中国电力史
新沃基金
作者 | 卢克文
来源 | 卢克文工作室(ID:lukewen1982)
壹 1846年,上海开埠三年后,英国商人礼查来到上海,想在这里建一座饭店。 起先他的饭店建在公馆马路(今金陵东路)外滩附近,叫Astor House Hotel,10年后,苏州河上建了座“查尔斯桥”,桥北侧河边有一块22亩的荒地,礼查感觉这块地有潜力,1857年便以极低的价格买下,建了一座东印度风格的2层砖木结构旅馆,将饭店迁了过来(今天看到的礼查饭店是1910年拆旧造新后的英式新古典主义风格,1857年的东印度风格原建筑没有这么豪华),但因为当时地处偏僻,经营不善,1860年,享利.史密斯从礼查手里接手这座酒店,改名Astor House。 就是今天上海著名的浦江饭店。
这家饭店在史密斯接手后,除了开设了弹子房、酒吧、舞厅、扑克室,1867年,还在上海最早使用煤气,1882年7月26日晚上7点,这里成为中国最早安装电灯的地方。 那天晚上,上海外滩6.4公里长的供电线上,沿外滩到虹口招商局码头,共有15盏弧光电灯被点亮,其中有7盏,位于礼查饭店内部及花园。据说当时上海来看电灯这个新鲜玩意的市民,围观人群聚集长达数里。
比慈禧太后第一次使用电灯,还早四年。 给上海人民的黑夜带来电灯光亮的,是中国的第一个发电厂,由英国人立德尔在1882年创办的上海电气公司。 据《上海租界志》里记录,这家公司位于当时南京路江西路口老同孚洋行的院落,共筹集5万两白银建立,是从美国克利夫兰的布拉什电气公司购买了一台12KW直流发电机,这家电厂只比法国巴黎北火车站电厂晚建7年,只比英国的电厂晚建6个月,比圣彼得堡电厂早1年,比日本早5年,当时的上海,相当洋气。 成功在上海点亮中国最早的路灯后,1883年2月,又在外滩、南京路、百老汇共装了35盏弧光灯,从黄昏点到半夜12点半,每盏路灯收费每周4元,如点到天亮,则收7元。 但因为发电设备技术问题老出故障,路灯时亮时不亮,工部局火了,叫他们按合同规定的质量供电,否则停止合作,还要支付赔偿,上海电气倒在了技术环节,仅运营了六年,便于1888年因资金不足倒闭。 1890年广州旅美华侨黄秉常集资40万美元,在广州开办了华第一家电力公司“广州电灯公司”,也是买的两台100匹马力的美国发动机发电,点亮广州历史上700盏电灯,但黄先生不太会经营,投入太猛,发电量远超用电量,电费太贵,广州市民没几家用得起电,9年后这家电厂倒闭,改成锯木厂。 上海电气倒闭后,原股东里的中国人魏特摩用4万两白银又新开办了新申电气公司,新申电气后被工部局于1893年以6.6万两白银并购,并追加2.6万两扩充设备,3年后的中央电站,有直流发电机8台,容量109.5千瓦,交流发电机5台,容量189千瓦。到1908年时,电厂发电设备容量达4400千瓦,相当当时英国15家大发电厂的13位。 除了上海新申,李鸿章也在迎头赶上,早先他先花费了6000两白银,向慈禧奉上发电机和电灯作贡品,1888年12月李鸿章从丹麦购进一台15千瓦的发电机,让北京的紫禁城和达官贵富们用上了电灯,随后张之洞在广州用燃油机发电,刘铭传在台北安装了第一批小型发电机,第二年,觉得电力这洋玩意儿不错,李鸿章又在大连创立大石船坞电厂。1890年广州华侨黄秉常建广州电灯公司、1899年德国人库麦尔在青岛电灯厂和大型发电厂(仅一年倒闭)、1900年冯恕建京师华商电灯股份有限公司、1903年开平矿务建唐山煤矿发电厂与林西矿发电厂、1910年两江总督张人骏建金陵电灯官厂、1911年租界工部局建杨树浦电厂、1915年董世亨建浦东电气、1901年起,宁波、烟台、镇江、汕头都有华人自己率先零零碎碎建设民营电厂,到1936年,中国发电容量达到了136万千瓦时,不过当时的发电量在全世界还是小得可怜,美国一年的发电量是中国的两三百倍,在先进工业国家面前,这些发电厂就好像一堆破铜烂铁。
日本于此时全面侵略中国,是因为绝不能容许中国再次强大。 电力,是一个国家走向强大的现代化社会过程中,基础中的基础。 日本在占领东北后,从1937年4月开始,忙着在吉林省松花江上建成了当时全亚洲最大的18万千瓦丰满水电站,这座水电站到1943年3月25日开始发电,期间以“吃好住好大工价”骗取共20万劳工前来建造,每天两班倒24小时作业,每班1.2万劳工工作12小时,劳工进来后如同进了监狱,稍有不从就遭到毒打,原丰满警察署长在日本战败后承认,平均每天被打死或累死2-3人,丰满水电站修建期间,一共死亡5110人,劳工们的尸首被扔弃在水电站旁三条100多米长、6米宽、4米深的天然沟渠里。
伍 前面讲述了中国如何解决发电问题,但其实还有个同样重要的问题需要同时解决。 就是如何把发好的电输出去。 输电这个事情,中国人干得比发电还要牛逼。 1974年,中国在甘肃永靖县黄河上游建了一座刘家峡水电站,解决陕西、甘肃、青海人民的缺电问题,这座水电站从勘探到建设一条龙全是自己人搞的,连把电输出去的330KV超高压输电线路都是国产的。 这条全长534KM的输电线路,输电能力423MW,花了中国电力人无数心血,是中国人建设的第一条超高压输电线路。 为了搞完这条超高压输电线,变压器、电抗器、开关设备、避雷器、套管、绝缘子、电容式电压互感器及串联电容器都是自己弄出来的,这中间每一样东西能搞出来都是无数电力人的付出,就拿高压开关设备这一样东西来说,高压开关的开断过程涉及到热力学、化学、流体力学各领域,要想造好高压开关,就必须有一个实验室,1950年代,我们生产的高压开关产品还得寄到国外去做实验,1953年我们跟苏联签了援助协定,1958年开始搞高压电器研究所,但是1960年苏联人就不跟我们玩了,撤走专家,停止提供资料,中国人就硬着头皮自己摸索,苏联不提供的设备,最后由沈变搞了出来(电力设备相对来说算是成熟行业,没有其它行业那么难入行),1963年我们就搞出了西高院研究所,安装了1006台设备,这才把高压开关设备研发出来。 到1978年,中国要打开国门搞改革开放,电力不够用,搞发电的这时候去跟美国签合同了,搞输电的也准备向先进国家学习,1979年中国要建设平顶山姚孟到武汉凤凰山500KV输变电工程,中间要经过17个县市,全长594KM,最大运送容量为120万KW,跟发电设备一样,计委决定引进国外的设备,并在学习过程中将设备国产化,这次选了日本、法国、瑞典6个国家7个公司的变电设备、继电保护和通信设备。 在操作过程中,计委要求引进关键技术和生产设备要与原材料国产化同步进行,要用国产原材料生产出合格产品,使引进技术和装备适应国产化要求,到1981年12月,中国第一个500KV的超高压输变电工程正式运行,我们又花了好长时间将全套材料都国产化为我所用,使国产技术达到了当时先进水平。 有了500KV的技术积累,中国电力人消化了二十年后,2001年,新的任务到来了,为了西部电力供应,要在黄河上游建公伯峡水电站、拉西瓦水电站等一批重点项目,但当时如果再建330KV输电线路,黄河上游就会出线密集、送电效率低、造成资源浪费。 而且西北地域辽阔,几百里地见不着一个活人,能源基地到负荷中心的距离较远,就只能建750KV高压输送线了。 2001年国家电力公司对此项目进行了两次专家论证和评审,一致认为中国可以开搞750KV高压输送线,并发了个特别长的通知,名字叫《西北电网750KV输变电示范工程关键技术研究可行性报告》。 那就别废话了,反正组织上都这么定了,还愣着干嘛,再啃几口干粮就上啊。 中国电力人们迎着西北苍凉的风抹了抹头发,握紧了手中的馒头,再次硬着头皮上了!
2003年,750KV交流输变电成套设备研制列入“十五”重大技术装备项目(每个五年计划都特别照顾我们电力人啊),国家拨款11250万元,召集西电集团、天威保变、沈变、许继集团、桂容公司、沈高共37个科研设计制造施工和调度单位,全冲上西北高原啃馒头去了。 从这些年开始,基建狂魔开始露出狰狞本色,2003年9月官亭变电站开工,仅仅两年时间,“咣当”一下,官亭-兰州东输电线路、兰州东变电站就竣工了,750KV输变电示范工程正式投产,喜得当时副总理曾培炎亲自赶来参加投运仪式。 750KV是当时世界上运营的最高电压等级,全球只有少数几个国家拥有这一等级的输变电线路,而且这项工程的29个子项目都是中国独立自主完成,拥有自主知识产权,国产率达到了90%以上,还创了世界最高绝缘水平。 端的是又快又狠。 面对全世界的认可,我们的电力人们不由得露出了憨厚的笑容。 小伙子们,不要高兴得太早啊,攀过一座高峰,还有下一座高峰,你们看中国经济发展得这么好,电力需求在不断增长嘛,来来来,这里有个1000KV的特高压输电项目,先来搞定了。 中国当时要搞特高压项目,是因为装机容量发展到2005年,已经达到5.1亿KW,需要远距离、大容量输电,而且特高压输电搞定了,就可以减少更多超高压线路,还能保护环境,这是形势所逼。 2005年3月,机械部副部长陆燕荪、电力部电工程师周小谦、院士周孝信、朱英浩、沈国荣向副总理曾培炎提交“尽早明确特高压工程建设工作”的建议报告。 2006年8月,发改委正式核准在晋东南-南阳-荆门建1000KV特高压交流试验示范工程。 电力公司的小伙子们,你们有福了,快扔下你们西北的馒头,咱们去荆门吃烟熏肉和太师饼去。 这项工程于2006年底开始建设,“咣起”一下,2008年12月30日就开始试运行,2009年1月6日22时,我国第一个特高压交流工程正式投入商用,后来又建来淮南-南京-上海1000KV特高压线,我国电网电压也正式达到了世界最高水平! 原国家发改委副主任张国宝一直很支持特高压的发展,二滩水电站建成后,是当时中国最大的水电站,但是因为当时中国经济低迷,发出来的电没人要,他那时主持分电,回忆说当时二滩的电一种是计划内的电,两毛多一度,计划外的电,只有三分钱一度,连磨损费都不够,他那时到处求人,找着电力部副部长陆延昌,才知道二滩送出来的电,一条500千伏交流线路只能送90多万千瓦,他十分着急,原来要想输送容量大,就只有在提高电压等级上做文章。 后来发改委搞论证,张国宝一直站在支持发展特高压,“但因为管部门内部一些人表面公允,实际上暗中挑事”,这件事一直没批下来,中间还论证过石墨炸弹对特高压线的危害,花了很长时间扯皮。 特高压线建成后,张国宝说,特高压不仅仅是输电的贡献,还发展了我们的装备制造业,欧洲、日本企业只做了试验,没有工程化应用,特高压的变压器、开关、绝缘等关键设备实现了国产化,别的国家没能特高压项目,也就没有工业化生产这些东西,特高压原来也没有国际标准,因为中国正式运用了,国际电联就采用了我们的标准。
张国宝激动地说,在输变电技术领域,我们已经达到了国际先进水平。 2019年10月4日,张国宝因病在北京逝世,享年74岁。 陆 前面几节我们讲述了电力人是怎样搞定国产火力发电机组的,也讲述了如何克服特高压输电线的,现在我们要回到事情的源头,讲一讲煤炭的故事。 1995年中国才将美国的技术吃透自己研发出高水平的发电机组,接着在全国铺开了造发电厂,2001年12月中国入世,经济迅猛腾飞,2005年中国搞定特高压输电,注意这三个时间点,一个国家的经济发展是必须要电力在后面做基础支撑的,光是2018年广东省实际用电量就达6000亿千瓦时,人均用电6000千瓦时,已经达到发达国家水平,经济跑得这么快,电力必须跟上,现在技术上没什么问题,只要资源足够就行,而电力主要是用煤炭进行火力发电,中国入世后,煤炭的重要性一下子被拔高了。 山西煤老板们一个个挺着大肚子,排着队爬上了历史的舞台。 煤炭价格从2002年之后从最初的300-500元每吨,一直飙涨到2009-2010年的1400元每吨,而开采煤的成本是固定的400元每吨左右,最高时一吨煤能挣1000元,扣掉税净利润还能达800元,一个年产30万吨级的煤矿,一年纯利能到3亿元。 在《煤老板自述三十年》这本书里,口述者就说自己二零零几年时一天能挣50万纯利。 山西省河津市和乡宁县是中国煤炭业的一面镜子,这里盛产煤矿,起初是为了提高煤炭产量,跟上发电需求,2004年时山西省推行集体煤矿卖给私人,河津市下化乡就冒出36个煤矿,吕梁地区出现100多个煤矿。 当时煤价飞涨,挖煤跟挖金子一样,私人煤矿疯狂开采,赚钱第一,安不安全后面再说,各种运输设备、机电设备、采掘设备、防治水设备、通风设备、防瓦斯设备、防煤尘设施、防灭火设备、安全监测监控设施、调度通信设施等统统不重要,于是,大家印象中山西省矿难频发的事故都发生在那几年。 2005年3月19日,山西朔州煤矿瓦斯爆炸,72人遇难。2005年6月22日,山西繁峙煤矿瓦斯爆炸,37人遇难。2006年2月1日,山西晋城煤矿瓦斯爆炸,23人遇难。2006年3月18日,山西临县煤矿透水事故,28人遇难。2006年4月29日,山西大同煤矿瓦斯爆炸,32人遇难。2006年5月18日,山西左云煤矿特大透水事故,56人遇难。2006年11月5日,山西焦家寨煤矿瓦斯爆炸,35人遇难。2006年11月12日,山西晋中煤矿瓦斯爆炸,25人遇难。2007年3月18日,山西晋城煤矿瓦斯爆炸,21人遇难。2007年3月28日,山西临汾煤矿瓦斯爆炸,26人遇难。2007年5月05日,山西临汾煤矿瓦斯爆炸,28人遇难。2007年12月6日,山西洪洞煤矿瓦斯爆炸,105人遇难。2008年1月20日,山西临汾煤矿瓦斯爆炸,20人遇难。2008年6月13日,山西吕梁煤矿瓦斯爆炸,34人遇难。2008年7月5日,山西大同煤矿一氧化碳中毒,21人遇难。2008年9月8日,山西省新塔矿区发生特别重大溃坝,277人遇难。2009年2月22日,山西屯兰煤矿瓦斯爆炸,78人遇难。2009年12月27日,山西介休煤矿瓦斯燃烧,12人遇难。 2009年之后,山西省开展煤炭企业整合重组,私人不再让开矿,小矿全部整合成大矿,最初30万吨的矿井,必须要达到机械化采煤,后面又上升到60万吨,山西煤老板又排着队,一个个走下了历史舞台。 而那些在煤矿里长眠的矿工们,亲身经历了中国经济野蛮生长年代,他们默默注视着粗糙发展的特殊历史轨迹,以及自己黑暗煤矿里被掩埋的生命。 铭记那些牺牲的人,为中国电力事业和经济发展做过的每一分努力。 柒 为了控制下文章的篇幅,核电和水电的发展,只能简略地讲一下。 中国1958年就想搞核电站了,还特意建了个581工程项目,不过当时核材料不够,要先保军用,就没搞起来,1966年上海人不死心(长者在武汉任职时还自学了格拉斯登的核工程教材),还想搞,找周总理批示,想建一个核反应堆,叫“122工程”,不过很快因为文革又垮了,122工程给我们留下了一批人才,这些人最后成为728工程的主力。 728工程周总理亲自把关,从1970调研到1974年,搞了三次专家委员会研究可行性,才在1974年列入国家基建计划。最先想把第一个核电站建在浙江富阳,后来综合考虑,选定浙江海盐县秦山地区。 我们最初想引进法国的900MW核电技术,因为时间关系,还有从零培养中国核电人才的原因,最后决定自己造300MW核电站,核电站的大部分设备都是自己生产,实在搞不定的,政府出资1.73亿元,给上锅厂、上重厂、上汽厂、上电厂等到国外买设备,各厂买了些如SIV3150重型卧床、X9721转子铣床、W200G落地式镗铣床等我们弄不出来的重型设备,但我们自己也弄出了200t电渣重熔炉、200t高速动平衡试验室、容器焊机辅机等一些机械怪物。 以我们当时的工业能力和财力,能弄出这些东西来,工人们太不容易了。 有了设备,核电站的机器就吭哧吭哧陆续给造了出来,秦山核电站一期1991年12月首次并网发电,1995年7月通过验收。二期2002年发电,三期则采用了加拿大坎杜6重水堆核电技术,也是2002年运行。 截止到2020年,中国共有45台商用核电机组在运行,建成12座核电站,在建10座核电站。2018年,核电站共发电2865亿千瓦时。 新中国成立时,中国水电装机总量仅36万千瓦,年发电量12亿千瓦时,其实主要就是靠前文提到的丰满水电站撑场面。 1955年、1958年、1977年、2000年中国组织了四次水力资源普查,历史上几千名水文地质工作者大学毕业后,就在深山老林里翻山越岭,为祖国积累水文资料,才查清我国境内河流总装机容量1万千瓦以上的3886条,水利资源理论蕴藏量6.944亿千瓦,技术可开发装机容量5.416亿千瓦,经济可开发装机容量为4.0179亿千瓦。 新中国建设的第一座水电站是浙江新安江水电站,电站由苏联专家提供协助,动员了好几万人从1957年建了三年才完工,坝高105米,总装机容量66.25万千瓦,设计年发电量18.6亿千瓦时,还可以防洪、灌溉、养殖、旅游。 浙江省的旅游盛地千岛湖,其实就是新安江水电站的水库。 新安江水电站是中国水电的黄埔军校,培养出了中国第一批水电人才,电站的9台水轮机由哈尔滨电机厂制造,第9号双水内冷机组,还是国家发展巨型水轮机组的试验品。 有了第一次试手,后面顺利完成三门峡、刘家峡、丹江口、乌江渡、葛洲坝等大型水电站,中国水利人还走出国门,参观了巴西伊泰普、埃及阿斯旺水电站,大开眼界,又受了点刺激。 基建狂魔最受不了的就是别人基建做得比自己好,回来后苦干实干,搞定了举世瞩目的三峡工程(我们水利学校的好多学长毕业后去了三峡,我记得1998年,有学长回校告诉我们在三峡的情况,当时薪水是1200元/月)。又在西部拿龙滩、小湾、景洪、瀑布沟、拉西瓦练手,使我国水电站的设备制造与运行管理飞速前进。 在西部贵州、云南建设水电站的事情,是由朱镕基总理主导的。1999年春节朱总理去贵州考察,对贵州省的贫穷深感震惊,2000年8月北戴河会议上,朱总理建议在贵州、云南建设1000万千瓦发电机组,以水电为主,将电力输往广东,以增加贵州、云南两省收入,当时有人担心工程不能完工,或者电费送过来太贵,朱总理站起来说: “如果不能完成向广东送电1000万千瓦的任务,我总理辞职。” 然后指了指国家计委主任曾培炎说:“你这个国家计委主任也辞职。” 长者赶忙出来打圆场:“朱总理是清华大学学电机的,他懂电,我们就听他的吧。” 2000年11月8日,贵州洪家渡水电站开工,五大战役开打,云南小湾水电站和广西龙滩水电站陆续开工,2010年全部建成,恢宏的西电东送工程,最终保证了1000万千瓦送电任务圆满完成,但比广东当地的电低0.2-0.3元每度。 至2019年,广东省30%的电力,就是来自西电东送。 中国水电至今已取得巨大成就,世界前20大水电站,基建狂魔占了11座,2018年中国水电站发电1.2万亿千瓦时,处于世界第一,而且我们的水电站质量经得起大灾大难的考验,2008年四川汶川地震时,震区内没有一座水电站出现垮坝事故,也没有造成一起次生灾害,震中的沙牌水电站安然无恙,紫坪铺水电站震后第五天就恢复了发电。 在中国电力人70年的努力下,2018年,中国大陆发电量达到了约6.8万亿千瓦时(2019数据还没出来),其中火电49797亿千瓦时,核电2943亿千瓦时,水电11027亿千瓦时,风电3660亿千瓦时,光伏发电1775亿千瓦时,生物质发电906亿千瓦时,几乎都是世界第一! 中国,已成为全世界当之无愧的第一电力大国。 捌 1846年,洋商礼查自英国来,准备在上海建一座饭店。 他不知道,自己的饭店将亮起中国的第一盏灯光。 也惊醒了中国后发的电力事业,中国电力人随后奋发疾赶,虽然这一百多年跑得磕磕绊绊,但我们可爱的电力人们,无论千难万难,还是跑进了世界巅峰,跑进了全球第一。 正是因为保证了电力的供应,中国才能在2020年的今天,在高速公路、高铁、药品、谷物、肉类、棉花、水果、钢、煤、水泥、化肥、飞机、坦克、导弹、常规武器、船舶、汽车、铁路机车、摩托车、机床、风力发电机、家用电器、手机、数字程控交换机、电脑等主要产品产量全方雄居世界第一位! 最后,让我们从1896年开始的全球各国发电量的对比视频中,感受我们电力人的力量,看看中华民族追赶世界的脚步。
中国电力史
资料来源:《中国电力工业》《国家电网》杂志《百年电力》记录片《上海租界志》《百年中国电力》寂寞的红酒《我国电力行业发展的不平凡之路》《2019全球电力报告》庞名立《中国重大技术装备史话》《筚路蓝缕》《煤老板自述三十年》