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霓虹国的电网是啥样子的?你知道吗

作者:admin发布时间:2020-10-31 03:54

  日本是东亚的发达国家,说到日本,除了上图这种动漫里标志性的电线杆以外,你还能想到些什么呢?

  日本新能源最先开始广泛应用的不是风电也不是光伏,而是地热发电。(挺符合资源特点的,日本温泉文化那么出名)

  水电站不多,占比低于10%,可供开发的水利资源不多,很早就触及了瓶颈,1990年95838GWh的发电量对比2015年91270GWh的电量,没有增加,反而倒退了。(1990年是IEA能追溯的最早数据,更早的查不到了)

  核电站在1990年时差不多就贡献了日本四分之一的发电量,无论是从电源发展历史上还是从现有装机上,核电站都在日本的电源结构中占据着举足轻重的地位。

  光伏发电增长稍快,风力发电基本停滞,从数据上看,日本近几年似乎根本没有发展风力发电,两者加起来的发电量贡献大约只占总发电量的5%不到。

  化石燃料发电占比的波动较大,燃气燃煤在近10年保持增长状态,相比10年前,燃煤发电量从26%占比提升至34%左右,燃气发电量从23%提升至39%左右。

  日本虽然经济增长很缓慢了,但是也不至于变成负增长,电量倒退的原因,最大的可能还是日本的经济结构发生了调整,高能耗产业转化为其他低能耗高附加值产业,否则以日本的GDP经济体量,即使GDP缓慢增长,维持原产业结构,用电量是会爬升的。

  因地制宜,先把地热能这种优势资源用起来,为工程人员给它点个赞,可惜占比低得看不见,只有光伏出力的十七分之一,风电出力的二分之一,大概是日本政府幡然醒悟了:地热还是开发成温泉更赚钱……

  水电站发电量倒退有点离奇。是把水电给炸掉了吗?还是自然条件恶化,上游来水不足导致利用小时降低?其实都不是,日本一半的水电都是抽水蓄能电站,这种电站是调峰调频用的。日本水电发电量降低主要还是因为调峰压力变小了。其实只要具备一点基本的电力系统知识,结合核电数据这个结论很容易就能推断出来:1990年核电发电量占四分之一,后来核电站装机变缓慢且除了福岛事故,占比逐渐降低,火电、燃气电站补了上去,调峰自然不成大问题,抽蓄出力自然也会相应减少一点。

  福岛核电事件一出,日本的核电就崩了,数据显示2014年日本核电一度电没发,估计全国的核电都在忙着检修,防止第二个福岛事件。紧接着,日本的核电发展脚步也跟着崩了,本来1990年挑大梁的东西,现在变成了吊车尾,1990年发电占比25%的产业啊,2015年只占0.9%……,是的你没看错,不是9%,是0.9%……

  光伏和风电这种东西吧,我不好在这里和各位读者说太多,因为这怕是能写出几万个字来,只简单说一句:有时候吧,土地资源太紧张,新能源就不好推了,海上的东西呢,又涉及航运、军事等,说不清。

  发展这么快,力度这么大,都是核电的锅,没有其他。核电是不是清洁能源不好说,但是这东西真是高危能源,有时候建不建设核电,真不是仅凭“缺电”一个理由就能拍板的事儿。

  日本的电网是世界上唯一一个同时存在50Hz电网和60Hz电网的国家,其边界南起静冈县富士川河,北至本州岛新滹(hu)。相当于在东京和大阪两个城市之间的连线上做了一条垂直平分线,平分线以左京都、大阪、名古屋区域是60Hz的电网,平分线以右东京、横滨、千叶区域是50Hz的电网。

  故事就要追溯至1895年了,在那个时候,大阪区域购买电气设备时买的是美国通用电气公司(GE)的产品,美国标准制造出来的产品都是60Hz的,而东京区域买的是德国通用电气公司(AEG)的产品,德国标准制造出来的产品都是50Hz的,在经过百年的发展之后,这些区域向周边辐射出去,自然而然地形成了两个频率不同的电网。

  因为那个时候大家用个灯泡什么的,根本不知道后来还会有微波炉、电子产品啥的,而且频率对于机电设备的限制性还预料不到啊,再说,大阪和东京离着500公里,你说后续并网……对不起啥叫并网?没听说过不知道谢谢。

  早就联网了。靠的是直流背靠背工程联网,但是传输容量低得可怜,就是百万千瓦水平,无法从根本解决电力互供问题。远期日本也有提高传输容量的计划,但是日本经济体量大太,再提升估计也是治标不治本的。

  事实上是考虑过的,在福岛核电事件发生之后,东部在一段时间内陷入了缺电的困境,甚至发生了连续多天限电的情形,西部想供供不过去。

  再往后看看,统一频率肯定是好的,万一哪天西部地震了呢,东部又供不过去了。

  而且吧,东部企业生产的供东部人民用的电气设备,在西部卖不出去,只能出口。这简直是滑稽。

  这大概是一个日本估计本世纪都无法解决的问题,甚至都要变成政治分歧了,统一频率的第一个问题:谁该服从谁?

  因为电力系统频率差别与优越性无关,只是一个统一设备制造业标准的需要,因此理论上而言,50改为60还是60改为50,都没有理论依据,没有理论依据的东西想说服对方,这不只能靠吵架了么。

  第二个问题,即使吵赢了,统一50了,那么60赫兹区域人们的电气设备基本也就全报废了,民用的,工业的,甚至发电设备都报废了,这么大的经济代价,谁来承担?让50赫兹区域的人民掏钱吗……这也是不可能的。

  上文中也说了,核电从很早的时候就起步了,按理来说应该是核电,但是前一段时间的福岛核电事件把日本核电产业直接打入了冰窖。这个行业就是这么残酷,一旦发生了这样的一个事件,第一全人类的舆论都会对这种发电类型看衰,让企业造势宣传难上加难,更别说走出去揽业务了。

  就我所知道的一些反应:泰国本来很想搞核电站的,都写进规划了,防城港核电还和泰国发电局EGAT搞了几期培训,结果福岛核电一闹,得,延期了(下期泰国篇中,我会详细聊聊这件事)。越南也想搞核电的,福岛核电一闹,得,砍一半。我们国家的核电开发,在看到福岛核电之后,也谨慎了许多。切尔诺贝利与福岛事件对全球核电产业的冲击真的是非常大(业务层面),远超大家的想象。

  抛开核电,电力工业体系下还有啥东西日本比较拿得出手呢?我个人认为是与核电站配套的抽水蓄能电站。

  日本最大的水电站是神流川抽水蓄能电站,装机2820MW(6×470MW可逆水轮发电机组),上库的防渗心墙填筑坝位于长野县,下库的混凝土重力坝位于群马县,换言之就是一个电站脚踏两县。1997年该电站动工时,神流川抽蓄是全球第一大装机的抽水蓄能电站。有些网站会把美国巴斯康迪电站(美帝弗吉尼亚州,1977年动工,1985年发电)排在神流川电站前面,实际上在当时的情况下,这种排名是不对的。因为巴斯康迪电站原装机为2100MW,确实小于神流川,只不过在2004年的时候,福伊特公司给巴斯康迪电站升级改造了一下机组,把单机发电能力提升至500.5MW,这样才导致6台机就变成了3003MW。

  warning:本来想给大家配一张图的,搜索神流川,我屮艸芔茻,结果全是流川枫……Excuse me 百度 Are you OK?只能对各位读者说句抱歉了。

  为了形成较大的压力水头,日本将近一半的抽水蓄能都是地下式的,在抽水蓄能电厂建设方面,日本确实起步早,积累了很多的经验,本来日本这种水利资源匮乏的国家,在水利水电方面按理说是根本积累不了什么大型水电建设经验的,毕竟他们没有黄河、没有长江,但是硬是靠着抽水蓄能电站刷经验把大型水电工程的经验条刷了一大截,其成就还是可圈可点的。但如果有人非要说“日本好先进,电站都修地下”,请务必给他一个关爱智障的眼神。工程讲究的是因地制宜,如果自己资源条件很好,充分发挥资源优势即可,非要逼自己那是深井冰。你能住海景别墅,会去研究山洞的装修方案么?

  注1:“脚踏两条船”的电站地理属性并不稀奇,世界上还有很多类似的案例,原因之一是该跨河流引水,原因之二则因为河流本身就是天然的边界线,很多国家在划分行政区域时通常沿用天然边界,不再进行人为划分

  注2:水电站属于资源开发类,技术成熟之后的发展改进空间很小,虽然美帝超前大家30年,一旦后面的人追上来了,很难在技术上继续保持30年的领先优势。

  注3:以上装机目前均被基建狂魔中国所超越,当前装机最大的抽蓄电厂是装机3600MW的丰宁抽蓄电站,位于河北承德。

  另外一个我觉得值得中国学习的,是日本电力公司的管理方式、运营模式及发展理念。

  在上面那个图中,关西电力公司就那么屁大一个,对标我们国家,其实就是几分之一个省级电力公司的水平。然而别人的海外资产有多少?

  如图所示,257万千瓦(2570MW)的海外装机啊,堪比中国一个大型发电集团的海外业务规模了,这257万千瓦其实含金量很高的,因为大多数都是绿地项目(多是BOT项目),不是收购并购项目,如果把收购并购项目排除,很多大型央企怕是都比不过这个“小公司”。

  其实我是在老挝认识关西电力公司的(老挝南努1号水电项目),后来又在泰国的一个火电项目中再次看到了关西电力公司,那个时候因为没有什么了解,我一度以为关西电力公司就是日本电力公司的称呼,直到某天发现,我擦怎么还有一个叫做东京电力公司的家伙在东南亚到处跑?然后又发现……还有其他戴着莫名其妙称呼的日本电力公司也像小强一样到处揽业务。

  后来你们也知道,直到我看到了关西电力公司才那么小,海外业务却那么庞大,内心深深的被震惊到了。

  我们国家现在呼吁走出去,搞一带一路,在“走出去”这一点上,还是要向别人学习的。

  至于电力工程的建设能力,中国已经没啥需要向日本学的(尤其是火电建设、水电建设、电网建设),全面碾压他们只是早晚的事情,在这个问题上,我们大可以挺直腰杆。

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