为什么输电损耗2000公里只有6%，还要修运煤铁路，直接输电多好?
首先，我们来聊聊“输电损耗2000公里只有6%”这个概念。
确实，现代高压直流输电（HVDC）技术在长距离输电方面已经做得非常出色。 所谓的“损耗6%”通常是指在特定技术条件下的一个理想化或优化值。在高压直流输电中，损耗主要来自于几个方面：
线路损耗： 这是最主要的损耗，与电流强度和线路电阻有关。虽然高压可以降低电流，从而减少线路损耗（欧姆损耗 $P = I^2R$），但长达2000公里的线路，即使电阻很小，累积起来也不是个小数目。不过，通过使用更高电压（如±800kV甚至更高）、更优质的导线材料（如铜铝复合导线），以及优化的线路设计，可以将线路损耗控制在相对较低的水平。
换流站损耗： 高压直流输电需要将交流电转换为直流电（换流），然后再将直流电转换回交流电（逆流）。这个过程需要在换流站进行，换流设备（如晶闸管或IGBT）在开关过程中会产生损耗，通常以热量散失。换流站的效率非常高，但并非100%，而且设备越多、功率越大，损耗也可能越高。
绝缘损耗和电晕损耗： 在高电压下，绝缘体材料和空气都会存在一定的漏电流或电晕放电损耗。
所以，6%的损耗是技术进步的体现，但要实现这个目标，需要投资巨大、技术复杂且维护要求极高的换流站和高压线路。而且，这个6%的数字也可能是在最佳运行条件下测得的，实际运行中可能会有波动。
即便如此，为什么还要修建运煤铁路呢？原因非常复杂，我们可以从以下几个方面来剖析：
一、 可靠性与稳定性：电网的生命线
输电线路的脆弱性： 2000公里长的输电线路，无论如何坚固，都面临着极大的环境和人为风险。恶劣天气（如雷击、冰雪、大风）、设备故障、线路被破坏（如盗窃、意外）、甚至地质灾害，都可能导致整条线路甚至大范围的停电。一旦输电线路发生故障，恢复供电可能需要数小时甚至数天，对依赖电力的经济活动和居民生活将是灾难性的打击。
电网的稳定运行： 电力系统是一个极其复杂的动态系统。发电量必须实时等于用电量，任何一方的剧烈波动都会影响电网的频率和电压，可能导致连锁反应，造成大面积停电。过度依赖单一的超长距离输电线路，一旦出现问题，将对电网的整体稳定性造成巨大威胁。
多源供应的必要性： 一个健康的电力系统，需要有多种能源供应方式和传输路径作为冗余备份。如果一个地区严重依赖于某个地方生产的电力，而这个电力又是通过一条漫长的输电线路输送过来的，那么一旦这条线路出现问题，整个区域的能源供应将面临危机。
二、 经济性考量：初投资与长期成本的权衡
巨额的初始投资： 修建一条2000公里高压直流输电线路，需要巨额的资金投入，包括高压输电设备、大量铁塔、导线、绝缘子、以及建设多座大型换流站。这些成本是天文数字，而且需要长期的规划和建设周期。
运煤铁路的相对成熟与经济性： 尽管运煤铁路的单位运输成本可能高于输电损耗，但其建设成本相对可控（尤其是已有的铁路网基础上进行升级改造），并且技术成熟，运行维护也更为标准化。对于一些历史悠久的能源产区和消费区，运煤铁路已经构建了成熟的运输体系，其边际成本可能并不高。
“便宜”的煤炭： 在某些地区，煤炭资源本身非常丰富且开采成本低廉，使得煤电成为一种相对经济的发电方式。即使加上运输成本，其总成本依然具有竞争力，尤其是在电价相对较低的地区。
三、 资源禀赋与地理限制：并非所有地方都适合输电
能源产地的集中性： 许多国家和地区的煤炭资源集中在特定的地理区域，而这些区域可能距离主要的消费中心很远。例如，中国的煤炭资源主要分布在北方和西北部，而经济最发达的东部沿海地区能源需求量巨大。
水电的局限性： 虽然水电是清洁能源，但其地理分布受限于河流和地形，且大型水电站的建设也面临环境和移民问题。因此，即使有水电资源，也无法完全满足所有地区的电力需求。
风能、太阳能的波动性： 风能和太阳能是间歇性、波动性的电源，需要强大的电网和储能技术来支撑。即使将这些可再生能源通过高压直流输电输送到远方，也需要有稳定的基载电力（如煤电、核电）作为支撑，以保证电网的稳定运行。
四、 能源安全与战略考量：多元化是关键
能源独立与多元化： 国家能源安全战略要求能源供应来源多元化，不能过度依赖单一能源或单一传输方式。过度依赖从远方输送的电力，意味着将能源安全命脉交给输电线路的稳定性。一旦输电线路发生重大故障，或者受国际政治、地缘冲突影响，能源供应将面临严峻挑战。
就地取材的优势： 在煤炭资源丰富的地区就地取材发电，不仅可以保障当地的能源供应，还能为周边地区提供电力，形成一个相对独立的区域能源供应网络。这有助于分散风险，提高整体能源安全水平。
产业布局与就业： 煤炭的开采、运输和发电过程中，会带动当地的经济发展和就业。即使从纯粹的电力输送效率来看，运煤铁路的存在也是国家经济和社会发展战略的一部分。
五、 技术成熟度与成本效益的动态平衡
HVDC技术仍在发展： 尽管HVDC技术已经很成熟，但建设和维护成本依然高昂。大规模长距离的HVDC项目投资巨大，回报周期也较长。
煤炭发电的成熟度： 煤炭发电技术非常成熟，设备制造和运营维护体系完善。在许多发展中国家，煤电仍然是支撑经济发展最可靠、成本效益最高的选择之一。
综合成本评估： 在评估是修建输电线路还是运煤铁路时，需要进行全面的成本效益分析，包括初始投资、运行维护成本、能源损耗、可靠性、环境影响以及国家能源安全战略等多方面因素。在某些情况下，即使输电损耗率很低，但考虑到其高昂的初始投资和潜在的风险，运煤铁路可能仍然是更优或更可行的选择。
举个例子：
想象一下，一个国家大部分煤炭资源都在北方，而经济发达的南部需要大量的电力。直接输电2000公里确实可以做到低损耗，但这需要建设超级昂贵的HVDC线路和换流站，一旦这条线路被雷击中断，整个南部可能陷入大规模停电。而如果同时存在一条运煤铁路，即使煤炭运输会产生一些损耗和成本，但它提供了另一条可靠的能源供应通道。即使南部地区的电价因为煤炭运输成本而略高，但换来的是能源供应的稳定性和国家能源安全，这笔账对于国家来说是划算的。
总结来说：
输电损耗低是一个技术上的优势，但它只是能源传输的一个方面。修建运煤铁路并非是技术的落后，而是为了应对能源传输的可靠性、安全性、经济性、资源禀赋以及国家战略等多重需求。这是一个复杂的系统工程，需要综合考虑各种因素才能做出最优化的决策。在很多情况下，多元化的能源供应和传输方式才是保障一个国家能源安全和经济稳定运行的根本。
网友意见
科班出身，十年电力专业的我，有话说！
一是：能源安全，这是最重要的。
我国煤炭资源主要集中在山西。试想一下，如果我国所有的火力发电厂都在山西，在山西发电以后再通过长距离运输到用电负荷中心。如果一旦山西出了问题，那么就相当于整个中国70%的电力受到影响。
再者，电力是实时运输，无法储存的，如果长距离输电线路出现故障，那么就意味着负荷需求中心必须停电。如果是通过铁路运输，运输通道出现问题，其实在日常工作当中，发电厂都会提前储备一部分的煤炭，那么在运输通道出现故障期间，就可以有一个缓冲期，用户无需停电！
最近比较火的一个点，叫做分布式电源。
是指功率为数千瓦至50 MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源。这些电源由电力部门、电力用户或第3方所有，用以满足电力系统和用户特定的要求。如调峰、为边远用户或商业区和居民区供电，节省输变电投资、提高供电可靠性等等。（来源网络）
道理很简单，就是不要把所有的鸡蛋放在同一个篮子里，降低风险。意思与网格化管理其实是一样的！从上图我国主要电源点的分布上来看，整体还是与用电负荷需求中心相匹配的。所以不管是从电力通道安全保障还是煤炭通道安全保障来说，长距离输电都是没有办法的办法！
二是： 经济效益
我们都知道，我国的第一条铁路，是由詹天佑在1904年主持修建的，到1909年成功投运。经过100多年的发展，我国的铁路网络已经四通八达，铁路运输技术世界前茅，运输能力更是强悍无比。
而我国的第一条500千伏（平顶山-武昌）长距离输电线路，是在上世纪七十年代，距离近600公里， 1979年开始动工，1981年12月底建成投产，有效地缓解了当时的钢铁产能需求。
大家可以看到，500千伏输电线路的发展历程，要比铁路网络的发展历程慢80年。所以如果我们有现成的铁路运输通道都不去用，而去兴建长距离输电线路的话，这个投资成本是非常大的。并且我们平时所说的长距离输电线路的线损是6%左右，但其实这只是运输过程的成本，还没有考虑建设成本以及维护成本。具体高压长距离输电的技术情况、原理，可以参考以下书籍：
目前，我国的长距离输电线路主要是为北线、中线、南线，中线与南线主要也是从西部运送优质的水电资源，主要是供长江三角洲以及珠江三角洲等负荷中心使用，因为两大中心现有的火电也好、核电、风电也好，是不足以满足用电需求的。
拿其中的南线来分析，南线是位于南方五省区，主要是从云南、贵州等地输送水电过来广东这边。这条西电东送的主要通道，一年大概输送电力是3000亿左右。而南方五省区今年一年的用电量大概是13,000亿！
最后祝大家新年快乐 ️
看过有个分析，不要低估一辆运输着硬盘的卡车的带宽，也不要低估一辆运载煤炭的火车的输电量。把煤慢慢运到目的地再发电产生的电量远高于通过特高压输电线输送的电量。如果要完全要用特高压输电线路替代送煤铁路，要建设的特高压线路要多很多。
以近年建成的内蒙至江西的重载运煤铁路"蒙华铁路"为例分析，铁路有三个主要的优点。
一是输送能力强。一条重载铁路的能量输送能力是最先进的千万KW级直流特高压线路的十倍以上。蒙华铁路每年运煤2亿吨，折算成火力发电量约5000亿度电。而你的图中最高的线路的年输电量才300亿度。要输送同样的电量，就要建十几条特高压。十几条特高压的建设成本比一条重载铁路高多了。
第二是占地少。重载铁路占地宽度20-30米，而特高压占地宽度至少80-100米。不要以为特高压就只是一条电线而已。达到同样输送能力的话，十几条特高压要占多少地？
第三才是损耗低。铁路列车运行的电力需求相比这些煤炭能发出的电量是很低的。蒙华铁路的长度是1800多公里，等效损耗比特高压输电大约低10%左右。就按特高压的损耗是6%粗略计算一下，传输5000亿度电，特高压的损耗是300亿度电，而运煤铁路大约会用掉270亿度电。每年省30亿度电，也是十亿来块钱了。
综上三条，用重载铁路把煤运出来、在用电地的火电厂发电，是明显优于在煤矿附近发电、再远距离输电的。而且重载铁路还能兼运旅客列车和其他货运列车。
其实应该先讲这句：我国搞特高压输电，是为了把西南的水电输送出来，水电也只有这一种方式输。而火电电厂的选址相当自由，运煤不难，损耗不高。可以说长距离特高压输电其实与火电没什么关系。
缺乏足够冷却水，坑口电站是祥瑞。
真·火力发电从业者（夕阳中的夕阳那种）。
同学，你的想法一点毛病没有，现实就是煤炭的就地转化越来越普遍了。
要不一天天的吵吵着西电东送干啥。
在内蒙、新疆等产煤区，可以毫不夸张的说，电厂林立，就跟当年玩war3人族造塔一样。
尤其是新疆，广袤的新疆大地上，矗立着一座座三大电力的六十万和百万机组，除了电厂就只有天与地了。
在传统产煤大省山西，不但有火电厂，还有众多的煤化工企业，把煤变成煤气以及各种化工产品，就地完成转化，再运走。
我国人口分布极不平衡，东部人多资源少，西部人少资源多，煤炭的就地转化不但是考虑运输成本，还充分利用了环境容量。
双碳一来，东部想上新火电基本没戏了，但在下一代大电网主力确定下来之前（火电的人都说未来属于核电，核电人都说核电已死，真是薛定谔的未来），新疆内蒙的火电厂应该还能再建一些。
题主想象中的集中发电，局部调峰的电力格局并不是没有可能的。
关键还是在于基础设施的建设成本你得算进去。
煤不只供应发电，还是能用在很多其他地方的，是重要的化工原料。所以不管你发电厂是不是建在煤场旁边，公路铁路等等基础设施都是必须的。退1万步说，这个煤场挖的煤就是100%供给发电厂，那么挖煤的机械，发电厂的设备需要铁路运进来吧，工厂工人的衣食住行需要公路吧。
也就是说把发电厂建在煤场旁边，并不能省下建铁路公路的成本，同时却增加了大量的建设铁塔和铺设电缆的成本。那为什么不利用现有设施把煤运出去，把发电厂建在相对靠近用户的地方呢。
有煤的地方没水。
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