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行業新聞
能源新技術:“激蕩”特高壓 創造新動能
2017-11-28

來源:能源雜志  

在黨的十九大報告中,習近平總書記曾36次提到“新時代”。“中國特色社會主義進入了新時代”,成為對我國現階段最深刻、最具高度的表述。

“新”,意味著新機遇、新飛躍,也意味著新形勢、新挑戰。

在人類文明發展的長河中,恐怕再也沒有比新技術、新發明更“新”的東西了,它們代表人類智識的最前沿,為社會進步提供著最根本的動力。

但技術從來都是一把雙刃劍,尤其在觀念更開放、知識更普及的今天,技術之“新”,與社會之“新”越來越深刻地交織在一起。技術不僅是研究和應用工作,也越來越多地參與著社會意識的演變。

技術在為能源領域帶來變革的同時,也一次次帶來與社會的善意交鋒,在創造著科學與經濟價值的同時,也創造著社會與文化價值,成為整個社會進步的"新動能"。

“激蕩”特高壓

2017年9月1日,十九大開幕前的一個多月,在國家主席習近平和巴西總統特梅爾的共同見證下,巴西礦產和能源部部長費爾南多向中國國家電網公司董事長舒印彪正式頒發了巴西美麗山水電送出特高壓直流輸電二期項目開工許可證。這是巴西基礎設施領域的重點工程,其一期、二期均由國家電網公司中標并投資、建設和運營,建成后,將把巴西北部豐富的清潔能源電力遠距離大容量輸送到東南部的負荷中心,更好地促進巴西經濟社會發展。

美麗山位于亞馬遜河的腹地,那里生活著眾多以捕魚為生的原始印第安部落,環境和文化因素十分復雜。但國家電網公司憑借負責任的環保手段、大量的就業崗位以及令人驚嘆的施工效率,贏得了地方社會的認可。

和巴西印第安人不同,中國民眾對電,可以說是司空見慣到了熟視無睹的程度。用電的地方越來越多:炒菜做飯從燃氣變成了電爐,取暖從燒煤變成了燒電,出行從燃油車變成了電動車。

但在很多人的認識里,電,以及電氣時代,依然是西方文明的象征。電從哪里來,很多人也并不十分清楚,對于發電的印象,還停留在冒著濃煙的火電廠;輸電,也無非是架桿接線。

但是,在輸電領域,我國正創造著世界上最為領先的技術。中科院院士盧強曾說,在我國,真正具備自主研制和創新水平,并且能稱得上偉大的工程,有,但不多。而特高壓,則是名副其實的、偉大的自主創新工程。

偉大創新的背后,往往是曲折的、甚至反復的討論和論證。早期,對于發展特高壓的疑問主要集中在經濟性與成熟度上。但截至目前,我國在特高壓領域取得的成就,不但提振著我們的信心,也不斷刷新著我們對于時代的認知。

以特高壓交流輸電為例,我國目前已攻克了完全穩定控制等多項技術難關,成功解決了特高壓電網建設的安全性、穩定性、潮流分布及電磁暫態等問題,是第一個成功設計和運行1000千伏電壓等級特高壓交流輸電工程的國家。

從時代背景來看,黨的十八大以來,我國能源結構顯著優化,到2016年底,非化石能源利用量占到一次能源消費總量的13.3%,水電、風電和光伏發電均領跑全球。將這些分布分散、且多地處偏遠的清潔能源電力輸送到東部能耗中心,正是特高壓電網承擔的重要任務。

除了新舊能源的互聯,特高壓還承擔著全球能源的互聯,將跨時區、跨季節的各大洲電網連接互通,實現世界范圍內清潔能源的調度和利用。全球化、能源結構轉型、基于智能化的萬物互聯,是我國特高壓技術誕生的背景,也是其服務的時代,用應運而生、順勢而動來概括,再恰當不過了。

“平反”可燃冰

相對電的無處不在,可燃冰更像一個傳說。

2013年,日本首次宣布從海底可燃冰層試驗開采提取甲烷氣體,成為這個能源進口大國的重磅利好。“可燃冰會讓日本成為新能源大國”、“中國可燃冰研究已落后日本十余年”等說法陸續出現,讓人們在為新能源振奮的同時,又不免感到一絲失落。

但后來的事實證明,日本的試開采并不成功,因為遭遇到了泥沙堵住鉆井通道的問題,所以被迫中止。

時間到了2017年。5月10日,中國南海天然氣水合物試采工程首次試氣點火,并于7月9日試采結束并關井,持續試采60天,累計產氣超過30萬立方米,創造了產氣時長和總量的世界紀錄。試采使用的海上鉆井平臺“藍鯨一號”,由山東煙臺企業中集來福士自主設計建造,是目前全球最先進的雙井架半潛式鉆井平臺。但人們并沒有忘記日本遭遇的挫折。可燃冰真的可行嗎?與此同時,對可燃冰開采所可能引發的環境問題,也引起了一些人的恐慌。“開采可燃冰將引發海床崩塌、海洋酸化”,“大規模商業化使用是天方夜譚”,“可燃冰不過是概念炒作”。

質疑源于不信任,也源于不了解。比如,很多人并不理解對于可燃冰的開采而言,“連續”二字意味著什么。

要做到穩定生產、從而實現可燃冰的商用價值,就需要對深埋于海床之下的固態可燃冰做到水、泥沙和甲烷氣體的分離,這一點,正是可燃冰開采的世界性難題。

而我國在傳統的加熱法和降壓法之間走出了一條新路,從單純考慮降壓,變為關注流體的抽取,在降低海底原本穩定的壓力、降低可燃冰儲層的成藏條件之后,再將分散在類似海綿空隙中的可燃冰聚集,最終達到水、泥和氣的分離,實現了防沙、儲層改造、鉆完井、勘察與測試等方面的多項突破。

但證明“技術上可行”,僅僅是第一步。要不要用?怎樣用?如何控制節奏?是手握新技術竭澤而漁式地開發,還是因為擔心風險、擔心被污名化而小心翼翼、亦步亦趨?可燃冰與特高壓一樣,也面臨著一些倫理式的追問。

正是在追問中,方顯理性、科學與公義。在可燃冰的試采中,我國一直對環境問題保持高度關注,在試開采的前六年間,先后在神狐水合物區組織了10個航次的野外調查,系統勘察了這一海域的地質、海洋生物、海底環境、海表大氣甲烷等特征,對海底滑坡等地質災害進行了系統監測,保證了整個開采過程的安全、可控和環保。

未來,可燃冰如果能實現大規模開發利用,將對我國煤炭依賴性能源結構帶來重大改善。從社會大眾的角度看,價格可控的、可廣泛使用的替代性能源的出現,正是“人人享有可持續能源”、保障社會公平的重要前提。

“正名”新核電

2015年12月,由中國商務部和南非貿易與工業部共同主辦的中非裝備制造業展在約翰內斯堡開展。在華龍一號3D模型前,習近平主席向南非總統祖馬介紹說,“這是我們自己的技術,我們要把它推向非洲和全世界”。

華龍一號是我國具有完整自主知識產權的第三代核能發電技術。“完整自主知識產權”幾個字意味深長。上世紀80年代,在法國和英國的幫助下,中國建設了第一座百萬千瓦級大型商業核電站——大亞灣核電站,當時,從水泥到電話線都需要從國外進口,國產化率僅為1%。而華龍一號的裝備國產化率達到85%以上,六萬多臺套設備的生產、配套和組裝,涉及上海、四川等28個省市、5300多家企業。

但相對技術上的高歌猛進,全球核電面臨的是一個飽受爭議、并且相對低潮的環境。2011年,日本福島核事故發生后,各國普遍放緩了核電建設速度。2015年《全球核工業狀態報告》顯示,全球核電廠開工數由2010年的15座跌至2014年的3座,全球核電占總發電量的比例連續3年低于11%。

在國內,對核電的質疑也一直沒有停止過。幾年來,題名為《十問內陸核電》《多余的核電》《反核電宣言》的文章屢見報端,部分社會公眾的恐核情緒也再次滋長。

但對于核電的安全性問題,上至國家領導人,下至設計施工者,都從來沒有過絲毫松懈。

2014年,習近平主席在海牙國際核安全峰會上首次闡述了中國的核安全觀:“荷蘭哲人伊拉斯謨說過,預防勝于治療。近幾年,國際上發生的重大核事故為各國敲響了警鐘,我們必須盡一切可能防止歷史悲劇重演。”2016年,國新辦發布的《中國的核應急》白皮書也提到,“核事故影響無國界,核應急管理無小事”。

喚起人類恐懼的是新技術,平息人類恐懼的,則往往是更新的技術,這一點,華龍一號是絕佳的例子。不同于以往的核電技術,華龍一號根據地球重力和自然循環的方式,設計了一套能動與非能動相結合的安全系統,在無外部電源的情況下,依然能為核電站提供防護措施。它還采用了雙層安全殼結構,不但可以抗9級地震、防大型海嘯,還可以抵御商用大飛機的惡意撞擊。

從核電本身來看,作為一個相對成熟的技術,它仍然是短期內替代化石能源發電的重要選擇。中國工程院院士樊明武曾指出,要利用化石燃料所給的喘息時間,利用一切可利用的水利、太陽能、燃料電池、地熱等,而“要保證70億到100億人口在地球上活著并生活得比較好,原子能還是最可能的解決方案之一。”

而發電能力正是華龍一號最令人嘆服的地方:若按照最大功率運行,一臺核電機組每小時可以發電115萬度,相當于100個普通家庭一年半的用電量,年發電量能滿足一個中型城市一年的用電需求。從環保效益看,能減少標準煤消耗530萬噸、減排二氧化碳1300萬噸、減排二氧化硫和氮氧化物約21萬噸。

正如不存在絕對的安全,對新技術的爭議也不會完全消失,并需要系統的社會解決方案對其應用加以優化。但新核電的發展歷程,讓我們看到的,是一種關心公眾反應、容納爭議、也允許焦慮的包容精神。

美國社會哲學家芒福德在《技術與文明》一書中曾說,技術的有機平衡問題,為三大社會要素提供了最終出路:社會智力、社會能量和社會善意。“善意”二字,尤其引人深思。

當下,我國在能源領域多項世界級的突破,背后正是一個對新技術充滿善意的制度和社會。

反過來說同樣成立:善待新技術,就是善待我們的未來。