截至2018年底，當全世界發電量增速僅爲3.7%時，中國却以8.4%的迅猛增速領跑全球，全年發電量達到71118億千瓦時。幾乎是以「一己之力」生産了全球超過1/4的電量，平均每2秒産生的電力，就足以滿足一個中國人一輩子的電力需求

不僅如此，放眼全球233個國家和地區，中國還是第一個也是唯一的一個，擁有近14億的超龐大人口，却依然能做到全民通電的國家。

中國，究竟是如何做到的？

70.4%

2018年中國人使用的所有電力中，70.4%來自於火力發電，可謂是全國電力的大半壁江山。

煤炭、石油、天然氣，甚至秸秆、垃圾等等，都是可用於火力發電的燃料。由於燃料易得、技術成熟，火電廠的分布極爲廣泛，在大江南北遍地開花。而在中國這個「煤炭大國」，火力發電則又命中注定，將成爲燃煤電廠的天下，其裝機容量在所有火電廠中，占比幾乎接近90%，全國5800多處大小煤礦，年産約36.8億噸原煤中，超過一半的産量，都將運往這些電廠熊熊燃燒。

這就意味著，火力發電的版圖，必然與煤炭生産的格局息息相關，在煤炭資源相對豐富的北方地區，火電裝機容量占比超過70%，是最主要的電力來源。此外，多個南方沿海省份的火電裝機容量也擠進了全國前十位，有的甚至遠超諸多煤炭大省。這些「特殊難」的地區，往往人口密集、經濟發達，對電力的需求格外旺盛和强烈，在迫切的用電需求下，衆多火電廠拔地而起，例如僅在廣東一省，2017年的火力發電量，已達到3165億千瓦時，比産煤大省山西還要高出26%而要産生如此量級的電力，用於發電的煤炭將以億噸計算。

像廣東這樣的電力負荷中心，如此大量的煤炭，主要依靠山西大同與河北秦皇島之間的大秦鐵路，煤炭運至秦皇島港後，便可通過成本更低的海運，運至東部和東南沿海地區。據稱，2019年10月，又一條重載綫路蒙華鐵路即將建成，內蒙古、山西、陝西等地的煤炭，將由此直抵華中地區。

隨著用電需求高速增長，「西煤東運」「北煤南運」，仍然不是一勞永逸的辦法。自20世紀60年代起，在煤炭礦口、中轉港口附近，衆多大型火電廠開始崛起。例如位於內蒙古

呼和浩特的托克托電廠，距離准格爾大型煤田僅50千米，裝機容量達到672萬千瓦，位列世界燃煤電廠第一位，大型坑口、港口電廠的建設，能大大減輕煤炭運輸的壓力，提升燃煤效率、統一控制排放，但是電廠與負荷中心之間，有時相隔達到數千千米，這又該如何解决？

答案其實很簡單，就是輸電。但要實現起來却幷非易事，畢竟在如此遙遠的輸電距離下，綫路的阻抗已然無法忽略，人們只能儘量降低傳輸電流，才能最大程度地減少綫路損耗。這就意味著，傳輸功率一定的情况下，在保證經濟性的同時，必須盡可能提升輸電電壓。

1954年時，我國自行設計施工了第一條220千伏的高壓輸電綫路，傳輸距離369千米，但已落後世界大概30年。65年過去，從高壓到超高壓，從超高壓到特高壓，遠距離輸電技術突飛猛進，目前最高電壓等級已達到交流1000千伏和直流±1100千伏，單條綫路的輸電距離更是突破3000千米，相當於烏魯木齊到南京的直綫距離，在全世界首屈一指。

鐵路和輸電兩張網絡縱橫交錯，讓無論是位於負荷中心，還是地處礦口、港口的火電廠都能共同發力，成爲我國電力工業的中流破柱。

88%

儘管火力發電廠的除塵、脫硫、脫硝技術日益成熟，但化石燃料的消耗、溫室氣體的排放，讓人們不得不繼續尋找更爲清潔的電力，水電便是其中之一。

在中國，無論是水力資源的蘊藏總量，還是可開發的裝機容量，均穩居世界第一位。如此豐富的水能資源，如此巨大的開發潜力，注定著水力發電在我國將擁有至關重要的地位。其發電量占比達到17.6%，與火力發電一起，供給了全國88%的電力。

2018年，全國水力發電量達12329億千瓦時，相當於節約煤炭近4億噸，此外，水電站經過合理的選址和設計後，還可兼具防洪、航運、供水以及調水、排沙等功能，又或者在上游庫區形成別具一格的風貌景觀。

然而，我國的水力資源分布同樣極不均衡，其中西南地區高山峽谷衆多，大江大河穿流其間、奔騰而下，幾乎集中了全國超過60%的可開發水力資源，金沙江、怒江、瀾滄江、大渡河、烏江、雅礱江，再加上南盤江和紅水河，以及長江上游等全國13個大水電基地中，西南地區獨占8席。

和火力發電不同，水電的「原料」無法進行運輸，因此若要將電力送往負荷中心，除了依靠輸電工程外別無他法。這就意味著水力發電的崛起和繁榮，必將與遠距離輸電技術相伴相生。我國第一條萬伏級交流輸電綫路、第一條110和220千伏高壓交流綫路、第一條330千伏超高壓交流綫路、以及第一條高壓直流輸電綫路就此應運而生。

1988年底，著名的葛洲壩水電站落成，它是長江上第一座水電站，人稱「萬里長江第一壩」。而與之配套建成的，便是我國首個超高壓直流輸電工程，其電壓等級達到±500千伏，以1046千米的輸電距離，將華中和華東電網連爲一體，讓葛洲壩水電站的電力得以源源不斷地送往上海。

世界上規模最大的三峽水電站，裝機容量達2250萬千瓦，相當於8個葛洲壩水電站、以及3個閃蒙古托克托火電廠（世界第一大燃煤電廠）。2018年三峽水電站的全年發電量更是首次突破1000億千瓦時，相當於湖北省全省發電量的40%，創全球水力發電量新高。千里之外的江蘇、廣東和上海三地，則通過三條±500千伏的直流輸電工程與這個「超級發電機」緊密相連。

而隨著雲南小灣水電站開始發電，全球首個±800千伏特高壓直流輸電工程，正式登上歷史舞臺，其輸電距離達1438千米，可將電力從雲南一路送至廣東，曾經落後世界數十年的中國，自此便和全世界一起，邁入了特高壓直流輸電時代。

從此之後，水電的輻射空間大幅增長，衆多大型水電站在西南地區拔地而起，將滾滾電力送向遙遠的東部和東南部。長江中上游、黃河上游的水電，以及衆多煤炭基地周邊的火電，均能够通過綿延千里的輸電工程，向東部地區彙聚，「西電東送」，這一世紀工程的格局就此形成。

95.7%

火力和水力兩種發電方式，已爲全國人民貢獻了88%的電量，若加上風能和太陽能的出力，便能滿足中國人95.7%的用電需求。但風和光的利用却幷不谷易，在風力發電中，氣流推動風機葉片持續旋轉，便能帶動發電機産生電力。

風機葉片的尺寸和重量十分巨大，單葉長度可達數十米以上，對運輸和安裝都是巨大的挑戰。而在太陽能光伏發電中，單個太陽能電池的工作電壓，一般僅有0.4-0.5伏，工作電流也十分微弱，只有將其不斷串聯幷聯，令多個電池拼裝成組件，多個組件排列成爲陣列，才能達到足够的發電功率。

太陽能光熱發電也同樣如此，只有利用足够多的鏡面，才能彙聚足够多的熱量，從而産生足够多的蒸汽推動汽輪機持續旋轉。

無論是風能還是太陽能，若要進行大規模發電，往往需要較大的占地面積，從而帶來較高的建造成本，尤其在人口密集、土地緊張的東部地區，提高土地利用率更爲重要。而另一方面，正如水電在豐、枯水期的波動，風能和太陽能同樣無法避免，時間、氣候等帶來的影響，甚至短短一天內的晝夜交替、風雲變幻都會改變發電的連續性和穩定性。

第三方面，和水能資源類似，我國的風能和太陽能資源，分布同樣極不均衡，其中風能資源最爲豐富的是東部和東南沿海地區，全國風速超過7米/秒的地區絕大多數都集中於此。但由於地形限制，這片區域僅在海岸綫和沿岸的山脉間，形成極爲狹窄的條帶，相較之下，在我國「三北」地區，風能資源不僅豐富還能大面積連片分布。內蒙古地區也因此成爲我國最重要的風電基地之一，其2017年風力發電量達到551億千瓦時，相當於全國風力發電量的近20%。

而我國的太陽能資源則在西部內陸地區最爲豐富，包括青藏高原西部、新疆南部，以及寧夏、甘肅北部等。這些地區的全年日照時間可達3200-3300小時，相較之下太陽輻射最爲薄弱的，四川和貴州等省份，年均日照時間僅有約1100小時。

由此可見，我國西部和西北地區不但風、光資源豐富，同時人口稀疏、土地廣袤，隨著技術進步和成本的降低，風電和太陽能發電的規模也越發龐大。然而這些區域人口較少，用電需求也相對平緩，例如2015年，甘肅省發電裝機容量達到4531萬千瓦，但最大用電負荷僅1300萬千瓦。新疆也同樣如此，其裝機容量超過5000萬千瓦，而用電負荷需求僅爲2100萬千瓦。這就意味著，若僅僅依靠本地用電，將面臨大量的能源浪費，更何况火電的調峰和供熱作用，無論如何也難以被完全替代，這對於風能和太陽能電力的消納，可謂是雪上加霜。

近年來，「棄風」「棄光」等問題層出不窮，甚至到2017年，整體情况已明顯向好時，全國的棄風、棄光率仍爲12%和6%，而在甘肅、新疆等地，棄風率甚至高達33%和29%。一面是西北地區，大量的新能源無處安放，一面是東部沿海，大量用電需求嗷嗷待哺，在這種形勢下，遠距離、跨區域的輸電工程，必須再次扛起重任。

2014年和2017年，兩條從西北地區向外輻射的±800千伏直流輸電工程相繼完工，第一條從新疆哈密出發，途經六個省份到達河南鄭州，全程2210千米，每年可將新疆地區的火電、風電，共計約370億千瓦時的電量，源源不斷送往中原大地。第二條則從甘肅酒泉出發途經5個省份直奔湖南湘潭，全程2383千米，在其每年送出的約400億千瓦時的電力中超過40%均來自西北地區的風電和光電。而在2018年，又一條大名鼎鼎的特高壓工程正式貫通，其電壓等級高達土1100千伏，年均輸電量達660億千瓦時，憑此一條輸電綫路，便可外送整個青海省全年的發電量，這便是准東-皖南特高壓輸電工程，（也稱昌吉—古泉特高壓工程）。綫路從新疆昌吉自治州出發，途經新疆、甘肅、寧夏、陝西、河南、安徽6省，以6079座鐵塔，支撑起3324千米的輸電綫路，沿途接連跨越秦嶺和長江天塹，最終抵達安徽宣城市，無論是電壓等級、傳輸容量，是傳輸距離、技術難度均爲世界範圍內的「開山之作」，是名副其實的「超級工程」。

借由這條超級電力走廊，新疆地區520萬千瓦的風電以及250萬千瓦的光伏發電，能够被打捆送往長三角地區。

截至目前，我國仍是全球唯一能够建設±1100千伏特高壓直流輸電的國家，也是特高壓輸電領域的國際標準制定者之一。這對於中國來說，雖是時代發展的必然之路，也是當前能源格局下的「無奈之舉」，讓更多人用上更便宜、更清潔的電力，是無數電力工作者孜孜以求的目標。

100%

風、光、水、火四種方式已生産了全國95.7%的電量，衝擊100%的最後一棒則屬於核電。

和火力發電類似，核電燃料可以運輸，能量産出也較爲穩定，基本不受氣候、時間的影響，但和火力發電不同的是，裝機容量100萬千瓦的核電廠，每年僅需核燃料25-30噸，爲相同容量火電廠耗煤量的十萬分之一。

這就意味著核電的燃料運輸成本將大大降低。因此，我國目前建設的核電站，均遠離原料産地，位於用電負荷中心附近，即東部和東南沿海地區。

中國的核電起步較晚，直到1991年，浙江秦山核電站開始發電，才有了第一座自行設計建造的核電站。而當時世界上其他國家，已有420餘台核電機組投入運行，提供著全球16%的電力。隨後的近30年間，在引進國外先進技術的基礎上，中國核電技術逐漸開始自主化。2018年幷網發電的廣東臺山核電站是全國首次引進第三代核能系統，也是全球首個具備商用條件的第三代核電站。

截至2018年底，我國核電裝機容量達到4466萬千瓦。而預計到2020年，全國核電裝機容量將達到5800萬千瓦每年將替代1.74億噸煤炭燃燒，排約4.3億噸二氧化碳。

新中國成立前夕，全國發電裝機容量僅184.86萬千瓦，中國人用了38年的時間才突破1億千瓦大關；然而從1億到2億千瓦，再從2億到3億千瓦，分別只用了8年和5年；到2009年，中國發電裝機容量超越美國，躋身世界第一位，之後更以每年約1億千瓦的速度突飛猛進，堪稱世界電力史上的奇迹。

（木貞／文）