盧強(qiáng)院士:電力的榮光與夢(mèng)想

發(fā)布時(shí)間: 2019-10-11   來源:中國(guó)電力企業(yè)管理  作者:本站編輯

  1936年生人的盧強(qiáng),作為目前健在的我國(guó)最具權(quán)威的電力科學(xué)家之一,對(duì)我國(guó)電力事業(yè)從艱難起步到奮勇直追的歷程記憶猶新。追憶過往,他為自己見證了新中國(guó)電力發(fā)展的奮進(jìn)之路而感慨萬千;展望未來,他認(rèn)為能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫,我國(guó)能源電力發(fā)展仍面臨多重挑戰(zhàn),但前途光明。

  電源緊跟大型工業(yè)的被動(dòng)式發(fā)展

  在新中國(guó)成立之初,電源稀缺、電網(wǎng)凋零,全國(guó)為數(shù)不多的發(fā)電廠大多是外商在租界,以及大城市周邊建設(shè)的小型火電廠,比如民國(guó)時(shí)期的南京下關(guān)發(fā)電廠以及上海楊樹浦發(fā)電廠等。新中國(guó)成立初期,下關(guān)電廠總裝機(jī)容量?jī)H為3萬千瓦;楊樹浦發(fā)電廠總裝機(jī)容量將近20萬千瓦,是當(dāng)時(shí)規(guī)模最大的發(fā)電廠,這一個(gè)廠的裝機(jī)幾乎占當(dāng)時(shí)全國(guó)總裝機(jī)容量的十分之一。那時(shí)候,全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)大約在180~200萬千瓦,僅僅相當(dāng)于現(xiàn)在兩臺(tái)大型機(jī)組的容量。

  這就是當(dāng)時(shí)我國(guó)所面對(duì)的薄弱的電力工業(yè)基礎(chǔ)。但即便是如此稀少而簡(jiǎn)陋的電廠,能夠保留下來也是極為不易的。在新中國(guó)成立前夕,國(guó)民黨在撤退之前意圖炸毀全國(guó)的電廠,為了保護(hù)工廠,中共地下工作者發(fā)動(dòng)工人,在全國(guó)廣泛成立工人護(hù)廠隊(duì),與反動(dòng)勢(shì)力進(jìn)行了機(jī)智英勇的斗爭(zhēng),保衛(wèi)了全國(guó)為數(shù)不多的電廠資源。

  但這區(qū)區(qū)一、二百萬的發(fā)電容量當(dāng)然滿足不了國(guó)家發(fā)展和人民生活的需要。那時(shí)候,珍貴而又稀缺的電力主要用來保障重工業(yè)和一些紡織輕工業(yè)用電,居民用電尚在其次,只有大城市有部分居民能夠用電照明,少有其他電氣設(shè)備。

  “一五”時(shí)期,我國(guó)確定了156個(gè)工業(yè)重大建設(shè)項(xiàng)目,這一系列項(xiàng)目為中國(guó)早期工業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ),其中有三分之一的項(xiàng)目在東北。隨著一批重工業(yè)項(xiàng)目的建設(shè),提升我國(guó)電力供應(yīng)能力的任務(wù)十分緊迫。當(dāng)時(shí)東北最大的電廠是豐滿水電廠,該電廠是日本占領(lǐng)東北時(shí),使用中國(guó)勞工建成的。為此,中國(guó)勞工死傷無數(shù)。日本戰(zhàn)敗撤退后,我國(guó)技術(shù)人員和工人刻苦鉆研學(xué)習(xí),摸清了關(guān)鍵技術(shù),掌握了運(yùn)行、維護(hù)維修和管理技能。在此基礎(chǔ)上,還成長(zhǎng)起了一批水電廠高端技術(shù)人員和管理人員。

  在這一時(shí)期,中國(guó)電力工業(yè)的起步是艱難而又緩慢的。盧強(qiáng)考上清華大學(xué)電機(jī)系后,了解到前蘇聯(lián)已建成數(shù)個(gè)世界領(lǐng)先的大型水電站;美國(guó)和歐洲已經(jīng)研制出了單機(jī)百萬千瓦的火力發(fā)電機(jī)組,這種大型機(jī)組發(fā)電效率高,煤耗低,讓盧強(qiáng)既驚嘆又羨慕。那時(shí)候,國(guó)內(nèi)建設(shè)了一批中型火電廠,大型機(jī)組一般在20萬千瓦。盧強(qiáng)心里冒出一個(gè)念頭:什么時(shí)候中國(guó)也能擁有單機(jī)百萬的發(fā)電機(jī)組呢?中國(guó)能自己研制出來嗎?

  1954年考上清華大學(xué)電機(jī)系的盧強(qiáng),其求學(xué)生涯貫穿了新中國(guó)電力事業(yè)的早期發(fā)展,他一面關(guān)注國(guó)外電力先進(jìn)水平的發(fā)展,一面為中國(guó)電力事業(yè)的每一個(gè)成就而欣喜。

  1964年,盧強(qiáng)研究生畢業(yè),成為清華大學(xué)電機(jī)系的一名青年教師。1968年,丹江口水力發(fā)電廠第一臺(tái)機(jī)組投產(chǎn),主要任務(wù)是為武鋼供電?!爱?dāng)時(shí)武鋼集團(tuán)有四臺(tái)高爐,是中國(guó)最大的煉鋼廠,從丹江口水電站直接送出一回220千伏線路,向武鋼供電?!北R強(qiáng)說。

  這是中國(guó)早期電力建設(shè)中的普遍形態(tài):一座發(fā)電廠建成后,配套建一、二條高壓線路對(duì)負(fù)荷供電,對(duì)安全性和穩(wěn)定性考慮較少。丹江口水電廠主供武鋼就是如此,單電源單輸電線供電,業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心其運(yùn)行的安全性問題。果然,1972年,由于丹江口電站輸出線路發(fā)生短路故障而跳閘,使武鋼完全失去電源(包括安保電源)。四臺(tái)高爐若失去冷卻水,在四分鐘內(nèi)就會(huì)坍塌,武鋼命懸一線。幸虧有一個(gè)裝機(jī)容量?jī)H一萬千瓦的小電廠,廠長(zhǎng)(是清華校友)見此情況,急令該廠與電網(wǎng)解列,利用這一萬千瓦的機(jī)組解決了冷卻水的問題,保住了武鋼。盧強(qiáng)清楚地記得周總理批示道:武鋼是中國(guó)人民用一百多年勒緊褲帶建成的,這次幾因電力事故毀于一旦,這樣的事故再也不能發(fā)生了!所有中國(guó)電力人包括盧強(qiáng)在內(nèi),見此批示,無不感到自己肩上責(zé)任之重大。從此盧強(qiáng)把提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性作為自己畢生的責(zé)任。

  樹立能源電力全國(guó)一盤棋的理念

  1961年8月,我國(guó)建成了第一條電氣化鐵路——寶成鐵路,由寶雞發(fā)電廠為其供電。“電氣化鐵路是單相負(fù)載造成三相不平衡,引起了發(fā)電機(jī)機(jī)端產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)序發(fā)熱,電廠難以承受,因此鐵道研究院委托清華大學(xué)來完成這一課題,希望我們研究如何加裝電容器對(duì)負(fù)序發(fā)熱進(jìn)行補(bǔ)償?!北R強(qiáng)說。

  這是盧強(qiáng)在進(jìn)入研究生學(xué)習(xí)階段接到的第一個(gè)科研任務(wù)。當(dāng)時(shí)的中國(guó),即使有能力建設(shè)電氣化鐵道也無法多建,電廠沒有足夠大的容量,電網(wǎng)也沒有足夠強(qiáng)的承載能力。正因如此,電氣化鐵道的發(fā)展在我國(guó)中斷了很久,直到1977年,我國(guó)才再次建設(shè)電氣化鐵路陽(yáng)安鐵路——陽(yáng)平關(guān)至安康356千米段。

  在與鐵道科學(xué)院科技人員合作完成了實(shí)驗(yàn)室研究之后,盧強(qiáng)開始實(shí)地調(diào)研。他獲得一張鐵道部所發(fā)的“特別通行證”,無論何時(shí)只要是在寶成鐵路,任何一輛列車到站他都可以直接上車,在副駕駛的位置記錄列車運(yùn)行有關(guān)數(shù)據(jù),以供研究。

  寶成鐵路沿線風(fēng)景秀麗,林壑尤美。但盧強(qiáng)無心觀賞,只一門心思考慮安裝電容器的最佳補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)。

  課題完成后,電容器的成功安裝的確在減少負(fù)序方面起到了明顯的效果,但這并不能從根本上解決問題。電力和交通,是當(dāng)時(shí)制約國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大因素,而從電氣化鐵道的發(fā)展上可看出,電力系統(tǒng)容量足夠強(qiáng)大與充??煽?,是一切基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的前提條件。

  盧強(qiáng)回憶到,當(dāng)時(shí),前蘇聯(lián)在伏爾加河和頓河上修建了幾個(gè)特大型的梯級(jí)水力發(fā)電廠,其輸電技術(shù)亦相對(duì)先進(jìn),后又建成了可從西伯利亞遠(yuǎn)距離送到莫斯科的輸電線路。前蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)考慮用1000千伏特高壓輸電方案,但建成后因沒有足夠功率可送,只得降壓運(yùn)行。再看我國(guó)今日特高壓網(wǎng)絡(luò)已日益完善,成為世界上唯一有特高壓成功運(yùn)營(yíng)的國(guó)家。而且我國(guó)也成了特高壓國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定者。在慶祝新中國(guó)成立70周年之際,憶往昔看今朝,怎不令人贊嘆!

  缺乏系統(tǒng)性科學(xué)規(guī)劃的電力發(fā)展在二灘水電站“送出工程”棄水事件中釀成苦果。1991年,二灘水電站開工建設(shè),這一電站是中央和國(guó)務(wù)院為促進(jìn)中西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展而確定建設(shè)的巨型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。二灘水電建設(shè)利用世界銀行貸款共計(jì)9.3億美元,緩解了國(guó)內(nèi)資金的不足。

  二灘水電站建設(shè)經(jīng)歷了九年時(shí)間,在建設(shè)之初,我國(guó)供電局面十分緊張,特別是華東等地電力負(fù)荷缺口明顯。但電站投產(chǎn)后,卻面臨著巨大危機(jī):巨額投資、巨大浪費(fèi)、巨額虧損。一方面,我國(guó)經(jīng)濟(jì)受亞洲金融危機(jī)的影響處于低谷時(shí)期,電力需求并不是特別旺盛,另一方面,華東各省希望發(fā)展本地區(qū)火電電源,而不愿接受遠(yuǎn)方水電資源。

  二灘水電站的棄水之痛,也成為中國(guó)開啟電力體制改革的導(dǎo)火索,能源電力規(guī)劃全國(guó)一盤棋的思想更加深入人心。

  2006年11月28日,國(guó)內(nèi)第一個(gè)國(guó)產(chǎn)百萬千瓦超超臨界電站項(xiàng)目:華能玉環(huán)電廠1號(hào)機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行,當(dāng)年盧強(qiáng)的心愿成真。在電源大發(fā)展的同時(shí),我國(guó)電網(wǎng)也實(shí)現(xiàn)了由高壓、超高壓到特高壓的步步躍升。2013年1月,“特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用”榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí),盧強(qiáng)任評(píng)審專家委員會(huì)主任委員,他認(rèn)為這項(xiàng)成果獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)是當(dāng)之無愧的。

  大型儲(chǔ)能應(yīng)用是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵

  自2015年12月《巴黎協(xié)定》達(dá)成以來,能源轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。要實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型,盧強(qiáng)認(rèn)為應(yīng)重視大水電開發(fā)。

  他在任全國(guó)政協(xié)常委期間曾多次呼吁加快開發(fā)西南水電,尤其是對(duì)怒江的開發(fā)。他認(rèn)為,水電站兼顧灌溉、航運(yùn)和發(fā)電,具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng),雖然前期投資成本較高,但建成之后發(fā)電成本極低。對(duì)于我國(guó)來說,大型水電站的建設(shè)是一種戰(zhàn)略儲(chǔ)備,需要用長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光來看待。盧強(qiáng)表示,怒江的開發(fā)時(shí)間非常緊迫,水電開發(fā)周期很長(zhǎng),即便現(xiàn)在動(dòng)工,距離首臺(tái)機(jī)組發(fā)電還需要八年左右的時(shí)間,而怒江現(xiàn)在一直遲遲未動(dòng),令人費(fèi)解、痛心。

  盧強(qiáng)認(rèn)為,怒江的開發(fā)可以參照瀾滄江開發(fā)的成功先例。瀾滄江是我國(guó)水能資源的“富礦”,發(fā)源于青藏高原的唐古拉山東北坡,流經(jīng)云南西南部,在我國(guó)的流域稱瀾滄江,出國(guó)后稱湄公河。瀾滄江在中國(guó)境內(nèi)落差達(dá)5000米,非常適合做梯級(jí)開發(fā)。開發(fā)后不僅能產(chǎn)生大量的清潔電能,還對(duì)防災(zāi)減災(zāi)、水利灌溉、涵養(yǎng)水土、保護(hù)生態(tài)有積極意義。瀾滄江所發(fā)電量不僅可以供我國(guó)使用,也可以輸送給缺電的鄰國(guó)。

  盧強(qiáng)不同意以環(huán)保為名義而放棄對(duì)怒江開發(fā)的雜音。開發(fā)水電,同樣可以做得很環(huán)保。比如以華能公司為主,對(duì)瀾滄江所進(jìn)行的水電梯級(jí)開發(fā)就非常注重生態(tài)保護(hù),對(duì)于建設(shè)中不得已毀壞的森林和草地都予以了加倍補(bǔ)種,是水電生態(tài)開發(fā)的范例之一?!皩?shí)際上,真正對(duì)生態(tài)產(chǎn)生破壞的,是兩岸居民的貧困。我去怒江考察過,兩岸人民生活很苦,沒有電,需以伐樹砍柴為炊,近岸的樹木都砍得差不多了,就只能去深山里砍,生態(tài)資源被無序開采。缺電和貧窮才是破壞怒江生態(tài)環(huán)境最嚴(yán)重的因素。”盧強(qiáng)說。

  在2011~2012年間,我國(guó)西南部以及湄公河流域的東南亞四國(guó)發(fā)生旱情,這讓我國(guó)的水利開發(fā)陷入了不利的輿情。但實(shí)際上,中國(guó)的水利開發(fā)并不會(huì)導(dǎo)致下游國(guó)家的旱情,反之還有利于這些國(guó)家旱澇調(diào)節(jié)?!斑@一點(diǎn)一定要正確認(rèn)識(shí),在怒江水利開發(fā)上應(yīng)與有關(guān)國(guó)家友好協(xié)商,”盧強(qiáng)說,“總之,我們要有克服一切困難的魄力去開發(fā)怒江。這是一個(gè)具有重大意義的民生和生態(tài)工程。”

  自2015年12月《巴黎協(xié)定》達(dá)成以來,能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)迫在眉睫。我國(guó)承諾2030年煤炭消費(fèi)達(dá)峰,以何種清潔能源替代煤炭減少的缺口?盧強(qiáng)認(rèn)為有三大替代:一是我國(guó)小水電的裝機(jī)總?cè)萘靠蛇_(dá)一億千瓦,有效利用小水電資源,是廣大農(nóng)村地區(qū)人民致富的一條途徑;其二是風(fēng)電、光電,目前我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)約為一億三千萬千瓦,但風(fēng)電利用效率很低,棄光情況亦較嚴(yán)重,應(yīng)認(rèn)真解決;第三,需要推動(dòng)特大型儲(chǔ)能的研發(fā)和應(yīng)用。我國(guó)自主研發(fā)的多聯(lián)產(chǎn)全壽命周期零污染壓縮空氣(即全綠色儲(chǔ)能)技術(shù)便是儲(chǔ)能技術(shù)的重要?jiǎng)?chuàng)新和突破。

  對(duì)于清潔能源中的核電未來如何發(fā)展,盧強(qiáng)認(rèn)為,核電發(fā)展最大的問題,并不在于安全問題。只要把安全管理做得嚴(yán)格細(xì)致,核電安全是可以保障的。真正制約核電發(fā)展的在于核廢料后處理技術(shù),如果能夠?qū)U棄放射源(核廢料)進(jìn)行99.5%以上安全收儲(chǔ),那么核電在全壽命周期內(nèi)才可以稱為綠色能源。

  盧強(qiáng)表示,目前我國(guó)風(fēng)、光和小水電(如雅安地區(qū))利用率低,大規(guī)模配置儲(chǔ)能設(shè)施,是提升風(fēng)光和小水電利用效率的根本辦法?!半娏ο到y(tǒng)的峰谷差是影響電力系統(tǒng)效率的最大難題,也是降低系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的原因所在。如何大幅縮小峰谷差?上述我國(guó)自主研發(fā)的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的充分應(yīng)用可以做到。”盧強(qiáng)說。

  儲(chǔ)能是影響未來能源格局的關(guān)鍵問題,對(duì)提高能源利用效率、促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動(dòng)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型有重要意義。但如何大容量、經(jīng)濟(jì)、高效綠色地儲(chǔ)存電力和熱能等,是科學(xué)界至今沒有解決的難題。盧強(qiáng)教授的團(tuán)隊(duì)在國(guó)家發(fā)改委、國(guó)網(wǎng)公司、華能電力、中鹽公司和清華啟迪公司的支持下,已開發(fā)出全壽命周期(40年至50年)零污染、集儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷氣(冷物流鏈)并兼調(diào)相于一身的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。電-電效率從37.5%到50%,一步一個(gè)臺(tái)階的儲(chǔ)能系統(tǒng)已分別建成并在蕪湖市和青海大學(xué)運(yùn)行數(shù)年;現(xiàn)發(fā)改委能源局已經(jīng)批準(zhǔn)第一期在常州建設(shè)60兆瓦電-電效率不低于60%的示范工程。該項(xiàng)直接關(guān)乎到能源轉(zhuǎn)型的示范工程將于2020年9月完工,并由江蘇省電力公司負(fù)責(zé)完成最后的并網(wǎng)發(fā)電工程。據(jù)專家預(yù)測(cè),它的市場(chǎng)需求將遍及全國(guó)以及“一帶一路”沿線國(guó)家。

      關(guān)鍵詞: 盧強(qiáng),電力

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