交、直流之爭的歷史和現(xiàn)實(shí)趣聞

文 Article_張國寶

（作者系全國政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任、國家能源局原局長）

托馬斯·愛迪生一生中發(fā)明了電話、電報(bào)、留聲機(jī)、電燈等許多影響人類生活的重大發(fā)明，個(gè)人專利多達(dá)1093項(xiàng)，愛迪生為人類進(jìn)入文明社會(huì)作出了巨大貢獻(xiàn)，至今還被認(rèn)為是美國最偉大且貢獻(xiàn)最多的人物。愛迪生是一個(gè)天才發(fā)明家，他常常會(huì)靈光乍現(xiàn)，提出一些連自己都無法解釋的研究方法。但就是這樣一位偉大的發(fā)明家也有“馬失前蹄”的時(shí)候。愛迪生經(jīng)過近十年夜以繼日的研究終于發(fā)明了適用的電燈，于1882年9月4日率先在位于華爾街的J·P摩根大樓點(diǎn)亮。

在發(fā)明了電燈之后，接下來的問題是如何將電從發(fā)電廠送到街區(qū)、大樓，乃至居民住宅。當(dāng)時(shí)的電壓等級很低，不可能將電輸送到稍遠(yuǎn)一點(diǎn)的距離，這制約了電的推廣應(yīng)用，成為愛迪生注意力集中要解決的問題。如果采取直流輸電方式，每平方公里就得有一個(gè)發(fā)電廠，這肯定影響電力的推廣應(yīng)用。與此同時(shí)，有一位脾氣古怪的塞爾維亞發(fā)明家尼克拉·特斯拉提出了交流輸電專利。這一技術(shù)專利可以讓電出廠電壓升得很高，這就意味著電力可以通過輸電線輸送至較遠(yuǎn)距離，在用戶端電壓再次降下來。這一專利引起了匹茲堡實(shí)業(yè)家喬治·西屋的興趣，他買下了尼克拉·特斯拉的交流輸電專利。接著愛迪生公司和西屋公司陷入了直流輸電好還是交流輸電好的繁雜爭論，而且由于電力是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，只可能有一個(gè)贏家。在這場有關(guān)輸電技術(shù)孰優(yōu)孰劣的激烈爭論中，愛迪生不顧自己已有的崇高聲望，尋找交流電的弱點(diǎn)，從交流電的安全性入手，公開指責(zé)交流電不安全，升高電壓會(huì)導(dǎo)致人身觸電事故發(fā)生。當(dāng)時(shí)的新聞報(bào)道也確有不少觸電事故發(fā)生。甚至紐約州利用觸電能致人死亡正在研究選擇電椅作為行刑方式。愛迪生為了使自己主張的直流輸電方式占上風(fēng)，甚至雇用了一些觸電專家秘密為其工作，制造輿論渲染交流電與觸電事故，甚至與電刑聯(lián)系起來。愛迪生本人也通過展示交流電讓動(dòng)物觸電宣傳交流電的危險(xiǎn)。他的團(tuán)隊(duì)在反交流電的爭論中甚至挖空心思給電椅取了個(gè)“西屋”的綽號，以貶損交流電。犯人受電刑稱為“被西屋”。

然而，由于交流電的優(yōu)越性非常明顯，所以西屋公司的交流輸電技術(shù)在電力市場上取得了主導(dǎo)優(yōu)勢。西屋公司從愛迪生公司手中奪取了市場份額，而愛迪生公司由于頑固堅(jiān)持直流輸電技術(shù)削弱了公司的贏利能力，盡管愛迪生本人竭力反對，愛迪生通用電氣公司不得不與他當(dāng)時(shí)的一個(gè)主要競爭對手合并，公司從過去的愛迪生通用電氣公司更名為通用電氣公司，他的名字從新公司的名稱中被拿掉了，這使愛迪生倍感羞辱和痛苦。但是這場爭論使影響電力推廣應(yīng)用的技術(shù)障礙得以消除，正是西屋公司和特斯拉的交流輸電技術(shù)使得電力獲得了大發(fā)展。

這一爭論還提醒人們，再偉大的科學(xué)家也不是神，不可能要求他們事事都是權(quán)威、正確?？茖W(xué)技術(shù)日新月異，新理論、新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮。歷史從來都是長江后浪推前浪，不能憑老經(jīng)驗(yàn)、老知識去當(dāng)九斤老太，武斷阻止新技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用。對新東西要允許試、允許探索，而不是一棍子打死。有些看來不可能的事情后來卻成了技術(shù)的主流。

有趣的是這場交直流之爭的歷史公案在130年后又在中國上演了。電力技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)不可同日而語。中國從改革開放前只有22萬伏交流輸電（西北網(wǎng)有33萬伏輸電線路），發(fā)展到50萬伏交流，正負(fù)50萬伏直流輸電。近年又提出了正負(fù)80萬伏直流和100萬伏交流。并且還列入了科技中長期規(guī)劃，建成了云廣、向上（向家壩至上海奉賢）正負(fù)80萬伏直流和晉東南至湖北荊門的100萬伏交流輸電線路。但是，要不要采用100萬伏交流線路卻爭議不斷，為尋找有利于本方意見的證據(jù)可以說已經(jīng)“挖地三尺”，能說的都說了。我一開始就接手了這種爭議。反對者最初也是從交流特高壓是否安全入手。他們曾例舉出在科索沃戰(zhàn)爭中北約曾使用石墨炸彈，導(dǎo)致科索沃電網(wǎng)癱瘓，因此以戰(zhàn)爭起來易被石墨炸彈摧毀為由反對特高壓，甚至有人到軍事科學(xué)院求證，希望得到軍方的支持。但是這一論據(jù)顯然經(jīng)不住推敲，很難使人同意這種觀點(diǎn)。因?yàn)槭◤棿輾щ娋W(wǎng)的原理是從飛機(jī)上投擲炸彈中的石墨絲是導(dǎo)電的，掛在電線上后造成短路，從而使電網(wǎng)被破壞。但是這一原理對電網(wǎng)的電壓等級是沒有選擇性的，科索沃沒有高壓電網(wǎng)，低壓電網(wǎng)照樣會(huì)被摧毀，即使不建特高壓，只有50萬伏電網(wǎng)，其影響也是一樣的。戰(zhàn)爭中即使不針對電網(wǎng)，電廠同樣可以成為轟炸目標(biāo)，防止這一問題不是建什么電壓等級的問題，而是如何防空，獲得空中優(yōu)勢的另一范疇的問題。

其后爭論的焦點(diǎn)又引向同步電網(wǎng)太大是否安全的問題。該不該建三華同步電網(wǎng)（華北、華中、華東三大區(qū)域電網(wǎng)用交流相連接）。所有的爭論都應(yīng)該由實(shí)踐和市場去檢驗(yàn)、去選擇，更何況科學(xué)技術(shù)水平已經(jīng)發(fā)展到可以通過計(jì)算機(jī)仿真來模擬，可以通過試驗(yàn)示范工程去檢驗(yàn)。已經(jīng)建成的晉東南至荊門100萬伏交流輸電工程事實(shí)上已將華北、華中（包括川渝）電網(wǎng)連接成一個(gè)同步大電網(wǎng)，安全運(yùn)行了三年零十個(gè)月，并沒有出現(xiàn)反對者擔(dān)心的安全問題發(fā)生，相反華北、華中兩大電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了豐水期和枯水期的水、火互補(bǔ)，2012年夏天來水好于往年而棄水少于往年，水電得以滿發(fā)。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)。遺憾的是這種爭論已導(dǎo)致“十二五”規(guī)劃過去兩年，而電網(wǎng)規(guī)劃卻還遲遲出不來。風(fēng)電發(fā)電量只占全國發(fā)電量的1.5%，但在內(nèi)蒙、東北、酒泉卻有15%～20%的棄風(fēng)，造成寶貴的清潔能源白白浪費(fèi)。從電燈點(diǎn)亮的130年來，同步電網(wǎng)從幾千瓦已發(fā)展到幾億千瓦，電壓等級從幾十伏發(fā)展到上百萬伏，科學(xué)技術(shù)不斷在解決著發(fā)展的難題，也保障了安全。不能說我們今天的電網(wǎng)就是最完美，再?zèng)]有發(fā)展余地的電網(wǎng)了。能夠保證安全的同步電網(wǎng)也許會(huì)更大。如果技術(shù)上能做到安全，即便全國一張網(wǎng)，各種微弱的、間歇的可再生能源能在更大范圍內(nèi)消納有什么不好？在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，相信這是能夠做得到的。

無獨(dú)有偶的是杰里米·里夫金在“第三次工業(yè)革命”一書中提出了互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)與能源體系交會(huì)的設(shè)想，書中寫道：“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源即將融合，并為第三次工業(yè)革命奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！边@一革命無疑將改變整個(gè)世界，在可預(yù)見的未來，在中國這一片古老的土地上，數(shù)百萬的中國人將可以在家中、辦公室和工廠里生產(chǎn)自己的可再生能源，并通過“能源互聯(lián)網(wǎng)”實(shí)現(xiàn)綠色電力的共享，正如我們現(xiàn)在創(chuàng)造并實(shí)現(xiàn)信息的在線共享一樣。