電力工業

電力工業主要包括5個生產環節。①發電，包括火力發電、水力發電、核能和其他能源發電；②輸電，包括交流輸電和直流輸電：③變電；④配電；⑤用電，包括用電設備的安裝、使用和用電負荷的控制，以及將這5個環節所存在的設備連接起來的電力系統，此外，還包括規劃、勘測設計和施工等電力基本建設，電力科學技術研究和電力機械設備製造。

1875年，巴黎北火車站建成世界上第一座火電廠，為附近照明供電。1879年，美國舊金山實驗電廠開始發電，是世界上最早出售電力的電廠。80年代，在英國和美國建成世界上第一批水電站。1913年，全世界的年發電量達 500億千瓦時，電力工業已作為一個獨立的工業部門，進入人類的生產活動領域。

20世紀30、40年代，美國成為電力工業的先進國家，擁有20萬千瓦的機組31台，容量為30萬千瓦的中型火電廠9座。同一時期，水電機組達5～10萬千瓦。1934年，美國開工興建的大古力水電站，計劃容量是 888萬千瓦，1941年發電，到1980年裝機容量達649萬千瓦 ，至80年代中期一直是世界上最大的水電站。1950年，全世界發電量增至9589億千瓦時 ，是1913年的19倍。50 、60、70年代，平均年增長率分別為9.4%、8.0%、5.3% 。1950～1980年，發電量增長7.9倍，平均年增長率7.6%，約相當於每10年翻一番。1986年，全世界水電發電量佔 20.3% ，火電佔63.7%，核電佔15.6%；美國水電佔11.4%，火電佔72.1%， 核電佔16.0%；前蘇聯水電佔 13.5%，火電佔76.4%，核電佔10.1%；日本水電佔12.9%，火電佔61.8%，核電佔25.1%；中國水電佔21.0%，火電佔79.0%。世界上核電比重最大的是法國，1989年佔總發電量的74.6%。

20世紀70年代，電力工業進入以大機組、大電廠、超高壓以至特高壓輸電，形成以聯合系統為特點的新時期。1973年，瑞士BBC公司製造的130萬千瓦雙軸發電機組在美國肯勃蘭電廠投入運行。蘇聯於1981年製造並投運世界上容量最大的120萬千瓦單軸汽輪發電機組。到1977年，美國已有120座裝機容量百萬千瓦以上的大型火電廠。1985年，蘇聯有百萬千瓦以上火電廠59座。1983年，日本有百萬千瓦以上的火電廠32座，其中鹿兒島電廠總容量440萬千瓦 ，是世界上最大的燃油電廠。世界上設計容量最大的水電站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水電站，設計容量1260萬千瓦，近期裝機容量達490萬千瓦，採用70萬千瓦機組，與運行中的世界最大水電站美國大古力水電站的世界最大水輪機組70萬千瓦容量相等。世界上最大的核電站是日本福島核電站，容量是909.6萬千瓦。

總裝機容量幾百萬千瓦的大型水電站、大型火電廠和核電站的建成，促進了超高、特高壓輸電、直流輸電和聯合電力系統的發展。1935年，美國首次將輸電電壓等級從110～220千伏提高到287千伏，出現了超高壓輸電線路。1952年，瑞典建成二分裂導線的380千伏超高壓輸電線路。1959年，蘇聯建成500千伏，長850千米的三分裂導線輸電線路。1965～1969年，加拿大、蘇聯和美國先後建成735 、750和765千伏線路。1985年，蘇聯首次建成1150 千伏特高壓輸電線路，輸電距離890千米。現在 ，美國正研究1100千伏和1500千伏特高壓輸電，意大利研究1000千伏輸電，日本建設250千米長1000千伏特高壓線路。高壓直流輸電（HVDC），瑞典、美國、蘇聯分別採用±100、±450 、±750千伏電壓，後者輸電距離2414千米，輸電600萬千瓦。到1985年，全世界已有18個國家、32個直流輸電線路投運，總輸送容量2000萬千瓦。輸電距離1080千米的±500千伏中國葛洲壩—上海輸電線路已於1989 年8月投入運行。特高壓輸電和直流輸電不僅用於遠距離大容量輸送電能，而且在工業大國的聯合電力系統中或全國統一電力系統中，起着主聯絡幹線的重要作用。

1882年，英國商人在上海設立了電光公司，中國電力就此開始起步。以後外國資本相繼在天津、武漢、廣州等地開辦了一些電力工業企業。為配合新工業地區的建設，中國資本1905年才開始投資於電力工業，以後雖有一定程度的發展，但增長速度緩慢。中國發電量最高年份的1941年只有59.6億度，到1949年全國發電設備容量為185萬千瓦，發電量只有43.1億度。安裝了一些自動安全監測裝置。中華人民共和國建立後，單機容量60萬千瓦的火力發電機組已開始運行；在電站大機組上，國家對電力工業進行了大量投資，單機容量10萬千瓦以上的火力發電機組已達3094萬千瓦，電力工業得到很大發展。到1984年底，全國發電量3770億度，為1949年的87倍；全國發電設備容量7995萬千瓦，為1949年的43.2倍。

電力工業的技術裝備水平不斷提高，到1984年底，到1985年底，單機容量10萬千瓦以上的火力發電機組已達3094萬千瓦，單機容量60萬千瓦的火力發電機組已開始運行；在電站大機組上，安裝了一些自動安全監測裝置。發電量只有43.1億度。有些電站採用了電子計算機分部監控；在電網中，到1949年全國發電設備容量為185萬千瓦，比較普遍採用了提高電網運行穩定性的技術措施，並採用了載波、微波、特高頻等多樣化通訊手段。但增長速度緩慢。

中國電力工業實行了水電、火電並舉的方針。中華人民共和國建國初期，為配合新工業地區的建設，保證工業基地用電，電力工業主要在負荷地區建設火電站，同時積極為水電站建設準備條件。隨後在條件具備的地區建設了一批大、中型水電站，如新安江、劉家峽、丹江口、葛洲壩、烏江渡等水電站，小水電的建設也得到了較快的發展。此外，既不能中斷，中國正在積極研究開發核能、地熱能、沼氣、風力、太陽能、潮汐能等電能源。

截止2006年底，全國發電裝機容量達到62200萬千瓦，同比增長20.3%。從電力生產情況看，2006年全國發電量達到28344億千瓦時，同比增長13.5%。其中，水電發電量4167億千瓦時，約佔全部發電量的14.70%，同比增長5.1%；火電發電量23573億千瓦時，約佔全部發電量的83.17%，同比增長15.3%；核電發電量543億千瓦時，約佔全部發電量的1.92%，同比增長2.4%。2006年全社會用電量達到28248億千瓦時，同比增長14.0%，增幅比2005年上升0.4個百分點。

截至2007年底，發電設備容量達7.13億千瓦，同比增長14.4%。在短短一年的時間內，全國電力裝機實現了從6億千瓦到7億千瓦的飛躍。截至2007年底，全國220千伏及以上輸電線路迴路長度達33.38萬公里，增長17.45%；220千伏及以上變電容量達11.60億千伏安，增長19.59%。電力建設規模持續歷史高位水平。全年基本建設新增（正式投產）發電設備容量基本與2006年持平，為10009萬千瓦。電網新增輸電線路長度和變電容量均達到歷史最高水平。新增220千伏及以上電網輸電線路41334公里，比2006年增加6490公里；變電容量18830萬千伏安，比2006年增加3482萬千伏安。截至2007年底，全國發電設備容量增長量雖然仍保持很高水平，但是增速比2006年降低6.2個百分點，這也是2002年以來發電設備容量增速實現首次下降。

全國電力供需局部地區、局部時段缺電的情況將依然存在，煤電銜接、電價改革、電源與電網的協調等仍是行業發展需要進一步解決的問題。由於行業發展臨近拐點，電源建設應選擇符合國家政策支持範圍的項目，電網領域的投資價值則逐漸顯現。

“十一五”期間，中國將迎來電網建設的新高潮。到2010年，國家電網在跨區域電網建設方面，交流特高壓輸電線路建設規模將達到4200千米，變電容量達到3900萬千伏安，跨區送電能力達到7000萬千瓦；在城鄉電網建設方面，220千伏及以上交直流輸電線路要超過34萬千米，交流變電容量超過13億千伏安。

2014年1-5月份，全國電力供需平衡。5月份，在國家微刺激政策及當月下旬氣温偏高等因素帶動下，全社會用電量增速、四大高耗能行業用電增速回升；第三產業和城鄉居民生活用電量增長緩慢。 ^[1] 

2014年11-5月份，全國全社會用電量21638億千瓦時，同比增長5.2%，增速比上年同期提高0.3個百分點。

分產業看，第二產業仍是拉動用電增長的主要力量。2014年前五月，第二產業用電量15843億千瓦時，佔全社會用電量的比重為73.2%，同比增長5.1%，增速比上年同期提高0.4個百分點；一產、三產、城鄉居民用電所佔的比重分別為1.6%、12.0%、13.3%，城鄉居民用電是拉動電力增長的第二個力量。

用電結構不合理與世界平均水平相比，我國用電結構極不合理。根據國際能源署IEA統計，2011年世界三次產業及生活用電比重分別為2.1%、53.7%、21.7%和22.5%。與世界平均水平相比，我國第二產業用電比重高出20個百分點，第三產業用電比重低10個百分點，生活用電佔比低10個百分點。

在第二產業中，工業又是最主要的電力消費主體，佔比始終在70%左右。2014年前五月，工業用電量15559億千瓦時，同比增長5.0%。其中，輕、重工業用電量分別為2548億和13011億千瓦時，同比分別增長4.6%和5.1%，增速分別比上年同期回落0.5個和提高0.5百分點。

在重工業用電中，化學原料製品、非金屬礦物製品、黑色金屬冶煉、有色金屬冶煉四大高載能行業用電量6813億千瓦時，佔工業用電一半以上，佔社會用電量1/3左右。中國能源研究會政策研究中心專家介紹，在產能過剩、國家政策調控下，四大高耗能產業用電增速低於社會平均水平，前五個月黑色金屬冶煉、有色金屬冶煉行業用電增速同比回落。

分地區看，2014年11-5月份全社會用電量增速高於全國平均水平（5.2%）的省份有16個，其中增速高於10%的省份有新疆（20.9%）和重慶（10.6%）；除內蒙古、山東、遼寧分別增長9.4%、3.6%和2.3%外，華北、東北區域其他各省用電量增速均低於1%；全社會用電量增速最低的三個省份分別為甘肅（-0.3%）、北京（0.2%）和山西（0.7%）。

截至2011年底，全國220千伏及以上輸電線路迴路長度達到48萬公里，是2002年的2.5倍，年均增長10.8%；公用變設備容量達到22億千伏安，是2002年的4.2倍，年均增長17.26%。目前，中國電網規模已居世界第一。2002年廠網分開後，電網建設投資力度明顯增加，全國電力建設投資中電源投資與電網投資之比從初期的2:1到目前接近1:1，逐步實現了電源、電網建設均衡發展，電網規模不斷擴大，電壓等級逐步提升，實現了1000千伏交流特高壓、±800千伏直流特高壓工程投產運行。目前，全國大部分地區已形成了500千伏為主（西北地區為330千伏）的電網主網架。東北、華北、西北、華中、華東、南方六大區域電網全部實現互聯。

截至2011年底，全國發電裝機容量達到10.56億千瓦，首次超過美國（10.3億千瓦），成為世界第一電力裝機大國。其中水電2.31億千瓦（包括抽水蓄能1836萬千瓦），火電7.65億千瓦，核電1257萬千瓦，併網風電4505萬千瓦，太陽能發電214萬千瓦。2002年新一輪電力體制改革以來，我國電源投資主體增多，電力工業進入快速發展通道，迅速改變了我國長期電力不足的局面，全國電力裝機容量從3.57億千瓦連續突破4億、5億、6億、7億、8億、9億、10億千瓦大關，年均增長近8000萬千瓦，10年增長量超過此前新中國成立以來的53年。

1000千伏晉東南-南陽-荊門特高壓交流試驗示範工程，是世界上運行電壓等級最高、技術水平最先進、我國具有完全自主知識產權的交流輸變電工程。該工程起于山西晉東南變電站，經河南南陽，到湖北荊門變電站，全長640公里。工程於2006年底正式開工，2009年1月投入商業運行，2010年8月通過國家驗收。該工程在世界上首次研究提出了特高壓交流輸電技術標準體系，修訂和發佈多項國家標準和企業標準，確立了我國在特高壓輸電技術研究、裝備製造、工程設計、建設和運行領域的國際領先地位。

2011年，我國發電量為4.72萬億千瓦時，相當於日本、俄羅斯、印度、加拿大、德國等五個國家2010年發電量總和，首次超過美國，居世界首位。近年來，我國發電量快速增長，“十一五”期間年均增長率達11.18%，2011年增長為11.68%。與世界主要國家相比，2011年我國火電佔比仍然較高，為82.54%，僅次於印度；水電佔比14.03%，低於俄羅斯、略高於印度，遠低於巴西、加拿大；核電佔比為1.85%，遠低於核電佔比最高的法國（75.5%）和韓國（31.1%）。目前，我國正大力優化電力能源結構。

截至目前，全國範圍內已投產的單機容量100萬千瓦超超臨界火電機組共有47台，投運、在建、擬建的百萬千瓦超超臨界機組數量居全球之首。2004年6月，國內首個百萬千瓦超超臨界機組工程——華能玉環電廠一期工程開工建設。隨着華能玉環電廠、華電鄒縣電廠、國電泰州電廠等一批百萬千瓦級超超臨界機組相繼投入運行，標誌着我國已經成功掌握世界先進的火力發電技術，我國的電力工業已經開始進入“超超臨界”時代。2006年，上海電氣成功製造我國第一套100萬千瓦級超超臨界機組，標誌着我國已具備世界最先進機組的研製能力。

2010年7月8日，向家壩—上海±800千伏特高壓直流輸電示範工程投入運行，為我國繼雲廣待高壓直流工程之後又一特高壓直流輸電工程。該工程於2007年4月26日通過國家核准，起於四川宜賓復龍換流站，止於上海奉賢換流站，途經四川、重慶、湖北、湖南、安徽、浙江、江蘇、上海等8省市，四次跨越長江。線路全長1907公里，輸送能力達700萬千瓦級，是世界上輸送容量最大、送電距離最遠、技術水平最先進、電壓等級最高的直流輸電工程。該工程由我國自主研發、自主設計和自主建設，是我國能源領域取得的世界級創新成果，代表了當今世界高壓直流輸電技術的最高水平。

2010年12月28日，由中國華電集團公司投資建設的華電寧夏靈武發電有限公司二期工程3號機組順利通過168小時滿負荷運行。標誌着具有我國獨立知識產權的世界首台百萬千瓦級超超臨界空冷機組正式投產，這將徹底改寫中國空冷機組技術設備依賴進口的歷史，預示着我國空冷電站設備設計製造和電力工業技術等級達到世界先進水平。

截至2011年底，全國水電裝機容量（含抽水蓄能）達到2.3億千瓦，持續雄居世界第一。早在2001年，我國常規水電裝機達到7700萬千瓦，首次超過美國躍居世界第一位。此後幾年，我國水電持續快速發展。到2004年，以公伯峽首台30萬千瓦機組投產為標誌，我國水電裝機容量突破1億千瓦。到2010年，隨着小灣水電站4號機組投產，我國水電總裝機容量突破2億千瓦。期間，建成了三峽、龍灘、拉西瓦、構皮灘、瀑布溝等一大批巨型電站，正在建設溪洛渡、向家壩、錦屏一二級、糯扎渡等工程。

2012年7月4日，隨着最後一台70萬千瓦機組正式併網發電，三峽電站全面建成投產，累計發電量超過5600億千瓦時。三峽水電站位於中國重慶市市區到湖北省宜昌市之間的長江干流上，包括左岸電站14台、右岸電站12台、地下電站6台70萬千瓦巨型機組和電源電站2台5萬千瓦機組，總裝機容量達2250萬千瓦，是目前世界上最大的水電站。三峽大壩位於宜昌市上游不遠處的三鬥坪，大壩高程185米，水庫總庫容393億立方米。工程於1994年正式開工建設，首台70萬千瓦機組於2003年7月併網發電。

華能瀾滄江小灣水電站大壩最大壩高294.5米，為目前世界最高雙曲拱壩。小灣水電站位於雲南省大理州南澗縣與臨滄市鳳慶縣交界的瀾滄江中游河段黑惠江匯入口下游1.5公里處，總裝機規模420萬千瓦,設計年發電量189.9億千瓦時，以發電為主，兼有防洪、灌溉、攔沙、航運等綜合效益。電站裝設6台混流式機組，於2002年1月正式開工，2009年9月投產首台機組，2010年8月全部投產。其平均216米的高運行水頭、150轉/分的高轉速均為國內同級別機組之最。

國民經濟的快速發展，大大促進了我國電力工業的快速發展，安全、經濟、低污染和節水是新時代對我國電力工業發展所提出的要求。在目前情況下，我國要提高電力在終端能源消費中的比例，減少煤炭作為終端能源的使用，逐步優化發電能源結構，即優化火力發電，大力發展水電，適當和積極建設核電，積極開發和應用風能、潮汐能和太陽能等新能源，實現發電能源多樣化，趕超國際先進水平 ^[2]  。