尚普兰-哈德逊电力快线项目解析:魁北克水电如何输送至纽约市

纽约市目前已开始接收数百英里之外魁北克省所发电力,该电力通过埋设于道路、铁路廊道及水道之下的输电系统输送而来。
尚普兰-哈德逊电力快线(Champlain Hudson Power Express,CHPE)是一条全长339英里的高压直流(HVDC)输电系统,已于2026年5月投入商业运行。其最大输送容量达1250兆瓦(MW),足以满足纽约市约20%的用电需求,为逾100万户家庭供电。
与依赖大型架空铁塔的传统输电项目不同,CHPE系统几乎全部采用地下或水下敷设方式。其终点为位于纽约市皇后区阿斯托里亚(Astoria)的换流站,电力在此转换后接入纽约市现有电网。
电力如何从魁北克输送至纽约?
旅程始于魁北克省内既有的水电设施。
魁北克水电公司(Hydro-Québec)所发电力首先以交流电(AC)形式经加拿大电网输送,在赫特尔(Hertel)变电站转换为高压直流电(HVDC),再进行长距离输送至纽约。
HVDC技术特别适用于长距离输电走廊,因其可在远距离传输中高效输送大容量电力。
电缆自魁北克出发,在尚普兰湖(Lake Champlain)附近进入纽约州境内,随后以地下及水下方式延伸约339英里。
其中约193英里电缆敷设于湖泊与河流之下,包括尚普兰湖、哈德逊河及哈莱姆河;另有约146英里为地下敷设,主要沿既有公路及铁路用地廊道布设。
为何选择埋设方式?
CHPE采用埋设方式的决策源于工程与土地利用双重考量。
纽约州在人口密集及风景优美地区长期面临新建高压架空输电走廊的强烈反对。将电缆埋设于地下及水下,可避免新建大型铁塔,显著降低项目视觉影响。
但该方式亦带来自身施工挑战。
在纽约州境内,施工方采用常规开挖及非开挖技术,共敷设约147英里地下输电线路。水平定向钻进(HDD)技术使线路得以穿越生态敏感区及既有基础设施,而无需全线开挖地表廊道。
施工需协调沿线众多土地所有者、铁路公司、公用事业企业及跨辖区监管机构。
施工团队还修建并后续拆除逾100英里临时重型运输通道;完成超300处水平定向钻进穿越作业,总长度近40万英尺(约122公里)。
电力抵达纽约市后如何处理?
输电线路终点为皇后区阿斯托里亚换流站。
此处将HVDC电力重新转换为交流电(AC),以适配本地电网使用。
电力以345千伏直流(345-kV DC)形式抵达阿斯托里亚,换流站将其转换为高压交流电后,送入纽约州电力局(NYPA)所属的阿斯托里亚附属变电站(Astoria Annex substation)。
此后,电力汇入本地电网,并经爱迪生联合公司(Con Edison)配电网络输送至终端用户。
凯威特公司(Kiewit)担任换流站的工程、采购与施工(EPC)总承包商,并与日立能源(Hitachi Energy)合作开展HVDC技术实施。
CHPE输送电量规模如何?
满负荷运行时,CHPE可输送1250 MW电力。
州政府官员估算,该项目每年可提供约10.4太瓦时(TWh)清洁电力,潜在供应量可达纽约市用电需求的20%。
项目预计至2040年累计减少碳排放约3700万吨。
其意义不仅在于输送电量规模,更在于使纽约市无需新建横贯全州的架空输电走廊,即可引入大规模可再生能源电力。
CHPE对纽约电网意味着什么?
CHPE是纽约州提升可再生电力占比、降低化石能源发电依赖整体战略的重要组成部分。
该项目被归类为纽约州《清洁能源标准》(Clean Energy Standard)下的“四级项目”(Tier 4),旨在向纽约州(尤其是下游地区)引入大规模可再生电力。
该系统亦展示了大城市电力需求与远端能源资源互联的技术路径:无需在负荷中心附近新建电源,而是通过输电将富集发电区域的电力输送至高需求区域。
随着数据中心等新型高能耗基础设施持续落地,该模式正日益重要。
项目意义
CHPE本质上是一项“隐形”的重大能源基础设施。
大多数纽约市民不会看到地下或河底穿行的电缆,但该系统已在魁北克水电资源与纽约市电网之间建立起直接连接。
项目亦凸显了在高度城市化区域建设长距离输电线路的复杂性:数百英里电缆、水道、道路、铁路廊道、许可审批及系统互联均需统筹协调,方能实现投运。
随着商业运行全面启动,CHPE提供了可借鉴范例:大规模电力可跨境输送并接入大型城市电力市场,而无需新建架空输电塔网络。
已建成的CHPE项目亦为美国上中西部地区拟议的输电扩建计划提供了有益参照。CHPE将魁北克水电输送至纽约市,而“中西部电力增强计划”(PowerOn Midwest)则旨在强化南达科他州及邻近各州区域电网,以应对增长的用电需求。两项目技术路线与服务市场各异,但共同印证输电基础设施在连接大型电源与用电负荷中心过程中的关键作用。
项目合作伙伴
凯威特公司(Kiewit Corporation):承担纽约州段主体工程、采购与施工(EPC)总承包,包括约147英里地下输电线路及皇后区阿斯托里亚换流站。 日立能源(Hitachi Energy):提供阿斯托里亚换流站专用HVDC技术及工程支持。 魁北克水电公司(Hydro-Québec):提供魁北克省内所发电力,供输送至纽约市。 水平定向钻进分包商及项目利益相关方:四家水平定向钻进(HDD)专业分包商负责地下穿越作业;公用事业公司、铁路公司及纽约州与纽约市政府部门全程参与线路沿线施工协调。
