化石燃料是世界上交易量最大的商品之一:约有75%的原油、25%的天然气和21%的煤炭产量在国际范围内交易。相比之下,电力实属小事一桩:跨境电力在总发电量中的占比仅约3%。
这是因为燃料易于存储和运输。(由大宗货物运输商和原油及成品油油轮完成的)国际煤炭和石油贸易已经存在了很长时间。1964年,首艘商业液化天然气(LNG)油轮下水,才让燃气运输成为现实。因此距离不再是全球燃料交易的最大阻碍。现在最大型的原油运输当属从沙特阿拉伯拉斯坦努拉到日本大阪的原油运输,该航程约6400海里(1.18万公里);LNG油轮则能够将液化天然气从好望角附近的卡塔尔运输到西班牙,该航程约1.05万海里。相较之下,目前还没有可直接存储大量电力的方式,只有抽水储能这种间接方法,而且我们也没有可以轻松运输电力的办法,因为随着输电距离的拉长,电阻增加,由此造成的电力损耗更多。为了将损耗降到最低,规划者越来越多地采用高压直流(HVDC)输电系统,而建设这类系统并不简单。即便可以轻松地获得必不可少的通行权,建造随附的输电塔、电路、整流器接线柱(用于将交流电转换为直流电)和逆变器(用于将直流电转换为交流电)也成本不菲。500千伏以上的HVDC架空输电线的每公里建造成本至少为120万美元,而以最高电压(800千伏和1100千伏)运行的输电线路的每公里建造成本则接近200万美元。如果要在地下掩埋线缆,则成本增至原来的5倍。目前已有远距离海底线缆铺设计划,其成本更高,且其预计成本的推测成分很大。从新疆(中国的最西部地区)到安徽省(位于人口密集的东部)的特高压HVDC输电线是世界上最长(3324公里)的输电线,其成本近60亿美元。如果要在美国建造同样的输电线,花费可能更多。当然,依靠较低电压的短距离HVDC(320千伏至500千伏)线路或标准交流电线路(大多为220千伏至400千伏),也可以在较短距离范围内出售大量电力。目前,欧盟的最终用电量中,跨国输电已超过14%。保加利亚和捷克共和国出口的电力相当于其国内用电量的20%到25%,而法国销售的电力占其国内用电量的14%,瑞典销售的电力占其国内用电量的13%。德国是欧洲最大的经济体,该国现在也是一个电力净出口国,其销售的电力约相当于其用电量的10%。匈牙利是最大的电力净进口国(进口电力约占其总用电量的35%),芬兰进口电力约占总用电量的25%,比利时进口电力约占总用电量的20%。按绝对值计算,法国(得益于其可靠的核能发电)是欧洲最大的电力净出口国,该国近期每年销售的电力超过60万亿瓦时,超过了加拿大对美国的电力净出口(大部分是水力发电)。2016年,加拿大向美国出口的电力最多,近64万亿瓦时,不过现在已经不到50万亿瓦时了。欧洲也有小规模的洲际电力贸易,例如,与亚洲有连接土耳其的贯穿博斯普鲁斯海峡的400千伏交流线路,与非洲有西班牙和摩洛哥之间的两条400千伏线路以及快要建成的另一条700千伏线路,与乌克兰有许多同步互联电网(因此也连接到了俄罗斯电网)。有了这种网络,理论上是可能实现从西西伯利亚向葡萄牙输电的,而且现在也有将中国与欧洲连接的欧亚电网计划。
比较而言,美国输电系统依然在极大程度上局限于3个近乎独立的电网——东部互联电网、西部互联电网和德州电网。大卫•C.瓦格曼(David C. Wagman)是一名能源记者,也是本刊“能源管理”博客的特邀编辑,他表示,这3个电网间的连接非常“微弱”。因此,今年2月寒潮来袭时,得州电网无法实现有效供电。统一的电网可以平衡负载、提高效率,也有助于向海岸地区提供大平原的风力发电和西南部的太阳能发电。IEEE Spectrum
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