中国能源30年 25 Apr 2021, 18:00
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2020年12月底，浙江、湖南等多地突然公布的限电通知，唤醒了中国人尘封已久的“限电”记忆。 说起“限电”，现在40岁以上的人应该还能清楚地记得，在上世纪80年代末至90年代初，“拉闸停电”对于广大城市家庭来说，算是家常便饭。 那是中国能源形势最严峻的时期，一边是改革开放后，突飞猛进的工业、民生用电需求，另一边却是老旧落后的能源供应，能源缺口甚至高过百废待兴的建国初期。 为此，近30年来，中国分别在能源开采、发电设备、输电网络 三个关键环节，掀起了三次“能源革命”。 而中国的能源产量，也在“革命”之中，从1980年的世界第八、美国的1/3，成为世界第一，美国的1.7倍（2019年数据）。 转眼间30年过去了，中国人使用的家庭电器种类越来越丰富。从电灯、电冰箱，到空调、新能源汽车，用电量越来越高，但“限电”的困扰，却在悄然间退出了普通人的生活。 30年来，在生产与生活用电爆炸式增长的同时，中国究竟是怎么做到“不限电”，这一看似简单，但实则宏伟的目标的？ 今天就来看看，中国能源工业背后的那些困苦、汗水和传奇…… （文章较长，请坐好小板凳，仔细感受中国能源的奋进历程） 1992年8月28日，星期五，是让北京市供电局通讯员唐松寒，印象深刻的一天。 这天下午，唐松寒所在单位，接到华北电管局下达的紧急命令——因为电网负荷过载，电力供应不过来，北京需要“拉闸限电”。 一个小时后，北京1000多路电网，被唐松寒的同事们断掉了765路，相当于总负荷的三成。 全市大停电之后，很快，供电局的电话铃声便如骤雨般袭来。 “喂！我们是回民医院，我们要给重病人手术，请求马上供电。” 这场史称“8·28”的北京大停电，一直持续到了夜里。 仲夏夜，停电时间长了，有人家冰箱里的雪糕化了不说，连冻肉都馊了。 唐松寒下班回家后，还平白受到街坊邻居们不少埋怨，人们纷纷质问他：“你还是供电局的呢，怎么把自己家的闸也拉了啊？” 至于他亲手带来的这场停电，还造成了哪些事故，唐松寒后来才知道： 停电那一天，北京四大商场之一的“隆福大厦”，建店40年以来第一次被断电，据估计一天营业额损失过百万； 因为停电造成的损失过大，唐松寒给《北京晚报》撰稿时，称“8·28”这一天为“黑色星期五” ，引发一场舆论风波。 为了减少“拉闸限电”的窘境，当时的北京也想出不少招数节约用电。 例如“错峰用电”，将不同区域的企业职工公休时间错开，周三崇文、周四宣武、周五西城。 居委会大妈们则每日巡视街道，提醒居民们随手关灯。而要是谁家要是偷偷安装、当时被视为“奢侈品”的空调，那一定会被大妈们批评为“不顾大局”，有空调也不敢开。 30年前的用电困境，硬是逼着一代中国人，养成了“节约用电”的习惯。对比今天没日没夜开着空调、亮着灯的美国人，不禁让人倍感辛酸。 当时的北京，还是一座不折不扣的工业城市，仅首钢及其配套工厂，用电量就占到了全北京的20%。工业用电更加重要，可是万万断不得的。 据统计，为了保障工业用电，1992年这年，从1月到8月的244天里，北京居民有184天是在拉闸限电中度过的。 作为重点城市的首都北京尚且如此，其他地区的用电环境就更差。 例如在四川，80年代普遍实行每周“停三保四”制度，但依旧保不住每周用电四天。江苏则是“停二保五”，实际上也保不了五天。广州必须以高价和外汇向香港买电，而且依然停电频繁。 全国除西北、云南、广西外，所有工业发达的地区都严重缺电。 而在农村，很多农民甚至没有“电力”这个概念，直到1989年，农村电力入户率也只有不到80%，有电的地方，一天也仅通电几个小时，民用燃料短缺高达1/3。 为了解决用电问题，1985年至1992年，中国实行了数年“夏令时” 制度——由交通部工程师窦莘元首倡，每年从4月中旬至9月中旬，时间调快一个小时，借此督促民众早睡早起，减少夜生活时间和用电量。 然而，夏令时却在不习惯早睡的南方和西部地区，造成了不小的混乱。 例如在广州，汽车司机们由于“晚睡早起”、疲劳驾驶，交通事故率上升3成。在中西部地区，学生们往往每天天不亮就要爬起来上学，而放学时太阳却正是正午。 千方百计遏制电力消费，终究不是长久之策，也不利于经济发展。解决中国的能源短缺问题，归根结底要从提高能源供应下手。 中国的能源结构，用一句话就可以总结——“多煤、少油、缺气” 。 自从1877年唐山开滦煤矿投产以来，煤炭一直在我国能源结构中占据着主导地位，最高占比超过95%，至今仍有60%的比重。 新中国成立后，经历了数轮“五年规划”，中国煤炭生产取得了不俗的成绩，从1949年的年产3000万吨，上升至改革开放初期的年产5亿吨。 不过，相比于我国庞大的煤炭储量，煤炭开采受制于落后的开采设备，增产潜力还远远没有被激发出来。 1980年，中国煤矿机械化率只有33%。也就是说2/3的煤矿，是靠工人们徒手挖出来的，和100年前的大清没什么区别。 为了尽快满足我国的能源缺口，80年代中期，中国政府提出“大矿大开、小矿放开，不要细水长流、而要有水快流” 的观点。 在“有水快流”的思想指导下，国家与民间一起上，拉开了轰轰烈烈的煤矿体制改革： 1983年，煤炭部公布了《关于积极支持群众办矿的通知》，开始允许私人从事煤矿开采。 1985年，煤炭行业学习农村改革，实施投入产出总承包政策；1992年，又取消计划外价格限制，显露出市场经济的本色。 1995年，煤矿试行现代化企业制度；1998年，国务院下放直属煤炭企业，推进政企分开。 在一系列体制改革的加持下，煤炭企业生产动力大大增强。这一时期诞生的“五大露天煤矿” ，就是体制改革的丰硕成果。 改革开放前，我国露天煤矿多是“一五”时期苏联援建的，开采工艺基本为“铲车+铁路”的组合，设备进口自苏联及东欧国家。 尽管露天煤矿开采成本低、效率高，但由于中苏交恶后，煤矿设备更新困难，露天煤矿开发长期停滞。 直到改革开放后，我国用宝贵的外汇，再度引入美国卡特彼勒、日本小松等外国公司更加先进灵活的“铲车+卡车”设备，甚至与美国能源公司合作办矿，露天煤矿事业才再度重启。 1987年，作为中外合作的重点项目之一——平朔露天煤矿，拿着“中外合作001号营业执照”正式投产，并一举摘得“世界最大露天煤矿”的桂冠。 结果投产不到4年，世界煤炭行情不好，平朔煤矿的美国管理方选择退出。美国人走之前，破坏性地采掘煤层，使得整个煤矿项目面临夭折。 美国人撤摊后，国家将空出来的管理岗位，全部换上年轻大学生，结合着几年间煤矿工人积累下来的经验，硬是自己把煤矿撑了起来。 有了平朔煤矿的运营经验，我国后续又自行设计了霍林河、伊敏河、元宝山、准格尔露天煤矿，他们与平朔煤矿一起，并称为“五大露天煤矿”，每一座煤矿年产量均在1500万吨以上，至今仍在我国煤矿业界，有着举足轻重的地位。 除了国营大矿突飞猛进之外，体制改革，也让民间小矿如雨后春笋般出现。 “有水快流”最火的时候，商店办煤矿、学校办煤矿、连农民也办煤矿。一时间，全国煤矿数量最多达8万多家。 在这些小煤窑的背后，财大气粗的煤老板们，正式登上历史的舞台。 不可否认，在我国工业化的关键时期，特别是2001年入世之后，民营小煤矿为我国能源供应，做出了卓越贡献。 从2001年至2012年，我国原煤年产量从不到15万吨，上涨至接近40万吨，其中民营煤矿产量占到1/3，并支撑我国年发电量从1.5亿千瓦时，上涨至5万亿千瓦时。 同一时期，煤炭价格也从每吨150元上涨至500元，与发电量涨幅惊人的一致，煤老板们因此赚得盆满钵满。 然而，相比于国营大矿，民营小煤矿效率低、污染大、安全风险高的缺点也暴露了出来。小煤窑开采1吨煤，损耗资源是大矿的3倍，工人死亡率则是大矿的7倍。 特别是在隆冬时节，煤炭价格上涨，小煤窑为了利益超负荷运转，导致矿难的现象更是屡禁不止。 例如在煤炭大省山西，2006年供暖季前后的一个月内，就发生了5起小煤窑矿难： 10月24日，太原市万柏林区耙沟煤矿发生炸药爆炸事故，11人死亡。 11月3日，吕梁市临县新民煤矿发生雷管爆炸事故，9人死亡； 11月7日，太原市冀家沟煤矿发生透水事故，造成10人死亡。 11月12日，晋中市灵石县南山煤矿井下发生炸药燃烧事故，34人死亡； 11月26日，临汾市尧都区河底乡芦苇滩煤矿发生瓦斯爆炸事故，24人死亡。 接连不断的矿难新闻，让政府和社会反思，“带血的煤炭”是否符合社会的根本利益。 作为对“有水快流”的纠正，从2007年开始，国家推动煤炭企业“大并小”。从3万吨、6万吨再到9万吨，逐步淘汰私人小煤窑。 2011年，山西年产30万吨以下的小煤矿，全部被淘汰。 低效落后的小煤窑关停后，中国煤矿机械率提升至98%，煤矿事故死亡人数，也从世纪初的每年六七千人，下降至去年的200余人。 煤炭行业彻底告别了粗放式发展，进入平稳、规范的新时代。 有了煤炭等燃料，还需要发电厂将化学能转化为电能，送入电网和千家万户。 然而发电设备是第二次工业革命的产物，技术进步需要一点点积累。整个20世纪，在这一技术领域里领先的国家，例如美、日、法、德，都是第二次工业革命的先驱者， 当时还没有一个国家，可以在发电领域，实现后来居上。 由于我国工业起步的晚，直到改革开放初期，我国发电装备技术，依然落后西方三四十年，成为能源供应的最大障碍。 1975年，中国“大干快上”、自主研发的30万KW发电机组，安装在河南姚孟电厂——彼时，距离世界第一台30万KW机组被研发出来，已经过去了20年。 然而，忽视客观规律、强行研发出来的设备，可靠性极低。动不动就漏煤漏水、锅炉爆管、叶片断裂，完全无法发挥设计能力。 等到了改革开放时，中国最多使用的，还是10万KW以下的机组，而当时的德国、法国已经能制造90万KW、乃至130万KW的设备，技术领先中国4到5代。 为了尽快满足用电需求，摆脱“小马拉大车”的尴尬局面，国内发电厂开始逐批引进西方先进的发电设备。 例如1978年、1985年，内蒙古元宝山电厂就先后从法国、瑞士进口30万KW、60万KW机组，用于向工业重镇东北供电，开国内之先河。 然而，尽管花费了大量外汇进口外国机组，中国仍然不能掌握背后的制造技术。长此以往，宝贵的外汇消耗殆尽，不可持续。 对此，国家决定要将发电设备完全国产化，干前无古人、后无来者的事情。 1978年底，当时的第一机械工业部同时组织了两批考察团。一批由周子健部长带队，考察德国、法国等6个欧洲国家，包括11个发电设备厂和5个高压开关厂；另一批由副部长周建南带队，考察日本三菱、东芝、日立等公司。 考察结束后，一机部联合水电部，向国家计委提出，同时引进30万KW、60万KW两代火电机组技术的方案，大胆实现“弯道超车” 。 经过反复论证、货比三家，1980年，两部门最终选择引进美国西屋公司和美国燃烧工程公司的制造技术，电厂设计引入美国伊巴斯库工程公司技术。1985年，又引进了日本日立公司的相关技术。 至于为什么外国公司这么放心大胆地将技术传授给中方？一方面是因为这些技术虽然先进，但还算不上顶尖。另一方面，还没有一个国家能够实现如此大步子的“跨越发展”。 历史上，马来西亚、土耳其等国家，曾向西方取过经，但充其量学了个皮毛，到头来关键零部件仍然要从西方进口。 “七五”、“八五”期间，经过研究所、电力设计院、规划院、电厂的通力合作，和哈尔滨、上海、东方三大动力制造厂的国产化改造，两代引进型发电机组，分别于1985年、1987年，在山东石横电厂和安徽平圩电厂落地，首批国产化率平均在50%左右。 各部门密切配合、众志成城，当时被业内称为“团结造机” 。 此后，国家又拨款1亿多美元、配套投入30亿人民币，进行产业链改造，提高国产化率。等到生产第十套机组时，国产化率已经提升至90%以上。 到了90年代，我国已经具备了年产发电设备1000万KW-1500万KW的能力，进口设备数量开始减少。 也是在那个时候，高效、可靠的国产发电设备进驻全国各大电厂，“用电荒”的现象逐渐消失。 1995年冬天，北京居民彻底告别了“拉闸限电”的生活。这一年，我国发电装机容量达到2亿千瓦。 此后，中国发电装机容量狂飙突进，从2亿到3亿，用时5年，从3亿到4亿，用时3年，从4亿到5亿用时2年…… 2006年之后，中国发电装机容量，平均每年增长1亿千瓦。 同一时间，我国又研发出国产100万KW发电机组，技术跻身世界第一梯队。三大电气公司制造的发电设备，甚至能远销东欧、拉美、东南亚，抢他们“西方老师”的市场份额。 2010年，中国打破美国保持110年、“世界第一发电大国”的记录。 截止2017年末，中国电网里运行的30万KW、60万KW、100万KW机组分别有1100台、650台、120台。 这近2000台大型发电机，就是今天中国工业的心脏。 中国的输电技术，从诞生之日起，就注定要成为世界第一。 由于我国幅员辽阔，华北的火电、西部的水电、西北的风电和光电，距离东南沿海工业区，都有着上千公里的距离，因此世界上没有任何一个国家像中国一样，对于高电压、大功率、长距离的电力传输网络，有着如此高的渴望。 然而和发电技术一样，我国的电网技术也是“先天不足” 。 由于起步晚，改革开放前我国主流的220千伏输电线路，晚了世界上第一条同级别线路31年；即使是当时国内较为先进的330千伏线路，也落后西方国家20年。 改革开放后，重工业新项目的上马，使得中国对高级别输电线路的需求，立刻急迫了起来。 例如1979年，为了解决武汉钢铁厂1.7米新轧机的用电稳定问题，河南平顶山至武昌之间，架起了中国第一条500千伏输电线路。 然而，当时中国并没有自主建造高压线路的能力，这条线路上的变电设备、继电保护和通信设备，都是从日本、法国等6个国家和7个公司择优进口的。 1984年，我国第一次尝试自主建造500千伏输电线路，从元宝山电厂经锦州、辽阳到达海城。结果国产设备质量问题不断，电缆漏油、变压器漏油，断路器还发生过爆炸。 1985年，中国全套引进瑞士BBC公司的电网技术，建设葛洲坝至上海500千伏直流电输电工程。当时，为了满足外方配套引进的要求，我们连建设上海电站的草皮都是进口的。 在BBC这套技术的基础上，中国电力人开始了吭哧吭哧的国产化之路。 10年之后，这套技术的国产化率超过50%，20年之后，国产化率达到100%。 2005年，国家电网建设的西北-华中灵宝输电工程，第一次实现完全自主设计、自主制造、自主建设管理。 接下来，中国的电力工程师们，开始向一个更高的目标攀登——特高压 。 21世纪初，中国提出发展特高压的时候，正值全国电网互联互通 的特殊时期。 由于历史原因，我国电网一直以省和七个跨省大区（东北、华北、华中、华东、西北、南方、西南）为管理单位，各大区之间互不联通。 但随着东部省份用电需求日益高涨，将西部与东部地区，通过高压电网连接起来的计划，被国家提上日程。 更重要的是，这张电网是一张“扶贫网” ，西部省份通过向东部出售电力，可以获得源源不断的资金流入。 从2001年东北-华北电网联通，到2010年新疆-西北输电线路建成。10年间里，全国通过建设大区电网之间的超高压、特高压线路，基本实现了“全国一盘棋” 。 中国特高压项目纷纷上马的时候，西方国家却停止了探索。 当时西方业界普遍认为，特高压项目占地面积大、投资效益低，不适合西方增长停滞的电力市场，于是给了中国后来居上的机会。 通过在特高压项目上积累的技术优势，中国成为继美、德、英、法、日之后，第六个国际电工委员会（IEC）常任理事国。 中国特高压标准随后被推荐为国际标准，而相关设备也出口到巴西、印度等，同样需要远距离输电的国家。 但对于中国来讲，除了出口、占领国际电力市场外，特高压还是开启下一场能源革命的“钥匙”。 这场革命，将彻底改变中国，在全球能源市场中的地位和格局。 2006年青藏铁路通车后，西藏经济快速发展，用电缺口扩大。如何解决西藏用电难题，摆在了中央领导们的面前。 当时，西藏电力主要以水电为主，但水电波动大，枯水期时西藏严重缺电，需要外部电力输入。 为此，以发改委副主任张国宝为首的一批专家，建议从青海拉一条高压输电线路到拉萨，将原本封闭的西藏电网，同全国连接起来。 但张国宝的建议，却遭到一些专家的反对。他们认为在青藏高原建设电网，十分浪费，不如在当地建设燃油发电厂更加省事。 最终出于长远考虑，发改委和国家电网还是力排众议，决定在西藏建设高压电网。 2011年，国家建成青海-西藏输电线路；2015年、2018年，国家又建设了川藏、藏中输电线路。 当初国家投资西藏电网，普遍被视为扶贫之举，但随着新能源时代的到来，西藏巨大的新能源开发潜力，逐渐被世人所知。 例如西藏境内大江大河密布，非常适合水力发电。全国待开发水力资源一半以上，集中在西藏雅鲁藏布江、金沙江、怒江等河流。 同时，青藏高原又是全世界阳光最充足的区域，光伏发电效率是西北戈壁的1.5倍、东南沿海的2倍。 随着西藏新能源项目的大力建设，2015年，西藏开始向外部输送电力，完成了从“输入”到“输出”、从“扶贫”到“反哺”的角色扭转。 长远来看，随着中国做出“2030年碳达峰、2060年碳中和”的承诺，过去占能源主导地位的煤炭，势必将逐渐退出历史的舞台。 而拥有巨大潜力的西藏，将携着中国最先进的新能源发电及特高压技术走上台前，甚至有望成为新能源时代的“中国沙特” ，一举改变几十年来贫穷落后的局面。 站在更宏观的角度，像建设西藏电网这样，中国在电力领域高瞻远瞩的布局，还有很多。 例如2004年，德国在世界范围内率先拉开新能源电力补贴的序幕。受补贴政策的刺激，2010年德国光伏产业比重，一度占到世界的40%。 看到德国新能源政策取得成功后，我国很快也在2006年施行《可再生能源法》，推出适合国情的新能源补贴政策。 由于没有先天劣势，勤奋刻苦的中国工程师们，一举击败发达国家的竞争对手。今天，中国光伏企业霸占了海外市场的半壁江山，风电企业也占据全球份额的1/3。 过去30年，中国在能源领域一直落后、学习、追赶，直到与先进国家齐头并进。 而在下一个30年中，中国将傲立潮头，成为新能源革命中的头号强国！ 如今已经退休的唐松寒还记得，1995年北京电网经过系统改造后，“拉闸限电”彻底成为历史。 1996年，北京市区供电可靠率提高到99.841％，也就是说一年当中，平均有13.92小时不能用电。 不过对比当时的发达国家，年平均停电只有5分钟到半小时，我国还有很大的差距。 在此后几年里，电力公司经常有计划的停电，对仍不成熟的电网和发电设备进行检修。 作为通讯员，唐松寒负责根据供电公司的停电计划表，提前一个星期向《北京晚报》等媒体发送预告，给老百姓们留出充足的准备时间。 2003年以后，随着北京电力供应和电网管理水平的提高，“停电”预告逐步退出历史舞台。 2020年，根据国家能源局的数据，北京居民年平均停电时间只有27分钟，可以自豪地比肩伦敦、巴黎等国际大都市，更是全面超越美国。 今天，当我们享受着不间断的空调和网络时，我们应该意识到，在“不停电”这个逐渐被人们习惯的现象背后，是充足的能源供应、强大的发电机能和稳定的电网调度。 这是中国赶超世界的工业实力所带来的好处，更是30年来，一代人所付出的巨大心血。 作者：柏年，文章来源微信公众号：柏年说，版权归原作者所有，如有侵权请联系本人删除。
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