一千多年前,駝隊馱著絲綢茶葉,在哈密換駝歇腳,然后走向西域。一千多年后,特高壓線馱著電流,從哈密出發(fā),0.007秒抵達重慶。
風物已改,廊道依舊。這條依托古絲綢之路的內(nèi)陸走廊脈絡,如今升級為內(nèi)陸能源絲路。
但電不是一般貨物——無法存儲、不耐運輸、發(fā)多了只能棄用。新疆的風電光伏一年比一年多,本地用不完;即便光伏電價低至4分錢1度,也常常“發(fā)得出、用不掉”。這該怎么辦?
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新疆巴里坤換流站 圖片來源:每經(jīng)記者 胥帥 攝
4月22日至4月25日,《每日經(jīng)濟新聞》記者來到新疆哈密,看到了三樣東西:一座把交流變直流的換流站,一座把水抽上山再放下來發(fā)電的抽水蓄能電站,還有一片用熔鹽儲存陽光的光熱鏡場。火電當壓艙石,儲能當水庫,特高壓當高速——一套讓綠電“穩(wěn)著走、不浪費”的體系,正在戈壁灘上成型。
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跨越2000多公里
新疆綠電0.007秒直達重慶
還有不到兩個月,川渝又將迎來盛夏高溫,電力供應將再度迎來大考。但今年不一樣,兩股電正從西北趕來。
一股從新疆哈密出發(fā),走特高壓直流專用道,直奔重慶。“新疆綠電0.007秒直達重慶。”另一條若羌至成都的能源通道亦在加速建設,西北富余電力正持續(xù)輸送,逐步補齊川渝用電缺口。
哈密古稱昆莫,是絲綢之路北道的咽喉要地,出敦煌進入新疆的第一站便是這里。漢唐時期,哈密(唐朝時稱“伊州”)是中原王朝管轄西域的前哨,也是東西文明交匯的節(jié)點。
一千多年后,通道依舊,所載之物已然不同。
今天的哈密,仍是新疆的“東大門”,蘭新鐵路、連霍高速、西氣東輸管道、疆電外送特高壓線路,均從這里穿行而過。古人用駝隊運絲綢和茶葉,如今用特高壓線運電、用鐵路運煤、用光纜運數(shù)據(jù)。
“能源輸送之路”與古代絲路的邏輯相通——產(chǎn)地、通道、消費地。所載之貨更迭,千年廊道未改,悠悠駝鈴化作了電流嗡鳴。
新疆的風電和光伏,發(fā)出來的是交流電。交流電可以想象成一條雙向兩車道的路,車一會朝東,一會朝西,來回搖擺。比如從哈密到重慶,2000多公里,能量就會在路上大量損耗。
想讓電跑遠路,必須把它變成直流電。直流電就像一條單向八車道高速,所有車朝一個方向猛沖,效率高、損耗低。
巴里坤換流站,是我國首個投產(chǎn)的“沙戈荒”新能源外送特高壓工程與“疆電外送”第三通道起點,它就是那個“翻譯官”,把交流電翻譯成直流電。
4月24日,記者來到巴里坤換流站。國網(wǎng)新疆超高壓分公司巴里坤換流站黨建管理專責劉亞介紹,戈壁的風一年能刮100天,多為6級以上大風。站在換流站門口,人會被風推著走,沙子打在臉上像細針。遠處的地平線灰蒙蒙一片,分不清天與地的邊界,“極端低溫達-35℃,溫差超70℃”。
轉換完成后,電流以±800千伏的電壓上路,途經(jīng)新疆、甘肅、陜西、四川,最終抵達重慶,再送入千家萬戶。
這座換流站投運近一年,已送出217億千瓦時電量。“年送電量可超360億千瓦時,其中清潔能源超180億千瓦時,相當于年替代標煤約1200萬噸、減排二氧化碳3200萬噸。”
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本地電多到無法消納
有時4分錢1度也無人問津
之所以要建換流站,核心是新疆的電確實多,而本地用不完。
三峽新能源哈密風電有限公司場站負責人石勇向記者表示,本地無法完全消納風光發(fā)電。光伏發(fā)電最集中的時段是大中午,偏偏是用電低谷,若不外送,電能只能白白浪費。
解決之道有二:要么就地消耗,要么外送。
外送則得依靠全國電網(wǎng)這張巨大的“蜘蛛網(wǎng)”。
這張網(wǎng)如何運作?交流電雖不適合一口氣跑幾千公里,卻可通過“接力”方式分段傳輸。國家可再生能源信息管理中心哈密分中心馬海燕用形象的比喻解釋:新疆的電先送到青海,青海電力不足時再從新疆補充;青海再往東送到甘肅、寧夏,進而傳到陜西、河南,最終送達華北、華中、華東。哪里缺電,哪里就開閘供電。
目前,哈密已建成“兩直兩交四方向”電力外送格局,即“哈鄭直流、坤渝直流和哈密—敦煌、煙墩—沙洲交流”,已累計向鄭州、重慶等地送電超4500億千瓦時。
“兩直”是兩條特高壓直流專用道:一條至鄭州,一條至重慶;“兩交”是兩條交流通道,向甘肅方向輸送。四股電同時外送,新疆就像一座巨大的“中央電站”,供電覆蓋半個中國。
但這里有個關鍵問題:光伏、風電天然靠天出力,穩(wěn)定性偏弱。若直接將這種間歇性電力并入電網(wǎng),電網(wǎng)負荷將出現(xiàn)劇烈波動,如同坐過山車一般。
誰來穩(wěn)住局面?答案是:火電和儲能。
先說說火電。火電廠雖燒煤,但有一個無可替代的優(yōu)勢:穩(wěn)定。想讓它發(fā)多少電,它就能發(fā)多少電,可隨時響應電網(wǎng)需求。光伏被云遮擋,火電立刻頂上;風突然停歇,火電馬上補位。在電力系統(tǒng)中,火電扮演著“壓艙石”的角色。
4月25日,站在哈密戈壁的石頭梅一號露天煤礦觀景臺,露天煤層嵌在淺灰的巖土臺階間,無人化巨型礦卡沿著蜿蜒坡道穿梭。
哈密的火電,燒的正是這片土地下的煤。哈密的火電,會與風電、光伏“打捆”后一同外送,送出的不僅是清潔綠電,更是“風光火儲”協(xié)同保障的穩(wěn)定電源。
再說說儲能。光伏存在天然短板:白晝依光發(fā)電,夜間完全停運;正午發(fā)電量達到峰值,卻恰逢用電低谷;待到晚間用電高峰,又無法出力補供。儲能就像一座“水庫”——把多余的“水”存起來,旱時再放出去。
記者了解到,光伏度電成本約0.18元,結算電價可能僅0.15元。全疆光伏最低電價能達到4分錢1度,最高則為0.75元。但當電網(wǎng)無法完全消納時,即便4分錢1度電,也無人問津。
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“光熱”儲能嘗試
2.4萬面定日鏡正發(fā)力
4月23日,翻越天山,記者來到山中巖層深處,抽水蓄能電站的地下廠房內(nèi),未來這里將成為電網(wǎng)的“超級穩(wěn)定器”——在風光出力高峰時儲存富余電能,用電高峰時釋放,為間歇性的新能源電力補上穩(wěn)定的“壓艙石”。
國網(wǎng)新源新疆哈密抽水蓄能電站,就是這樣一個在建的“超級穩(wěn)定器”。
原理并不復雜:用電低谷、電能充足時,用電將水抽到山上;用電高峰時,再放水發(fā)電。一抽一放之間,波動的新能源電能就轉化成了隨時可用的穩(wěn)定電力。
抽水蓄能需要山和水,并非隨處可建。那該怎么辦?另一種儲能方式——光熱儲能,恰好適配這片干旱的土地。
鳥獸絕跡的戈壁灘上,中國能建哈密“光熱儲”1500兆瓦基地的項目牌立在營地前,219米吸熱塔上“中國能建”的字樣清晰可見,這是全球最大的“光熱+光伏”一體化項目,計劃2026年底全容量并網(wǎng)。
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中能建哈密“光熱儲”1500兆瓦項目 圖片來源:每經(jīng)記者 胥帥 攝
中能建新疆能源發(fā)展有限公司副總經(jīng)理張偉解釋了該項目的原理:“在中午光伏出力高峰期,多余的光伏電力通過熔鹽電加熱器給光熱電站配套的熔鹽蓄熱;在早晚光伏出力不足的時段,熔鹽內(nèi)積蓄的熱量通過光熱電站發(fā)電上網(wǎng)。”
熔鹽是什么?“冷罐里的熔鹽是硝酸鈉和硝酸鉀按6:4配比的固體混合物,通過天然氣加熱到200度—300度,再通過熔鹽泵送到吸熱塔頂,被2.4萬面定日鏡反射的太陽光加熱到570度—590度,隨后流回熱罐儲存。”需要發(fā)電時,高溫熔鹽將水燒成蒸汽,推動汽輪機運轉發(fā)電。也就是說,將光直接轉化為電變?yōu)楣庀绒D化為熱,再轉化為電。
從“西電東送”到“東數(shù)西算”,從“疆電外送”到“疆算入渝”,新疆已不再只是一個“發(fā)電廠”,而是“國家能源資源戰(zhàn)略保障基地的核心支撐”。
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算力西遷的經(jīng)濟賬
萬P規(guī)模年省電費4500萬元
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圖片來源:每經(jīng)記者 胥帥 攝
東部地區(qū)智算中心布局,需重點權衡電價成本與冷卻系統(tǒng)能耗兩大因素。新疆伊吾縣憑借低廉的電價,以及年均4℃的低溫氣候,恰好化解了上述兩大難題。
北上廣深等一線及核心城市算力需求旺盛,產(chǎn)業(yè)基礎優(yōu)勢突出,但同時也面臨高電價、冷卻散熱配套建設成本高昂等短板。
新疆充裕的電力資源,是算力西遷的底層邏輯。算力中心全年7×24小時持續(xù)高負荷耗電,恰好為富余新能源電力提供了穩(wěn)定消納渠道。
4月下旬,每經(jīng)記者走訪伊吾算力創(chuàng)新示范區(qū)獲悉,區(qū)域已投運算力規(guī)模超2萬P(PetaFLOPS。衡量算力性能的單位,表示每秒千萬億次浮點運算),計劃2026年底算力規(guī)模突破4萬P。
合翼鑫智算中心負責人給記者算了一筆賬:一座1000P規(guī)模的智算中心,全年滿負荷運行耗電量約900萬度。依托本地綠電直供優(yōu)勢,示范區(qū)綜合電價保持穩(wěn)定,成本優(yōu)勢顯著。經(jīng)測算,1000P算力每年可節(jié)約電費450萬元,1萬P算力年度電費節(jié)約規(guī)模可達4500萬元。
伊吾縣數(shù)字化發(fā)展局黨組書記、副局長王海麟介紹,當?shù)匾汛蛲ㄖ边_重慶的高速算力傳輸通道,首批渝哈跨區(qū)域合作算力項目已順利落地。
每經(jīng)記者在園區(qū)實地走訪了解到,伊吾本地算力應用聚焦煤炭、煤化工、新能源、電力等特色產(chǎn)業(yè)領域,目前已落地十余項行業(yè)算力應用項目。
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圖片來源:每經(jīng)媒資庫
在“東數(shù)西算”節(jié)點城市中,網(wǎng)絡時延也是企業(yè)考量的關鍵,因此算力專線也是建設重點。 王海麟表示,伊吾縣距重慶約2500公里。當?shù)匾验_通4條100G直連重慶的算力專線,端到端時延控制在20毫秒以內(nèi),抖動小于1毫秒,丟包率接近零。這一指標可滿足AI(人工智能)訓練、云渲染等需求。TB級數(shù)據(jù)采集的傳輸時間從數(shù)天縮短至數(shù)小時。中國移動與阿里云合作在伊吾落地算力項目,規(guī)劃建設5萬P國產(chǎn)算力集群,占地約200畝。
“疆算入渝”模式的成功,證明了算力生產(chǎn)與算力應用可以在空間上完美分離。科研人員、算法工程師可以安居在供應鏈完善、人才密集的重慶或東南沿海城市,通過極速專線調(diào)用數(shù)千公里之外伊吾的低成本算力進行大模型的開發(fā)與訓練。
全球AI算力軍備競賽中,散熱成本正快速上升。隨著AI芯片單卡功耗突破700W,機柜功率密度達到15kW~20kW時,傳統(tǒng)風冷逼近物理極限,會導致PUE(電能使用效率)超標甚至芯片降頻宕機。
而液冷建設成本高昂,后期的運維、防漏液管理上也面臨著更高的技術成本。
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一臺使用液冷散熱的服務器 圖片來源:每經(jīng)記者 胥帥 攝
但東數(shù)西算有一個優(yōu)勢是自然冷卻。以伊吾為例,當?shù)啬昃鶜鉁?℃,氣候涼爽干燥。數(shù)據(jù)中心機房采用風冷方式冷卻,即可將PUE降至1.2以下,散熱能耗減少60%以上。
“我們這里低溫的氣候能夠幫助算力企業(yè)更好地降低制冷成本。”王海麟說。
不過,目前伊吾縣上下游產(chǎn)業(yè)鏈仍不夠完備,整體配套能力有待提升,在人才吸引力、產(chǎn)業(yè)聚集等方面,與東部沿海發(fā)達地區(qū)存在一定差距。
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記者|胥帥
編輯|段煉 畢陸名杜宇 易啟江
校對|程鵬
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