中國目前電力的主要初級能源是煤炭。由于中國的煤炭資源主要集中在中國的西部而遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，因此，是以在煤礦的坑口發(fā)電用高壓輸電網(wǎng)輸電為主，還是以鐵路運(yùn)煤到負(fù)荷中心發(fā)電為主，一直在爭議。

一條運(yùn)行重載單元列車的鐵路，每年可以運(yùn)輸超過4億噸的煤炭，全部用于發(fā)電每年可發(fā)約1萬億千瓦時(shí)的電力，相當(dāng)于約2億千瓦輸電線路的輸電能力，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)時(shí)經(jīng)濟(jì)性很好；但特高壓擴(kuò)大了輸電距離，且輸送的能力和方向性靈活，在地形復(fù)雜時(shí)，造價(jià)比鐵路占優(yōu)。因此，可以說遠(yuǎn)距離輸電時(shí)是各有其用武之地：在一個方向上能源輸送量特別大、地理?xiàng)l件比較好時(shí)，用鐵路運(yùn)煤到負(fù)荷中心發(fā)電合理；而在能源輸送方向分散，在每個方向上的輸送量不是特別大、地理?xiàng)l件較差時(shí)，在煤炭資源地發(fā)電用特高壓輸送劃算。

今天燃煤發(fā)電的現(xiàn)代煙氣處理技術(shù)水平，對治霾來說，已經(jīng)足夠高了。以煙氣中的顆粒物含量為例，上海外高三發(fā)電廠已經(jīng)達(dá)到了平均11毫克/立方米的水平，相比之下，中國絕大多數(shù)燃煤發(fā)電廠的煙氣顆粒物含量現(xiàn)在為30毫克/立方米至100毫克/立方米。換句話說，只要中國東部絕大多數(shù)燃煤發(fā)電廠的煙氣處理水平達(dá)到上海外高三發(fā)電廠的水平，燃煤發(fā)電廠與霧霾天的出現(xiàn)就沒有太大的關(guān)系了。

而且現(xiàn)在燃煤發(fā)電的煙氣經(jīng)處理完全可以達(dá)到低于1毫克/立方米的水平，例如德國紐倫堡垃圾焚燒廠的煙氣顆粒物處理最高水平為低于0.3毫克/立方米，比北京霧霾天時(shí)空氣中所含的顆粒物還要少?，F(xiàn)在這么高的煙氣技術(shù)處理水平在經(jīng)濟(jì)上也是可以承受的，每千瓦時(shí)電力的生產(chǎn)成本最多增加幾分錢，相比之下，使用市場價(jià)格的燃?xì)獍l(fā)電的成本比燃煤發(fā)電要增加幾十分錢。所以，給中國東部地區(qū)治霾，通過特高壓輸電將燃煤電廠搬到西部，并非唯一選擇。

但是，情況正在變化。由于氣候保護(hù)導(dǎo)致二氧化碳減排的國際壓力，燃煤發(fā)電必須退出發(fā)電主力的舞臺，把位置讓給可再生能源。可再生能源資源最豐富的兩大形式是風(fēng)力和太陽能，中國可供經(jīng)濟(jì)開發(fā)的風(fēng)力和太陽能加起來，是現(xiàn)在中國電力需求量的幾十倍，從能源資源上講，應(yīng)無任何顧慮。風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電的成本，最近十幾年，一直快速下降，預(yù)計(jì)到2020年左右，在中國的風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電的成本會雙雙低于燃煤發(fā)電，在2030年之前還會低于核電。因此，風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電的成本將很快就不是阻礙這兩種電力發(fā)展的障礙。2050年中國的電力主要產(chǎn)自于風(fēng)力和太陽能，已沒有什么懸念。

但是，在中國風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電要大發(fā)展，除了發(fā)電成本之外，還有三個繞不過去的問題。

第一個問題是風(fēng)光電力的大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送：

如果在中國地圖上從漠河到騰沖劃一條斜線，可以看到：中國的風(fēng)力和太陽能資源，就集中在這條斜線的左上方；而中國的用電負(fù)荷，則集中在這條斜線的右下方。人類現(xiàn)在還看不到，在可以預(yù)見到的未來，有比高壓輸電更便捷和更經(jīng)濟(jì)（例如將電力轉(zhuǎn)換成化學(xué)能或其它能量形式）的辦法，在陸地上遠(yuǎn)距離傳輸電力。因此，如果在中國的北部，西北部和西部獲取風(fēng)力和太陽能發(fā)電，則需要將電力通過平均1000多公里、最長達(dá)4000多公里的距離輸送到中國的中部、東部和東南部。

以功率為1千瓦的太陽能光伏電池為例，在上海一年只能發(fā)電1000千瓦時(shí)左右，在青海格爾木一年就可發(fā)電1600千瓦時(shí)左右，比上海高約60%；而通過2000公里左右的特高壓輸電線路將電力從格爾木輸送到上海，損耗卻只有5%左右，而遠(yuǎn)距離輸電成本比太陽能發(fā)電成本低得多。因此，如果僅考慮發(fā)電和輸電的成本因素，則在青海用太陽能發(fā)電輸送到上海，比在上海用太陽能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性明顯要好。

第二個問題是，風(fēng)力和太陽能發(fā)電因氣象條件的隨機(jī)波動范圍很大：

氣象條件不但隨季節(jié)變化，且每日不同，雖然可以提前一段時(shí)間預(yù)測到?？梢韵胂?，如果上海的電力很大一部分依賴于上海及其附近省份的太陽能，碰上哪年有特長的梅雨天，就會造成嚴(yán)重的電力能源危機(jī)了。

而通過擴(kuò)大風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的聯(lián)網(wǎng)范圍，則這種氣象條件造成的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電量的波動，就會通過多個地方的相互補(bǔ)償?shù)玫綔p弱。畢竟從新疆到上海，從黑龍江到云南，還沒有出現(xiàn)過全國各地同時(shí)連續(xù)幾天都不刮風(fēng)和都是陰雨天的天氣。這就是所謂的風(fēng)光電發(fā)電量波動水平可通過異地氣候的不相關(guān)性得到補(bǔ)償?shù)脑怼?/p>

要提供風(fēng)光電發(fā)電量通過異地氣候不相關(guān)性得到盡可能大的補(bǔ)償，就需要盡可能地?cái)U(kuò)大遠(yuǎn)程輸電網(wǎng)的覆蓋范圍。

第三個是僅僅針對光伏的一個天文問題：

對地球表面的單位面積來說，太陽在中午的光照強(qiáng)度遠(yuǎn)高于早晚，其發(fā)電功率曲線猶如一個玉米面窩窩頭，日變化非常劇烈。但是，用電負(fù)荷與光伏的發(fā)電量不是完全匹配的。如果一地的光伏電成為當(dāng)?shù)氐闹髁﹄娫?，中午光伏發(fā)電功率達(dá)到高峰時(shí)就用不完；而傍晚太陽下山后，特別是在18點(diǎn)至21點(diǎn)的家庭用電高峰，卻幾乎沒有一丁點(diǎn)兒的光伏電力生產(chǎn)。

但是，太陽的升起和落下的時(shí)間在全中國從東到西是不一樣的，有4個小時(shí)的時(shí)差。因此，如果建設(shè)全國從東到西的特高壓輸電網(wǎng)，則因天文原因造成的光伏發(fā)電波動就會得到很大程度上的平滑，各地在中午高峰發(fā)電時(shí)間發(fā)出的電力，都可以向東或向西傳輸；而東部的太陽下山后就從西部調(diào)電，西部的太陽下山后東部進(jìn)入后半夜用電低谷，于是西部從東部調(diào)取用不完的其他能源發(fā)的電（包括風(fēng)電）。說通俗點(diǎn)兒，就是避免了各地依賴光伏發(fā)電的用戶們撐的撐死，餓的餓死。譬如，當(dāng)天黑以后牡丹江當(dāng)?shù)氐墓夥逡呀?jīng)停止發(fā)電，新疆塔里木沙漠的光伏板還正“鋤禾日當(dāng)午”呢，于是牡丹江的老少爺兒們和老少姐妹兒們坐在電視機(jī)前看新聞聯(lián)播時(shí)，可以用到新疆塔里木的電力。

另外，中國的水力資源集中在西部，其中西北地區(qū)的水能集中地——黃河上游的水電站，正好在光伏電和風(fēng)電的東西向輸電走廊上，而且距發(fā)電場的距離比距負(fù)荷中心的距離近得多，作為風(fēng)電和光伏電的蓄能電站，經(jīng)濟(jì)上再合適不過了。而中國西南部的豐富水電參與風(fēng)電和光伏電的蓄能調(diào)節(jié)，也需要南北方向的大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)。

到2050年，中國風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的功率總計(jì)可能高達(dá)20億-30億千瓦，甚至更高，大部分集中在中國的西部、西北部和北部。即便考慮到在當(dāng)?shù)氐南M(fèi)和蓄能，中國僅為輸送這些風(fēng)光電就需要10億多千瓦的特高壓輸電能力。

德國是全球在可再生能源電力領(lǐng)域走在最前面的國家，德國的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)值得作為后來者的中國借鑒。德國的風(fēng)光發(fā)電量已經(jīng)超過了總發(fā)電量的15%，每年還在以幾百萬千瓦的速率增長，預(yù)計(jì)到2050年將成為德國的主力電源。

德國目前正在啟動能源轉(zhuǎn)型的2.0版，其中關(guān)鍵的任務(wù)就是解決大規(guī)模風(fēng)光電并網(wǎng)帶來的輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)能力不足及電力供應(yīng)不穩(wěn)定的問題。其中一個重要的專項(xiàng)，就是為擴(kuò)大德國北部風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模并將電力輸往南部，加速規(guī)劃建設(shè)縱觀南北的長達(dá)800公里的特高壓輸電線路，特高壓輸電線路考慮采用的技術(shù)包括了800千伏交流輸電技術(shù)和±500千伏以上的直流輸電技術(shù)。盡管德國是一個南北只有800多公里長，東西只有600多公里寬的國家。德國上上下下都在抱怨特高壓線路的規(guī)劃建設(shè)落后于風(fēng)光電的發(fā)展，擔(dān)心由于特高壓輸電線路投入運(yùn)行時(shí)間的滯后將造成巨大的風(fēng)電棄風(fēng)損失，或產(chǎn)生為避免棄風(fēng)而采取昂貴的替代技術(shù)措施（例如儲能）造成的經(jīng)濟(jì)損失。

作為長遠(yuǎn)的規(guī)劃，德國還在考慮將北部的風(fēng)電場與挪威峽灣的水電/抽水蓄能電站之間用特高壓輸電線路連接，為德國不穩(wěn)定的風(fēng)電蓄能調(diào)節(jié)。

其實(shí)中國的特高壓遠(yuǎn)距離輸電現(xiàn)在已經(jīng)滯后于可再生能源的發(fā)展。德國的風(fēng)力發(fā)電量占總發(fā)電量的10%左右，棄風(fēng)電量比例還不到0.3%。而中國的風(fēng)力發(fā)電量現(xiàn)在才僅占總發(fā)電量的不到2%，棄風(fēng)電量比例就已達(dá)15%左右，是德國的50倍左右。中國發(fā)生大量棄風(fēng)的部分原因就是因?yàn)檫h(yuǎn)距離輸電能力不足，使北部和西北部的風(fēng)力發(fā)電量輸送不出去。每年100多億千瓦時(shí)的電力打了水漂。

現(xiàn)在中國每年都要新增數(shù)千萬千瓦的風(fēng)力和太陽能發(fā)電能力，是德國新增風(fēng)光電能力的數(shù)倍，平均輸電距離也是德國的數(shù)倍。到2020年以后，這個速度還會加快。鑒于德國的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，即便不考慮通過特高壓大規(guī)模輸送坑口燃煤電力這個因素，為了輸送風(fēng)光電力，中國也必須迅速大規(guī)模地開始建設(shè)遠(yuǎn)距離特高壓輸電網(wǎng)。

現(xiàn)在中國的風(fēng)光電（主要是風(fēng)電）的放棄發(fā)電損失每天都高達(dá)幾千萬元人民幣，在特高壓輸電線路建設(shè)這個問題上，如果繼續(xù)拖延下去，這個損失還會繼續(xù)擴(kuò)大。