特高压交直流和同步电网之惑的历史和现实趣闻

托马斯•爱迪生一生中发明了电话、电报、留声机、电灯等许多影响人类生活的重大发明，个人专利多达1093项，为人类进入文明社会作出了巨大贡献，至今还被认为是美国最伟大且贡献最多的人物。爱迪生是一个天才发明家，他常常会灵光乍现，提出一些连自己都无法解释的研究方法。但就是这样一位伟大的发明家也有“马失前蹄”的时候。

爱迪生经过近十年夜以继日的研究终于发明了适用的电灯，于1882年9月4日率先在位于华尔街的J.P摩根大楼点亮。但在发明了电灯之后接下来的问题是如何将电从发电厂送到街区、大楼，乃至居民住宅。当时的电压等级很低，不可能将电输送到稍远一点的距离，这制约了电的推广应用，成为爱迪生注意力集中要解决的问题。如果采取直流输电方式，每平方公里就得有一个发电厂，这肯定影响电力的推广应用。与此同时，有一位脾气古怪的塞尔维亚发明家尼克拉•特斯拉提出了交流输电专利。这一技术专利可以让电出厂电压升得很高，这就意味着电力可以通过输电线输送至较远距离，在用户端电压再次降下来。这一专利引起了匹兹堡实业家乔治•西屋的兴趣，他买下了尼克拉•特斯拉的交流输电专利。接着爱迪生公司和西屋公司陷入了直流输电好还是交流输电好的繁杂争论，而且由于电力是一个网络系统，只可能有一个赢家。在这场有关输电技术孰优孰劣的激烈争论中，爱迪生不顾自己已有的崇高声望，寻找交流电的弱点，从交流电的安全性入手，公开指责交流电不安全，升高电压会导致人身触电事故发生。当时的新闻报道也确有不少触电事故发生。甚至纽约州利用触电能致人死亡正在研究选择电椅作为行刑方式。爱迪生为了使自己主张的直流输电方式占上风，甚至雇用了一些专家秘密为其工作，制造舆论渲染交流电与触电事故，甚至与电刑联系起来。爱迪生本人也通过展示交流电让动物触电，宣传交流电的危险。他的团队在反交流电的争论中甚至挖空心思给电椅取了个“西屋”的绰号，以贬损交流电。犯人受电刑称为“被西屋”。

然而由于交流电的优越性非常明显，所以西屋公司的交流输电技术在电力市场上取得了主导优势。西屋公司从爱迪生公司手中夺取了市场份额，而爱迪生公司由于顽固坚持直流输电技术削弱了公司的赢利能力。尽管爱迪生本人竭力反对，爱迪生通用电器公司不得不与他当时的一个主要竞争对手合并，公司从过去的爱迪生通用电器公司更名为通用电器公司，他的名字从新公司的名称中被拿掉了，这使爱迪生备感羞辱和痛苦。但是这场争论使影响电力推广应用的技术障碍得以消除，正是西屋公司和特斯拉的交流输电技术使得电力获得了大发展。

这一争论还提醒人们，再伟大的科学家也不是神，不可能要求他们事事都是权威、正确的。科学技术日新月异，新理论、新技术、新产品层出不穷。历史从来都是长江后浪推前浪，不能凭老经验、老知识去当九斤老太，武断阻止新技术的发展和推广应用。对新东西要允许试、允许探索，而不是一棍子打死。有些看来不可能的事情后来却成了技术的主流。

有趣的是这场交直流之争的历史公案在130年后又在中国上演了。电力技术发展到今天已经不可同日而语了。中国从改革开放前只有220千伏交流输电(西北网有330千伏输电线路)，发展到500千伏交流，±500千伏直流输电。近年又提出了±800千伏直流和1000千伏特高压交流。并且还列入了科技中长期规划，建成了云广、向上(向家坝至上海奉贤)±800千伏直流和晋东南至湖北荆门的1000千伏交流输电线路。但是要不要采用1000千伏交流线路却争议不断，为寻找有利于本方意见的证据可以说已经“挖地三尺”，能说的都说了。我一开始就接手了这种争议。反对者最初也是从交流特高压是否安全入手。他们曾列举出在科索沃战争中北约曾使用石墨炸弹，导致科索沃电网瘫痪，因此以战争起来易被石墨炸弹摧毁为由反对特高压，甚至有人到军事科学院求证，希望得到军方的支持。但是这一论据显然经不住推敲，很难使人同意这种观点。因为石墨炸弹摧毁电网的原理是从飞机上投掷炸弹中的石墨丝是导电的，挂在电线上后造成短路，从而使电网破坏。但是这一原理对电网的电压等级是没有选择性的，科索沃没有高压电网，低压电网照样会被摧毁，即使不建特高压，只有500千伏电网，其影响也是一样的。战争中即使不针对电网，电厂同样可以成为轰炸目标，防止这一问题不是建什么电压等级的问题，而是如何防空，获得空中优势的另一范畴的问题。

其后争论的焦点又引向同步电网太大是否安全的问题。该不该建“三华”同步电网(华北、华中、华东三大区域电网用交流相连接)。所有的争论都应该由实践和市场去检验、去选择，更何况科学技术水平已经发展到可以通过计算机仿真来模拟，可以通过试验示范工程去检验。已经建成的晋东南至荆门1000千伏交流输电工程事实上已将华北、华中(包括川渝)电网连接成一个同步大电网，安全运行了三年零十个月，并没有出现反对者担心的安全问题，相反华北、华中两大电网实现了丰水期和枯水期的水、火互补，今年夏天来水好于往年而弃水少于往年，水电得以满发。实践是检验真理的标准。遗憾的是这种争论已导致“十二五”规划过去两年，而电网规划却还迟迟出不来。风电发电量只占全国发电量的1.5%，但在内蒙古、东北、酒泉却有15%~20%的弃风，造成宝贵的清洁能源白白浪费。从电灯点亮的130年来，同步电网从几千瓦已发展到几亿千瓦，电压等级从几十伏发展到上百万伏，科学技术不断在解决着发展的难题，也保障了安全。不能说我们今天的电网就是最完美，再没有发展余地的电网了。能够保证安全的同步电网也许会更大。如果技术上能做到安全，即便全国一张网，各种微弱的、间歇的可再生能源能在更大范围内消纳有什么不好?在科学技术日新月异的今天，相信这是能够做得到的。

无独有偶的是杰里米•里夫金在《第三次工业革命》一书中提出了互联网通信技术与能源体系交汇的设想，书中写道：“互联网技术与可再生能源即将融合，并为第三次工业革命奠定一个坚实的基础”。这一革命无疑将改变整个世界，在可预见的未来，在中国这一片古老的土地上，数百万的中国人将可以在家中、办公室和工厂里生产自己的可再生能源，并通过“能源互联网”实现绿色电力的共享，正如我们现在创造并实现信息的在线共享一样。