如何優(yōu)化電力設施布局

文 | 劉自敏 崔志偉

在當前各地經(jīng)濟發(fā)展水平不一、電力需求難以預測的環(huán)境下，基于輸配電網(wǎng)等電力基礎設施具有長期耐用性，因此目前的電力基礎設施布局以及輸配電網(wǎng)的規(guī)劃等是否合理值得探究。

作為日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的二次能源，電力由于其便利性在整個能源終端消費系統(tǒng)中占比可達到25.8%；而且消費量也呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。為了保證電力消費與生產(chǎn)間的銜接平衡，我國實施了“西電東送”工程，一定程度上解決了電力資源與電力負荷分布不均衡的狀況。

由于資源稟賦的差異，電力二次轉化過程中主要集中在山東、西南地區(qū)、沿海地區(qū)?？梢钥闯鲈陔娏δ茉吹漠a(chǎn)消銜接間，一方面對于電力生產(chǎn)的電廠選址尤為重要，另一方面對于電力運輸?shù)妮斉潆娋W(wǎng)布局設計也不可忽視。

縱觀目前基本形成的輸配電網(wǎng)格局，可以明顯看出東部地區(qū)是其重點區(qū)域，南方等區(qū)域分布相對較少。

在當前各地經(jīng)濟發(fā)展水平不一、電力需求難以預測的環(huán)境下，基于輸配電網(wǎng)等電力基礎設施具有長期耐用性，因此目前的電力基礎設施布局以及輸配電網(wǎng)的規(guī)劃等是否合理值得探究。分析電力消費的時空分布特征對電力基礎設施的整體布局進行前瞻性規(guī)劃就顯得尤為重要，同時也能為進一步的電力市場改革和經(jīng)濟有序發(fā)展提供堅實的基礎。

由此可見能源消費的動態(tài)時空變化是國家能源布局中的重要問題，因此本文以電力消費為例可視化了電力消費重心的動態(tài)變化，并進一步通

過廣義迪氏指數(shù)分解(GDIM)分析了電力消費量變化的影響因素。研究發(fā)現(xiàn)：（1）三類電力消費重心都位于中部偏東的地區(qū)，同時呈現(xiàn)出整體向西南方向遷移的趨勢；（2）各地區(qū)的年均電力消費增長率不一致，綜合作用下導致了電力消費重心整體向西南方向遷移；（3）經(jīng)濟產(chǎn)出規(guī)模效應和投資規(guī)模效應是促進電力消費的主要推動力；（4）電力強度效應與投資效率效應則是抑制電力消費增長的主要因素。

本文希望能為優(yōu)化能源布局和能源政策制定提供理論支持和政策指導。

電力消費的時空分布趨勢及影響

重心概念來源于物理學，Hilgard（1872）首次將其用于研究美國的人口問題，此后這種簡潔的方法就被廣泛應用于諸如人口、農(nóng)業(yè)、能源等地理分布領域的研究，因此將重心引入電力行業(yè)來研究其消費的空間分布特征是一個可行的方法。同時重心主要由地理位置和研究屬性決定，當?shù)乩砦恢帽３植蛔儠r重心的變化就反應了研究屬性的變化，即電力消費重心遷移背后的根源在于電力消費量的變化。因此本文通過電力消費重心來反映我國電力消費的空間分布狀況，以重心遷移來響應時間趨勢，并進一步使用GDIM分析電力消費量變化的影響因素。

伴隨著能源改革市場化的進一步深入，當前國家發(fā)改委將電價等要素價格調(diào)整權力下放至省級層面，同時各地區(qū)間經(jīng)濟發(fā)展水平不均衡、產(chǎn)業(yè)結構差異大、人口及能源等要素分布不均，使得省域間的電力消費特征和電力消費的影響因素有較大的區(qū)域差異性，明確與識別省級層面的消費重心動態(tài)變化及其影響因素對于市場化改革下進行精準能源戰(zhàn)略布局具有重要的現(xiàn)實與政策含義。因此本文分別從全國層面和省級層面出發(fā)來對電力消費的相關因素進行分析。

本文所使用的數(shù)據(jù)主要為以下幾部分，地理信息中的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)來自于網(wǎng)站GPSSPG，由于在計算省級電力消費重心中需要用到下一級區(qū)域經(jīng)緯度，本文參照通用做法采用各地區(qū)地級市的行政中心的位置來指代地理中心以計算電力消費重心。而各地級市電力消費以及分解所用指標數(shù)據(jù)均來自《中國城市統(tǒng)計年鑒》。基于全國286個地級市2004—2016年的分類電力消費及相關數(shù)據(jù)，本文分別從全國層面和省級層面可視化了社會用電、工業(yè)用電和城鎮(zhèn)居民生活用電三類電力消費重心的動態(tài)變化。

如何優(yōu)化電力設施布局

三類電力消費重心都位于中部偏東的地區(qū)，同時呈現(xiàn)出整體向西南方向遷移的趨勢。社會用電重心的遷移與工業(yè)用電重心遷移具有同步性，同時這三類電力消費重心分布均受地理地貌等因素的影響。由于我國各地區(qū)資源稟賦的差異，導致電力消費與電力生產(chǎn)空間上的不匹配，因此供需中的電力網(wǎng)絡布局就尤為重要。

政府部門要篩選主要的電力供需點及中轉節(jié)點，基于地理地貌條件構建以主要節(jié)點為核心的全國輸配電網(wǎng)絡體系并優(yōu)化骨干電力網(wǎng)絡的布局。能源基礎設施的選址如能源基地、大型電力變壓站等應當要圍繞電力消費重心所在的經(jīng)濟發(fā)達城市，達到以最小的經(jīng)濟成本來最大化其輻射范圍的優(yōu)化目的。同時電力行業(yè)作為與民生息息相關的公益性行業(yè)既要保證“戶戶有電用”，又是經(jīng)濟發(fā)展的基礎，要權衡好電力供應的效益與民生的銜接，在保證供電網(wǎng)絡全面展開的基礎上提倡電力生產(chǎn)的終端化、分布式趨勢。

東北地區(qū)的年均電力消費增長率最低，北部沿海、東部沿海次之，而形成鮮明對比的是西北地區(qū)的年均電力消費增長率最高，達到了16.27%，綜合作用下導致了電力消費重心整體向西南方向遷移。電力消費重心反映了電力消費的空間分布特征，其移動趨勢在短時間內(nèi)一般不會改變，這也說明了西北地區(qū)、西南地區(qū)及南部沿海等地區(qū)是未來電力消費增長的主要區(qū)域。但目前的輸配電網(wǎng)等電力設施布局規(guī)劃仍然是側重東部地區(qū)，對于西南、西北等高電力消費增長率地區(qū)沒有予以重視。

基于能源基礎設施的長期耐用性和投資規(guī)模大的特點，因此在能源基礎設施布局、能源基地的規(guī)劃中要著重考慮能源消費重心的動態(tài)變化趨勢，高電力消費增長率地區(qū)的能源基礎設施配套及時跟上?？紤]到南部沿海地區(qū)的港口優(yōu)勢和山區(qū)地勢等，石油儲備基地、液化天然氣接收站等重要能源儲備基地在未來應該適當?shù)卦谖覈髂喜窟M行布局，以防止突發(fā)事件及能源短缺等情況的發(fā)生。

如何提高電力利用效率

經(jīng)濟產(chǎn)出規(guī)模效應和投資規(guī)模效應都是促進電力消費的主要推動力。電力作為一種稀缺資源，同時電力行業(yè)也是高耗能、高排放行業(yè)的典型代表，應當在有限的電力消費量下實現(xiàn)最大的經(jīng)濟產(chǎn)出。經(jīng)濟發(fā)展帶來的電力消費是不可避免也是不能避免的，因此在保證經(jīng)濟良性發(fā)展的基礎上通過有效控制固定資產(chǎn)投資的結構與規(guī)模來切實降低電力無謂消費是有必要的。

由于固定資產(chǎn)投資在一定程度上能夠拉動經(jīng)濟增長，各地政府也時常爆出重復建設、盲目投資的行為。基于此政府要嚴格把控固定資產(chǎn)投資的審核并加強審查，叫停為實現(xiàn)經(jīng)濟“數(shù)字上”發(fā)展的GDP工程、面子工程等，同時通過政策調(diào)控、銀行資本審查等途徑嚴格控制產(chǎn)能過剩行業(yè)的盲目擴產(chǎn)。對于企業(yè)方面要提高固定資產(chǎn)投資的利用效率，避免產(chǎn)能浪費，實現(xiàn)效益與效率的同向進步。

電力強度效應與投資效率效應則是抑制電力消費增長的主要因素，但存在較大的區(qū)域差異性。這里值得注意的是，抑制電力消費增長不是抑制正常的電力消費需求，而是通過提高電力強度效應與投資效率效應，在實現(xiàn)同樣產(chǎn)出的條件下以更低的電力消費量來達到經(jīng)濟發(fā)展的目的。電力強度效應與投資效率效應可以通過低碳高效率的技術、設備等方法來提高電力的利用率。

因此要加快產(chǎn)業(yè)轉型升級，將創(chuàng)新作為發(fā)展的重要驅動力以實現(xiàn)技術升級，提高電力能源利用效率與固定資產(chǎn)投資的投資效率。在此基礎上考慮到區(qū)域間的差異性以及技術代差等，要實現(xiàn)建立起將技術等從高利用率的地區(qū)向低利用率地區(qū)轉移的有效途徑，同時整體層面上要注重相關技術推廣研發(fā)等實現(xiàn)共同進步。

隨著《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的發(fā)布，已經(jīng)明確提出要優(yōu)化風電布局、有序開發(fā)風電光電，推進沿海核電建設，進一步論證全國同步的電網(wǎng)格局。由于我國能源利用結構的特殊性以及電力行業(yè)的二次生產(chǎn)性，導致電力行業(yè)的優(yōu)化布局仍然困難重重，未來應當繼續(xù)關注電力能源基礎設施的布局優(yōu)化。