一根电线杆,几百块就能立起来;一公里地下电缆,却可能要花掉几百万。单看价格,这笔账并不划算。
可中国偏偏选择了后者。电缆入地和地下管网改造已经推进了二十多年,目的不只是让城市更美观,更是让电网更能扛得住风雨。
把电线埋入地下成本高昂,这在大洋彼岸同样是一道难题。
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在加利福尼亚州阿诺德,施工人员曾挖沟、铺设管道、回填、铺路,之后还将进行电气施工。
太平洋燃气电力公司(PG&E)曾施工将电线埋入地下。
这种方式成本高昂,但能可靠地基本消除由电力设施引发山火的风险。此类山火曾摧毁加州多个城镇,而夏威夷的一家电力公司也可能是2023年8月毛伊岛致命山火的起因。
加州当年经历了一场历史性干旱,当前的环境条件与约十年前相比已截然不同。
因此,这些年正是在电网安全和电网韧性方面采取果断行动、扩大地下化项目以消除山火风险的时候。
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2018年臭名昭著的"坎普山火",起因是强风吹倒了一条维护不善的PG&E输电线。这场大火摧毁了加州天堂镇,造成85人死亡。
PG&E被判负有责任,巨额赔偿迫使这家全美最大的电力公司申请破产,并于2020年走出破产程序。
然而仅仅一年后的2021年,在同一个县,PG&E的设备又引发了另一场灾难性山火。该公司随后宣布计划将1万英里的配电线路转入地下。
据马丁介绍,这一宏大目标可将起火风险降低98%。但每埋设一英里线路,成本就在180万美元到600万美元之间,整个计划的总成本可能高达数百亿美元。
而这笔费用将由PG&E的用户承担。这些用户支付的电价本就位居全美前列。
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在加州生活成本很高,人们已经要花很多钱来维持照明、在寒冷的夜晚保持供暖、维持医疗设备运转。如果电价继续上涨,最弱势的群体将无力支付。
尽管成本高昂,但将电线埋入地下并不是新鲜事。在城市中心,架空线路会造成阻碍,因此埋设电线是常见做法。
在城市密度更高的欧洲,这种做法更为普遍:欧洲41%的中低压电线埋在地下,在德国和荷兰,几乎全部埋在地下。
而美国只有约18%的配电线路位于地下,不过出于安全和美观的考虑,目前几乎所有新建线路都会埋入地下。
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一般来说,架空电线没有绝缘层,因为绝缘同样需要成本。架空线是裸露的导线,这正是令人担忧的原因:如果树木倒在裸露的导线上,风险就由此产生。
基本上,只要带电线路中的电流有直接通往地面的路径,无论是树木倒在线路上,还是线路倒在植被上,都可能引发火灾。
因此,在暴风雨期间和山火高风险时期,电力公司几乎没有好的选择。
其中一个选择就是直接切断线路电源。因为如果线路上没有电压和电流,就不可能发生能量释放,也就不可能起火。
但断电是一种破坏性很强的选择,它在加州被广泛使用,但确实极具破坏性。
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自2019年以来,PG&E一直在加州实施"公共安全停电",影响了数百万人。不过,尽管这种方式造成很大干扰,但它确实有效。
夏威夷电力公司可能被认定对造成至少98人死亡的毛伊岛山火负有责任,该公司曾因未在大风预警前切断电源而受到批评。
如果该公司被认定有过错,它根本没有足够的资金来赔付居民的损失索赔。
从这个角度看,将电线埋入地下无疑比应对致命山火带来的巨额损失更便宜,也无疑比完全断电造成的干扰更小。
线路埋入地下后,起火风险可降低约98%。通过这一次性的资本投资,将架空电线埋入地下,基本上就消除了架空电线引发火灾的风险。
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马丁表示,这样做还能省去植被管理成本以及许多维护成本,因为地下电线不会暴露在自然环境中。
所有地下线路都有护套,没有裸露的导线,受到保护,设计寿命很长,目标是只铺设一次,而不是重复铺设。
不过,地下化并不意味着拆除人们所熟悉的所有电线杆和电线。转入地下的是主干线路,也就是人们所看到的风险最高的线路。
它们将与变压器一起埋入地下,变压器将从电线杆上撤下,在当前这个项目中改为落地安装。
保留下来的是通信线路(如果有的话)以及承载这些通信线路的电线杆,还有通往用户家中的二级线路和入户线路。
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PG&E并不是唯一在这方面努力的公司。圣地亚哥燃气电力公司计划到2031年将约1450英里线路埋入地下;佛罗里达电力照明公司正在将部分线路埋入地下以防御飓风。
奥斯汀能源公司在一场冬季冰暴造成长达数周的停电后,也在研究地下化方案。联邦政府已承诺向毛伊岛提供9500万美元用于加固电网,相关工程可能包括将线路埋入地下。
但PG&E提出的计划比全美其他任何计划都更宏大、更昂贵。
根据加州公用事业委员会(CPUC)于2023年11月表决的这项计划,PG&E将在2026年前首先将2100英里线路埋入地下,总成本约为59亿美元。PG&E预计将在2024年向监管机构提交申请,请求全面批准全部1万英里的计划。
然而,无论电力公司选择如何推进,显而易见的是,必须迅速采取行动应对山火风险,尤其是在美国西部正努力从长达数十年的干旱中恢复之际。
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预计未来几年将有约20个县进行相当规模的地下化工程。全美各地的电力公司都已认识到,需要建设更具韧性的电网。
例如在东南部,飓风风险真实存在;东北部面临风暴风险,中西部也是如此;山火不仅在加州频发,还一直蔓延至整个西海岸和落基山脉地区。
随着此类极端天气日益频繁,以及美国向清洁能源发电转型,各地电力公司都将进行重大投资以适应变化。
将电线埋入地下只是众多策略之一,但它体现了电力公司和监管机构在追求安全性、可靠性和可负担性时所需把握的艰难平衡。
应在地下化方面投入多少资金、允许电价上涨多少,这不仅是电气工程师或PG&E这类公司需要回答的问题,也是一个社会问题。
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如何在保障电力供应的同时让电价保持在可负担的水平,是一个非常重要的问题。
把视线转回国内,中国对这个问题给出了更坚定的答案。
2025年,台风"蝴蝶""韦帕"接连袭击广东,南方电网通报近七成用户快速复电,主干系统基本未受冲击。
国家电网公开数据显示,地下电缆故障率仅为架空线路的七分之一,使用寿命长20到30年,全国供电可靠率达到99.924%。
架空线开头便宜,后期却要抢修、重建、迁改。地下电缆前期投入大,但后期故障少、寿命长,城市越密集,综合价值越明显。
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2025年,全国全社会用电量首次突破10万亿千瓦时。对半导体车间、AI数据中心、医院手术室来说,稳定供电已经成了产业地基。
国家电网2025年投资首次超过6500亿元,南方电网安排1750亿元,"十五五"期间电网固定资产投入将达到四万亿级别。
广州四大综合管廊在2023年全面贯通,环城管廊全长近45.7公里;北京核心区主次干道电缆化率已达到99.43%。
相比之下,日本东京23区地下化率仅7%,资金、土地、人力等难题让改造推进缓慢。
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中国能够大规模推进这项改造,优势在于城市土地公有、规划施工链条统一,资金、规划和产业配套能够形成合力。
当然,大钱必须花在刀刃上。少停一次电,少淹一条街,少挖一次路,这笔账才算算得值。
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