“回顧歷史，世界上第一個開發(fā)出輸電系統(tǒng)的人，就是發(fā)明了白熾燈的托馬斯·愛迪生。為了能夠在歐洲大陸普及白熾燈，愛迪生著手于電網(wǎng)的修建，當時使用的就是直流輸電。在此之后，尼古拉·特斯拉發(fā)明了交流傳輸技術，從而引發(fā)了直流和交流究竟哪種更適合電力輸送的‘電流之爭’。交流電可通過變壓器自由調節(jié)電壓，憑借這一優(yōu)勢，這場電流之爭最終以特斯拉獲勝收尾?！边@段解說，來自東芝能源系統(tǒng)株式會社電力流通系統(tǒng)事業(yè)部的高木喜久雄。

東芝能源系統(tǒng)株式會社電力流通系統(tǒng)事業(yè)部
高木喜久雄

“直流電”和“交流電”究竟如何區(qū)分？

大家都知道，電流一般分為“直流”和“交流”兩種。直流電的電流方向、大小固定不變，而交流電則會隨時間做周期性變化。但是，說到具體的應用以及細微之處的構造，了解的人一定不多。

例如，廣泛應用于電器設備的干電池有“+”和“－”兩個方向，如果把正負極安裝反的話，干電池是不能提供電力的。這種現(xiàn)象，是由直流電的方向具有固定性導致的。我們生活中必不可少的智能手機使用的充電電池屬于直流電。

而經(jīng)由輸電線路和配電線路送達到家庭的生活用電屬于交流電。和干電池不同，插墻式電器使用的交流電不受“+”和“－”的方向限制，無論從哪個方向插上插頭，都可以通電。

一般來說，發(fā)電站與用電場所均分隔兩地為了能夠將電力遠距離輸送，需要中途上調電壓、為電力輸送提供動力。在愛迪生時代，沒有調節(jié)直流電電壓的技術，后續(xù)發(fā)明的交流電，憑借使用變壓器，輕松調節(jié)電壓，以匹配相應電器的電壓需求，因此得到了普及。

直流輸電最適合遠距離大容量輸送電力，如今，隨著科技的發(fā)展，半導體技術的應用使交流電轉換為直流電成為可能，由此大大提高了電力的應用范圍，電力輸送領域的形勢也發(fā)生了巨大變化。

那么，這種能夠解決各地的能源問題，推動全世界范圍內可再生能源普及的直流輸電技術的真實面貌究竟如何呢？

直流輸電技術能否改變全球能源未來？

在交流輸電的情況下，輸電設施只要通過變壓器即可完成電力輸送。但是，對于直流輸電來說，除此之外，輸電設施還須配備直流變交流、交流變直流的轉換器。單從成本來看，交流輸電似乎更具優(yōu)勢。

不過高木先生卻更直觀地介紹了直流輸電蘊藏的優(yōu)勢：“由于交流電在輸電時的電力損耗很大，如果想經(jīng)由海底電纜進行長達50公里、100公里的長距離電力輸送的話，交流電不適用。但是如果使用直流輸電，即使是輸送距離長達1000公里、2000公里也可以輕而易舉地解決這種技術難題?！?

也就是說，只要發(fā)電站和受電端雙方均配備相應的設備，就可以大大地擴大電力輸送的距離和范圍。實際上，東芝利用這些特性，將高壓直流輸電（HVDC）技術應用在各種場景。下面，我們來舉一個東芝負責的意大利工程的案例。

“由于某些原因，在意大利新建核電站比較困難，他們苦惱于如何確保穩(wěn)定的大規(guī)模電源因此啟動了一項電力輸送工程，在意大利半島的切帕加蒂和黑山共和國的科托爾之間，隔著亞得里亞海，鋪設長達400公里的海底電纜，由黑山向意大利輸送電力。” 東芝能源系統(tǒng)株式會社電力流通系統(tǒng)事業(yè)部的佐藤純正先生介紹。

東芝能源系統(tǒng)株式會社電力流通系統(tǒng)事業(yè)部
佐藤純正

直流輸電的應用，可以先將黑山發(fā)電站的交流電轉換為直流電，再經(jīng)由海底電纜向意大利的變電設備傳送，隨后再轉換為交流電。由此，跨越海底400公里的可再生能源電力供給成為可能。這項投資，順應了低碳化的時代發(fā)展趨勢，有利于可再生能源的利用。這是一項需要歷經(jīng)數(shù)年的才能完成的大型工程，完工后將為意大利的電力事業(yè)帶來巨大的變化。

在意大利—黑山之間鋪設約400公里的海底電纜

變電站的建成效果圖（CG）

如此一來，直流輸電技術的普及，將能夠進一步地解決全球能源危機問題。

當下，可再生能源的利用在日本北海道和九州等地區(qū)比較盛行，發(fā)電量已達到除了滿足當?shù)厥褂猛膺€綽綽有余的程度。如果可以向東京和大阪等電量需求較大的都市圈進行遠距離輸送的話，這將會進一步促進可再生能源的利用。

現(xiàn)在，太陽能發(fā)電和風力發(fā)電都已經(jīng)實現(xiàn)了直流電。利用直流輸電技術，即使再遠的距離，也可以成功地將這些電力輸送到需求地，這對促進可再生能源的利用有著極大的貢獻。雖然不能忽視建設成本的問題，但是我們可以繼續(xù)利用已有的電網(wǎng)，采用只在重要地點靈活應用變換設備的方式。對直流輸電和交流輸電各取所長，追求最優(yōu)化的狀態(tài)，也許就是通向理想社會環(huán)境的途徑。盡管把握投資和效益的平衡非常重要，但是，隨著時代的發(fā)展，對于效益的評價和價值評判也會發(fā)生變化，更具前瞻性的社會基礎設施投資將變得更加重要。