四川水電消納保障措施研究

柏 睿，羅洋濤，李 亮

（中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都 610072）

0 前 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，電力需求增速明顯放緩，而四川省近幾年來水電集中投產(chǎn)［1］，水電消納形勢(shì)不容樂觀，棄水損失較重［2］，輸電通道建設(shè)落后于電源建設(shè)已成為制約四川棄水消納的重要因素［3-4］。四川水電消納需要建立相應(yīng)的保障消納措施和優(yōu)先發(fā)電制度，而目前多項(xiàng)保障制度大部分僅針對(duì)非水可再生能源，對(duì)水電的保障消納造成了政策性阻礙［5］。為促進(jìn)四川水電消納，本文基于水電棄水和外送通道現(xiàn)狀、四川省能源資源特點(diǎn)，論證四川水電優(yōu)先消納保障的必要性，明確四川水電市場(chǎng)定位，并提出四川水電消納的保障措施。

1 四川水電發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 四川水電發(fā)展面臨新形勢(shì)和挑戰(zhàn)

我國電力生產(chǎn)消費(fèi)進(jìn)入新常態(tài)。電力消費(fèi)增速將維持低速增長，電能需求增速放緩，電力供應(yīng)能力總體富余，電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，電力消費(fèi)增長減速換擋、結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整［6］。因此，有必要加快解決棄水、棄風(fēng)、棄光問題。

四川水電開發(fā)面臨新形勢(shì)。近年來四川水電開發(fā)條件逐漸變差，成本逐漸增長［7］。建設(shè)條件越來越復(fù)雜、輸電通道建設(shè)難度加大、移民環(huán)保要求越來越高、投資補(bǔ)助和分?jǐn)倷C(jī)制尚未建立，導(dǎo)致水電開發(fā)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力顯著下降，這進(jìn)一步加大了四川水電消納壓力，急需國家宏觀統(tǒng)籌規(guī)劃協(xié)調(diào)。

1.2 四川水電棄水問題逐年加劇

如表1所示，目前四川水電消納形勢(shì)仍然不容樂觀。受水電快速發(fā)展與電力需求增長速度不匹配、汛期來水偏豐、低谷時(shí)段電力系統(tǒng)運(yùn)行需要水電調(diào)峰棄水、現(xiàn)有外送通道不匹配等因素影響，近六年來四川水電棄水問題逐漸加劇。

大規(guī)模棄水，一方面造成國家清潔能源的巨大浪費(fèi)，另一方面大量消耗煤炭發(fā)電將進(jìn)一步縮短有限的化石能源使用期限。這將嚴(yán)重?fù)p害四川乃至全國電力供應(yīng)系統(tǒng)的健康有序發(fā)展。

表1 四川電力系統(tǒng)近6年基本情況

1.3 川電外送通道建設(shè)嚴(yán)重滯后

根據(jù)四川電網(wǎng)最新規(guī)劃，到2020年四川電網(wǎng)與外網(wǎng)交換的輸電線路將發(fā)展為“5直+6交”格局（見圖1和表2）。

網(wǎng)對(duì)網(wǎng)外送：四川到重慶網(wǎng)對(duì)網(wǎng)外送通道3條6回，一是洪溝-板橋2回500 kV交流，二是黃巖-萬縣2回500 kV交流，最大送電能力合計(jì)為390萬kW。2017年新增川渝第三通道2回資陽-銅梁500 kV交流線路，新增送電200萬kW。

點(diǎn)對(duì)網(wǎng)外送：目前已建直流通道包括德陽-寶雞±500 kV直流300萬kW、錦屏-華東±800 kV直流720萬kW、向家壩-華東±800 kV直流640萬kW以及溪洛渡-華東±800 kV直流800萬kW。四川鹽源-江西±800 kV直流正加快開展前期工作，預(yù)計(jì)2025年達(dá)到送電能力1 000萬kW。

目前四川外送通道建設(shè)滯后于水電建設(shè)，為保障四川水電合理有序的外送消納，應(yīng)加快輸電通道的建設(shè)和論證，緩解四川水電棄水問題。

圖1 四川電網(wǎng)輸電及外送通道示意

表2 四川水電外送通道情況

2 四川水電優(yōu)先消納的必要性

2.1 四川水電應(yīng)參與全國能源電力平衡

四川水電在全國能源電力中占有重要地位。據(jù)預(yù)測(cè)，2020年和2030年四川占全國可再生能源的比重分別為13%和16%，2020至2030年間新增水電占全國可再生能源增量的24%。從電力結(jié)構(gòu)來看，2020年和2030年四川水電發(fā)電量占全國非化石能源電量的比重分別達(dá)到13%和14%，2020至2030年間新增水電占全國非化石能源電力增量的16%。由此可見，四川水能資源在我國一次能源和電力供應(yīng)中具有重要的地位。

四川水電外送符合國家西電東送發(fā)展戰(zhàn)略。實(shí)施西電東送，一方面可以開發(fā)西部清潔水能資源，促進(jìn)西部地區(qū)發(fā)展，另一方面可將西部清潔電力送往東部發(fā)達(dá)地區(qū)，減少東部非化石能源消耗，有利于東西部協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全國資源優(yōu)化配置、東西部共同發(fā)展和綠色發(fā)展的多贏局面。

四川水電棄水造成國家資源的巨大浪費(fèi)。四川水能資源約占全國水能資源總量的22%，規(guī)模總量巨大，若不合理有效地利用水能資源，將造成國家能源的巨大浪費(fèi)［6］。2017年四川省水電年發(fā)電量3 052億kW·h，初步估計(jì)到2050年全省水電累計(jì)可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤52億t，相當(dāng)于2017年全省能源消費(fèi)總量的22倍。

四川能源資源特點(diǎn)決定應(yīng)優(yōu)先發(fā)展水電外送。四川省能源資源的特點(diǎn)是水能資源豐富，風(fēng)電和太陽能資源量相對(duì)較少，能源利用應(yīng)以水電開發(fā)為主，并適量開發(fā)火電，以彌補(bǔ)水電豐枯出力差異和電網(wǎng)調(diào)峰需求。因此，四川應(yīng)充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，優(yōu)先開發(fā)水能資源，并積極實(shí)施節(jié)能發(fā)電調(diào)度，在滿足省內(nèi)需求的前提下，優(yōu)先外送消納。

2.2 四川水電應(yīng)優(yōu)先消納

符合國家節(jié)能減排需求。為應(yīng)對(duì)氣候變化，我國政府提出了2020年和2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重15%和20%的目標(biāo)。為引領(lǐng)我國走向低碳的發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，必須大力發(fā)展清潔能源。隨著我國在節(jié)能減排的壓力和責(zé)任越來越大，四川水電對(duì)降低CO2排放、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的作用和效果將愈加顯現(xiàn)。

有利于國家能源轉(zhuǎn)型和電力結(jié)構(gòu)調(diào)整。長期以來我國能源消費(fèi)過度依賴化石燃料，電力構(gòu)成中火電比例過高、水電比例過低。目前我國面臨著相當(dāng)艱巨的能源結(jié)構(gòu)和電力結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)，必須進(jìn)一步擴(kuò)大清潔能源比例［8-9］。四川水電可以有效替代火電，滿足全國電力增量的增長需求，推進(jìn)電力結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，保障電力系統(tǒng)安全性，提高系統(tǒng)供電質(zhì)量。

四川水電清潔可靠且具有經(jīng)濟(jì)性。一方面，四川水電調(diào)節(jié)性能好、運(yùn)行調(diào)度靈活、有利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定，特別是龍頭水庫電站可發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相和備用等功能，對(duì)保障電力系統(tǒng)供需平衡與安全運(yùn)行發(fā)揮著重要作用。另一方面，水電開發(fā)不需要申請(qǐng)高額國家補(bǔ)貼，是所有清潔能源發(fā)電品種中最具經(jīng)濟(jì)性的。隨著我國對(duì)清潔能源的進(jìn)一步重視，加大對(duì)碳排放的監(jiān)管力度，以及對(duì)西電東送輸出的優(yōu)惠政策落實(shí)，四川水電經(jīng)濟(jì)性將日益顯現(xiàn)，川電外送未來將會(huì)有更大的市場(chǎng)空間和競(jìng)爭(zhēng)力。

綜上所述，四川水電應(yīng)積極參與全國能源電力平衡，積極促進(jìn)四川水電在全國范圍內(nèi)優(yōu)先消納。

3 四川水電的市場(chǎng)定位

3.1 四川水電外送規(guī)模分析

根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)成果、電源建設(shè)規(guī)劃，考慮基本明確電源項(xiàng)目及外送規(guī)模的情況下，開展電力供需平衡分析，結(jié)果表明2020年、2025年和2030年四川電網(wǎng)基本達(dá)到供需平衡且略有盈余，四川水電在滿足自身平衡的基礎(chǔ)上，推薦外送規(guī)模為2 500萬kW，如表3所示。

根據(jù)送出通道現(xiàn)狀，在鹽源-江西直流按期投產(chǎn)的前提下，川電外送輸電能力才能達(dá)到2 520萬kW，才能確保通道建設(shè)與送出規(guī)劃基本符合［10］。

表3 四川電網(wǎng)各水平年電力供需平衡 萬kW

3.2 四川水電外送市場(chǎng)空間

根據(jù)全國能源和電力的總體流向，四川位于“西電東送”中通道首端，四川豐富的水電主要送電方向?yàn)橹貞c、華中和華東地區(qū)，2020年及以后總的外送規(guī)模為2 500萬kW。

采取統(tǒng)一原則，對(duì)四川水電受端市場(chǎng)（即重慶電網(wǎng)、華中電網(wǎng)和華東電網(wǎng)）進(jìn)行電力市場(chǎng)空間測(cè)算，結(jié)果如表4所示。測(cè)算結(jié)果表明，計(jì)入川電外送目標(biāo)規(guī)模2 500萬kW對(duì)各受端地區(qū)的電力輸入后，整體受端地區(qū)2020年可供四川水電競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)空間仍有690萬kW，2025年和2030年分別為4 290萬kW和1.3億kW。考慮華東輸送距離較遠(yuǎn)，僅計(jì)入重慶、華中，2025年和2030年電力市場(chǎng)空間也可分別達(dá)到2 470萬kW和7 500萬kW。

由此可見，四川水電有足夠可供消納的市場(chǎng)空間，與同期規(guī)劃的煤電相比水電具有更優(yōu)秀的經(jīng)濟(jì)性和清潔能源優(yōu)勢(shì)，而且可逐步替代送電區(qū)達(dá)到使用年限面臨淘汰的已建火電，優(yōu)化電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因此，四川水電開發(fā)應(yīng)推動(dòng)“水火置換”、加大可再生能源比重，更加注重水電市場(chǎng)的拓展、資源的合理配置和送電的整體經(jīng)濟(jì)性［10-11］。

表4 四川水電消納市場(chǎng)空間 萬kW

4 四川水電消納保障制度研究

4.1 完善水電優(yōu)先發(fā)電制度的法律保護(hù)

4.1.1 相關(guān)立法和政策對(duì)水能資源的界定模糊

目前我國仍未出臺(tái)水電如何適用《可再生能源法》的具體規(guī)定，水電屬于可再生能源，但又不完全適用可再生能源法，許多政策中主要提出了非水可再生能源的管理辦法，對(duì)于水電僅給出了參照?qǐng)?zhí)行的模糊概念，部分文件甚至完全將水電排斥在外。水電不能完全享受全額保障性收購政策的支持，也不能享受綠色電力證書交易機(jī)制的激勵(lì)，同時(shí)沒有明確水電消納配額制的目標(biāo)引導(dǎo)，這已經(jīng)成為水電消納外送過程中的政策性阻礙［3］。

4.1.2 加強(qiáng)對(duì)水能資源開發(fā)利用的立法保護(hù)

水電開發(fā)技術(shù)已經(jīng)基本成熟，不像風(fēng)電和光伏技術(shù)還處于探索階段。水電消納不需要對(duì)《可再生能源法》進(jìn)行具體的調(diào)整，只需要明確水能與非水可再生能源具有同等的法律效應(yīng)，在出臺(tái)相關(guān)政策法規(guī)時(shí)將水電同等考慮，共享政策支持即可。建議一方面盡快把水電納入可再生能源全額保障性收購范圍，參考風(fēng)電、光伏發(fā)電的年度保障小時(shí)數(shù)，提出水電的保障性收購辦法；另一方面盡快把水電納入綠色電力證書交易機(jī)制中，要求市場(chǎng)主體通過購買水電綠色證書完成配額義務(wù)，促進(jìn)水電健康可持續(xù)發(fā)展。

4.2 健全電源建設(shè)與送出通道建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展體系

通道建設(shè)是四川水電外送的基本前提和物理基礎(chǔ)，應(yīng)從國家層面上重視電網(wǎng)與電源協(xié)調(diào)建設(shè)問題，健全四川水電電源建設(shè)與送出通道建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展體系，保證電力送出和供電的安全［4］。

完善國家能源電力發(fā)展規(guī)劃及其實(shí)施保障制度。建議從宏觀角度，完善國家能源電力發(fā)展規(guī)劃，在高層面提出全國能源發(fā)展和通道建設(shè)規(guī)劃，保障西部清潔能源送往東部發(fā)達(dá)地區(qū)的總體流向。健全能源電力發(fā)展規(guī)劃的實(shí)施保障制度，納入相關(guān)規(guī)劃的電源建設(shè)和輸電通道應(yīng)積極推進(jìn)實(shí)施。

建立跨區(qū)域能源管理委員會(huì)。建議由國家主管部門牽頭組建跨區(qū)域能源管理委員會(huì)，統(tǒng)籌各省市區(qū)相關(guān)政府機(jī)構(gòu)、電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以能源資源優(yōu)化配置為原則，頂層設(shè)計(jì)、自頂向下，明確全國跨地區(qū)能源協(xié)調(diào)發(fā)展方案，開展跨區(qū)域電力發(fā)展規(guī)劃和輸電的合理方案；協(xié)調(diào)各省市區(qū)電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)利益需求，建立電源建設(shè)規(guī)劃反饋機(jī)制，做到電源、電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。

建立區(qū)域電網(wǎng)協(xié)調(diào)機(jī)制。建議在跨區(qū)域能源管理委員會(huì)的引導(dǎo)下，建立區(qū)域電網(wǎng)協(xié)調(diào)機(jī)制，促使各省區(qū)政府部門開展有效協(xié)商，協(xié)調(diào)送受端地區(qū)的合理利益，使送受電雙方能夠共贏，從而加快跨省、跨區(qū)電網(wǎng)建設(shè)，加強(qiáng)省際聯(lián)網(wǎng)和交換大通道的特高壓工程建設(shè)，開辟省際電力電量交換新通道，在滿足省內(nèi)需求前提下加大省際電力電量交換，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，充分利用水電輸電平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能源資源優(yōu)化配置。

4.3 建立水電優(yōu)先發(fā)電制度

四川省可按照確保安全、兼顧經(jīng)濟(jì)性和調(diào)節(jié)性的原則，選擇有代表性的河流作為一類優(yōu)先保障電源，實(shí)施優(yōu)先發(fā)電制度。主要內(nèi)容包括：

（1）安排年度發(fā)電計(jì)劃時(shí)，明確清潔能源發(fā)電量，充分預(yù)留水電優(yōu)先發(fā)電的空間。

（2）加強(qiáng)電力外送和消納，跨省跨區(qū)送受電中，原則上應(yīng)明確可再生能源發(fā)電量的比例。

（3）統(tǒng)一預(yù)測(cè)各類電源出力，充分利用水電預(yù)報(bào)調(diào)度成果，做好電力電量平衡工作。

（4）組織實(shí)施替代火電，同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先發(fā)電可交易，為消納可再生能源騰出調(diào)峰空間。

四川省實(shí)施水電優(yōu)先發(fā)電制度時(shí)，應(yīng)切實(shí)完善操作模式，主要包括：

（1）切實(shí)做好供需平衡預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)總發(fā)用電量，測(cè)算跨省跨區(qū)送受電電量。

（2）合理安排各類電源的發(fā)電順序，合理安排四川調(diào)峰調(diào)頻水電的優(yōu)先發(fā)電。

（3）組織符合條件的電力用戶和發(fā)電企業(yè)，通過靈活的交易方式，確定交易電量和交易價(jià)格，避免非理性競(jìng)爭(zhēng)。

（4）根據(jù)直接交易電量變化、用電增速變化，以及有關(guān)獎(jiǎng)懲因素等，適時(shí)調(diào)整年度電力電量平衡方案，確保交易電量得以執(zhí)行。

4.4 水電納入可再生能源配額制和綠色證書交易制度

4.4.1 水電納入“配額制+綠色證書”制度必要性

從可再生能源配額比例看，全國有許多地區(qū)具有水電消納空間。根據(jù)2016年數(shù)據(jù)，東部包括浙江、天津等17個(gè)省市區(qū)的水電消納比例不到20%，部分電力消耗體量較大的省區(qū)可再生能源消納總比例都達(dá)不到10%，華中、華東等地區(qū)對(duì)于接收西部水電的潛力較大。

水電是綠色的可再生能源，加入“配額制+綠色證書”制度具有重要意義［12，14］。從目前的國際經(jīng)驗(yàn)看，雖尚有相關(guān)問題需要研究和妥善解決，但可先期選擇部分河流作為試點(diǎn)。試點(diǎn)階段配套相應(yīng)政策，如綠證交易費(fèi)用適當(dāng)降低或減半，也可一定程度上降低水電綠證對(duì)非水可再生能源的沖擊。

4.4.2 以四川水電為試點(diǎn)參與“配額制+綠色證書”制度

首先，充分認(rèn)識(shí)建立水電開發(fā)利用目標(biāo)的重要性，建立水能開發(fā)利用引導(dǎo)目標(biāo)（配額制），制定各省市區(qū)水電電量消費(fèi)比重指標(biāo)。其次，制定科學(xué)的水能開發(fā)利用規(guī)劃，明確水能開發(fā)利用的責(zé)任和義務(wù)，以及水電接入、輸送和消納責(zé)任。建立可再生能源開發(fā)利用監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)制度，定期上報(bào)國家主管部門并給以公布和評(píng)價(jià)。再次，建立水電綠色證書自愿認(rèn)購及約束體系，試行水電綠色證書的核發(fā)工作，完善水電綠色電力證書的自愿認(rèn)購規(guī)則，建議水電綠色證書認(rèn)購價(jià)格不高于非水可再生能源綠色證書的價(jià)格。

4.5 加快推進(jìn)和完善“碳交易+碳配額”制度

應(yīng)參考可再生能源消納配額制及綠色證書制度，在全國范圍內(nèi)建立“碳交易+碳配額”制度，同時(shí)將四川水電納入進(jìn)來開展試點(diǎn)研究，從而促使東部地區(qū)優(yōu)先消納四川水電［13］。

借鑒綠色證書制度完善碳排放權(quán)交易制度。綠色電力證書是天然且精確的碳減排衡量方式，與碳減排交易體系可以形成天然的銜接。借鑒綠色證書認(rèn)購和交易過程中的經(jīng)驗(yàn)，可有效解決碳排放證書交易過程中的問題。應(yīng)加強(qiáng)綠色證書和碳交易證書的宣傳力度，加深社會(huì)各界對(duì)碳排放證書的認(rèn)可程度。同時(shí)，還可向社會(huì)各界提倡兩證并購，提高對(duì)碳排放證書交易的積極性。

參考國際經(jīng)驗(yàn)適時(shí)出臺(tái)碳排放配額制。在碳交易市場(chǎng)建設(shè)階段性成熟之后，預(yù)計(jì)“十四五”期間我國政府將逐步實(shí)施碳排放配額制。在一級(jí)配額分配市場(chǎng)，初期我國應(yīng)該以免費(fèi)分配為主，隨著市場(chǎng)的完善，應(yīng)改為拍賣分配為主。在二級(jí)市場(chǎng)建設(shè)方面，我國應(yīng)該建立電子交易系統(tǒng)，構(gòu)建電子交易平臺(tái)，并實(shí)行交易監(jiān)管制度等，避免對(duì)碳配額交易的惡性炒作。

5 結(jié) 論

（1）四川省水電發(fā)展形勢(shì)不容樂觀，水電保障消納面臨重大挑戰(zhàn)。近年來四川水電棄水問題逐漸凸顯，川電外送2 500萬kW輸電能力建立在鹽源-江西直流通道順利建成的基礎(chǔ)上，外送輸電通道建設(shè)的滯后將使得四川水電消納形勢(shì)更加嚴(yán)峻。

（2）四川水電應(yīng)參與全國能源電力平衡，水電優(yōu)先消納是必要的。四川水電在我國一次能源供應(yīng)、電力供應(yīng)的總量和增量中均具有重要的地位。水電是最大的綠色清潔能源，水電優(yōu)先發(fā)電符合國家節(jié)能減排需求和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。四川水電規(guī)模較大，應(yīng)合理優(yōu)先發(fā)電避免清潔能源浪費(fèi)，四川水電參與“西電東送”，有利于我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和電力供給側(cè)改革，有利于我國非化石能源發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

（3）四川水電的市場(chǎng)定位是在滿足本省需求同時(shí)合理外送重慶、華中和華東地區(qū)。四川水電在滿足本省電力平衡的基礎(chǔ)上，合理的外送規(guī)模為2 500萬kW，川電外送應(yīng)依次滿足重慶、華中東部四省和華東電網(wǎng)的需求。電力市場(chǎng)空間分析結(jié)果表明，四川水電有足夠可供消納的市場(chǎng)空間。

（4）應(yīng)完善四川水電優(yōu)先消納保障措施，并積極推進(jìn)實(shí)施。應(yīng)從完善水電優(yōu)先消納的立法保障，健全電源建設(shè)與通道建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展體系，建立水電優(yōu)先發(fā)電制度，將水電納入可再生能源“配額制+綠色證書”制度，推進(jìn)完善“碳交易+碳配額”制度五個(gè)方面，保障四川水電的優(yōu)先消納。