻城略地，

如今在中国电力结构中的占比已经接近1/3。

现在用的每1度电里，

平均有13.6%来自水能，

9.4%来自风能，

6.2%来自太阳能。

不过，想要开发和利用它们，

却并非一片坦途。

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清洁能源的软肋

中国江苏，

沿海的自然条件赋予了

它得天独厚的风能资源，

而绵延的海岸线和广袤的滩涂湿地

又为风电开发提供了绝佳的地理空间。

但包括风电在内，

清洁能源的开发并不是一帆风顺的。

因为用来发电的风和光纯属看天吃饭，

而水能的大小又取决于河流的丰枯水期，

所以清洁能源电力与生俱来

就是波动的、随机的、间歇的。

一旦接入电网，

就极有可能对电力系统造成冲击。

那有没有可能发明一块大电池，

把发电高峰时多余的电储存起来，

等到低谷时再送出去，

这样不就可以变不稳定为稳定了吗？

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当然，

除了把这些小电池

组合成一个超级大电池外，

脑洞大开的科学家们

还发明了形形色色的巨型充电宝——

世界上坝体最高的“水体充电宝”，

全国首个“重力块充电宝”，

世界首个非补燃式“空气充电宝”。

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在这些巨型充电宝的加持下，

曾经的风电、光电、水电等

大型清洁能源基地“摇身一变”，

组成了超级电力基地。

不仅如此，

人们还可以根据天气等因素

来预测清洁能源的发电情况，

从而“主动”调节煤电厂的发电功率，

以此来平衡清洁能源的波动，

保证电力稳定供应。

不过，

想要把这些清洁能源电力输送出去，

还需要一张网，

一张能让电源、用电负荷、储能

随着清洁能源波动而灵活调节的新型电网。

电网的使命

三峡工程，

世界上规模最大的水利枢纽工程，

但却极少有人知道，

除了这座宏伟的大坝，

就在不远的山头上，

那些看似不起眼的输电塔和

输电线也创造了另一个史无前例的中国奇迹。

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当它们连接起三峡与

江苏、三峡与上海，

三峡与广东时，

也成为了国家电网和南方电网首条联网通道。

再加上后来不断延伸、不断生长的高压、

超高压、特高压线路，

如今已经成为全球第一大电网。

然而，

哪怕是中国最发达的

省级电网之一的国家电网江苏电力，

这里也有交流线路、有直流线路、

还有各种不同的电压等级。

再加上，

江苏99%的风电和

67%的光伏发电都分布在长江以北，

而用电负荷则主要集中在长江以南。

于是，

当清洁电力源源不断地进入电网，

为了让毫无规律、波动的它们与

其他发电厂、储能、用电负荷实现精准匹配，

一场升级已经全面启动。

扬州-镇江±200千伏直流输电工程是

全球最大交流改直流输电工程。

通过把原先的交流线路改建成

输电能力更强的直流线路后，

输电能力可提升6倍，

让江苏南北之间的电力输送更加通畅。

而像这样穿越长江的电力通道，

在江苏已建成了8条。

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2022年建成的

白鹤滩-江苏特高压直流工程，

其中江苏一侧的接收站十分特别，

它如同一个“蓄水池”，

既可以把省外输来的水电，

调节功率后，输向省内，

还可以汇集苏州北部富余的电力，

调配给苏州南部，

实现苏州地区内的南北互济。

而正在升级的，

不仅有坚强的主干电网，

还有连接用户的智慧配电网。

其中，电力的分配变得越发智能。

比如借助分布式光伏可观可测系统，

可以提前预测光伏电站的发电情况，

从而更好地保证用电高峰期的电力调度。

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不仅如此，

越来越多的村庄都在

化身为一个个光伏基地，

随着屋顶光伏有序接入电网，

既提高了电网调节能力，

村民也拥有长期稳定的收益。

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但这些都还不够，

中国还有散落各地的智能微电网。

在江苏无锡的全国最大的车网互动示范区，

新能源汽车可以在

用电高峰期反向给电网充电，

缓解电网压力，

就像电网的移动充电宝一样。

而在南京高速齿轮制造厂，

通过电力公司的规划，

这里的光伏电站、储能电站、充电站、

生产车间等都被整合成一个小电网，

实现整个园区电力的自产自销。

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更巧妙的是，

在整个苏州市，

数百个这样的园区组合

成了一个更大的系统，

除了满足各自的用电需求之外，

富余的电力还可以输给电网，

就像给电网配备了一个虚拟的电厂一样。

而想要这些形形色色的电网

高效地运转起来，

还离不开一张遍及各个角落的信息网络。

地面巡检员、天空巡检员，

它们组成了一支全天候的智能巡检队，

效率相比人工提升了60%。

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在江苏利用全息数字电网，

可以远程采集各类数据，

在云端对江苏电网实现数字化管理。

就这样，在数字化、智能化、

物联网等新兴技术的加持下，

江苏即便缺煤缺油又缺气，

却可以灵活地利用起

一切可以利用的电力资源……

很难想象，

70多年前，就算我们拼尽全力，

平均每人每年也只能分到9度电，

放到今天，只够你用上3天。

用了29年，

发电电网企业实现了大中城市的电力普及。

往后的37年，

电力点亮了中国的

每一个城市、每一个村庄，

中国成为了世界上唯一全民通电的国家。

作为发电、电力调节的主力军，

中央企业还想让所有人

更便捷、更清洁地用上电，

于是，

这场全国范围内的电力系统升级已然开启。

根据规划，

到2045年，

整个中国都将完成这场升级，

但那依然不够。

因为只要人类文明还在滚滚向前，

这条能源的探索之路就永远不会抵达终点。

【说明】目前各国2024年用电量数据还未全部披露，中国的用电量数据为中电联估算所得，与美国、印度、法国的用电量比较由2023年情况估算所得。

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责任编辑丨苑洪涛

校对丨杨致刚

执行主编丨刘海草 张灏然

内容来源 | 星球研究所 国家电网 国网江苏电力