北疆區(qū)域能源基礎設施一體化發(fā)展研究
——以伊犁州大伊寧地區(qū)為例

鮑 宇 華海榮

(江蘇省城市規(guī)劃設計研究院，江蘇省南京市，210006)

隨著經濟全球化和區(qū)域一體化深入推進，城市群呈現快速發(fā)展的態(tài)勢[1]。新疆適宜建設用地較少，人均水資源匱乏，分散的城鎮(zhèn)人口聚居也造成了基本公共服務和生活條件空間差異較大，集聚發(fā)展是新疆發(fā)展的必由之路。隨著國家新型城鎮(zhèn)化、絲綢之路經濟帶和海上絲綢之路等重大戰(zhàn)略的實施，新疆推進新型城鎮(zhèn)化面臨良好的發(fā)展機遇和廣闊空間[2]。本文研究的區(qū)域為新疆伊犁州一市三縣(以下簡稱“大伊寧地區(qū)”)的范圍，為伊寧市、伊寧縣、霍城縣和察布查爾錫伯自治縣(以下簡稱“察縣”)的行政區(qū)劃范圍，區(qū)域面積為13965 km2，人口約158萬人?！缎陆擎?zhèn)體系規(guī)劃(2013-2020)》《新疆天山北坡經濟帶發(fā)展規(guī)劃》均對打造大伊寧城鎮(zhèn)群提出了明確要求，大伊寧城鎮(zhèn)群總體定位為：我國西北部國際開發(fā)開放示范區(qū)，絲綢之路經濟帶核心區(qū)向西橋頭堡，新疆天山北坡西部新興增長極。

大伊寧地區(qū)山水相連、經濟社會發(fā)展戰(zhàn)略相近、經濟結構互補，具有區(qū)域基礎設施共建共享的區(qū)位基礎、經濟發(fā)展基礎、社會基礎。2017年，伊犁自治州黨委工作會議上也明確提出了“城鄉(xiāng)一體化發(fā)展工程”，要求“積極推進伊寧市、伊寧縣、察縣、霍城縣一體化發(fā)展，統籌實施基礎設施、公共服務、市場體系、生態(tài)環(huán)保建設和產業(yè)布局，形成產業(yè)相聯、基礎設施共建、公共設施共用的新格局”。近年來，依靠西部大開發(fā)及國家政策的有力支持，大伊寧地區(qū)逐漸成為國家和自治區(qū)重要的煤化工、煤電基地，是我國進口能源和緊缺礦產資源的陸上大通道[3]。伊犁州直區(qū)位圖見圖1。

圖1 伊犁州直區(qū)位圖

1 能源基礎設施一體化發(fā)展的意義

我國正處于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展階段，城市對于能源需求日益增長，能源基礎設施的建設對于城市發(fā)展的重要性不言而喻[4,5]。隨著區(qū)域經濟一體化的深入，城鎮(zhèn)之間的社會經濟聯系逐漸增強，區(qū)域內有限的發(fā)展空間和資源競爭日趨激烈，圍繞區(qū)域產業(yè)發(fā)展、土地開發(fā)與基礎設施建設相互制約的問題將成為區(qū)域競爭力提升的瓶頸。

改革開放以來，我國能源基礎設施在空間布局上逐漸形成了“由點到面、點面結合”的發(fā)展趨勢，并在部分地區(qū)出現了重復建設和能源基礎設施無序擴張的現象。如果各主體從自身利益出發(fā)，固于自己的屬地范圍進行能源基礎設施建設，將降低設施的利用效率，造成成本的上升和資源的浪費，降低整個地區(qū)的整體利益。區(qū)域能源基礎設施的一體化發(fā)展，是要從整個區(qū)域協調發(fā)展的角度突破行政區(qū)域內各自為政的管理模式，建立城市與區(qū)域協調發(fā)展的機制，推進區(qū)域一體化建設[6]。通過對區(qū)域能源基礎設施的統一規(guī)劃布局、聯合建設，能達到降低開發(fā)成本、提高投資效益、集約利用資源的目的。因此，能源基礎設施的一體化發(fā)展是大勢所趨。

2 大伊寧地區(qū)能源基礎設施發(fā)展現狀

2.1 供電系統

目前伊犁大伊寧地區(qū)處于伊犁電網覆蓋之下，電網東西伸展約350 km，南北約240 km，覆蓋地域約5.6萬km2，目前最高運行電壓等級為750 kV。伊犁電網主要由國網伊犁電力公司運營管理，境內除伊犁電網外，還有兵團四師電網和伊河建管局電網。2011-2016年，州直地區(qū)發(fā)電量從47.79億kW·h/a增長到119.4億kW·h/a。伊犁電網已形成伊寧市為核心，以220 kV、110 kV、35 kV電壓等級為主體覆蓋的輸、配電網絡。

2.2 燃氣系統

目前大伊寧地區(qū)形成了以天然氣為主，液化石油氣為輔的供氣格局。其中，天然氣的主要氣源來自西氣東輸二線霍爾果斯門站的中亞進口天然氣和吉木乃液化天然氣工廠，液化石油氣的主要氣源來自克拉瑪依、獨山子石化?；舫?、伊寧市的天然氣由霍爾果斯至伊寧市的輸氣管線供給，察縣、伊寧縣目前采用撬車從伊寧CNG門站和吉木乃液化天然氣工廠運送天然氣至各自的門站供氣?；魻柟怪烈翆幨械墓芫€全長75 km，管徑DN200，設計壓力6.3 MPa，理論最大供應量2.6億m3/a。沿線在霍城縣和清水河鎮(zhèn)設分輸閥室，并敷設霍城輸氣支線和清水河鎮(zhèn)輸氣支線。吉木乃液化天然氣工廠天然氣最大供應量為5億m3/a。

2.3 供熱系統

大伊寧地區(qū)內除每個市縣的中心城區(qū)和清水河鎮(zhèn)實現了集中供熱外，其余各鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)單位、企業(yè)和居住建筑均采用集中小鍋爐直接供熱，其他建成區(qū)使用民用家庭自供小煤爐采暖。2016年，除伊寧市集中供熱率達到78.4%以外，其余縣集中供熱水平較低。伊寧市集中熱源為國投伊犁電廠和4座燃煤鍋爐房，集中供熱能力1531 MW；伊寧縣集中熱源為3臺燃煤鍋爐，集中供熱能力50 MW；霍城縣集中熱源為1臺熱水鍋爐，集中供熱能力46 MW；察布查爾縣集中熱源為3臺燃煤鍋爐，集中供熱能力156 MW。

3 大伊寧地區(qū)能源基礎設施發(fā)展中的問題及融合需求

3.1 供電系統

(1)電網各自發(fā)展，設施重復建設。由于歷史原因，大伊寧地區(qū)主要由國網伊犁供電公司供電，局部由第四師電力公司和伊河電力有限公司供電。3個相對獨立的電網各自發(fā)展、重復建設造成投資浪費。

(2)網架仍顯薄弱，供電能力仍需提高。目前伊犁電網220 kV主干網已經基本形成，在伊犁負荷中心區(qū)域已經形成局部環(huán)網結構。隨著大伊寧地區(qū)用電負荷的快速增加，還需通過220 kV新建輸變電工程進一步提高電網供電能力，補強雙環(huán)網結構。

(3)750 kV電力通道容量飽和，可靠性不足。目前伊犁主網架構是以伊犁750 kV變電站為核心的輻射型網絡。有2條750 kV線路接入伊犁變電站，1條伊犁至烏蘇的750 kV線路，1條伊犁至庫車的750 kV線路，輸電極限約2000 MW。除此之外，電網最高運行電壓為220 kV，限制了伊犁電力的外送能力。

3.2 燃氣系統

(1)天然氣管道氣化率較低，中心區(qū)和其他區(qū)域用氣水平相差較大。城區(qū)天然氣建設速度落后于城市建設步伐，難以滿足今后規(guī)模供氣的要求。

(2)輸配系統需優(yōu)化，管網設施亟需改造。目前調峰、應急設施不能滿足發(fā)展需要，如何保證冬季用氣高峰期間平穩(wěn)供氣成為首要難題。氣源單一，如遇特殊情況，將會影響城市正常用氣。

(3)鄉(xiāng)鎮(zhèn)燃氣基礎設施薄弱。除清水河鎮(zhèn)外，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)尚無天然氣管道設施，部分居民用氣以分散式的瓶裝液化石油氣供應，給安全管理帶來諸多不便，同時增加了行政管理成本。

3.3 供熱系統

(1)集中供熱發(fā)展較為滯后，隨著供熱負荷增長，熱源無法滿足近期供熱需求。

(2)鍋爐均以煤炭為燃料，規(guī)模較小的鍋爐相應的環(huán)保措施水平相對落后，采暖時對環(huán)境污染較為嚴重。

(3)部分供熱鍋爐位于城區(qū)，對周邊環(huán)境造成影響，燃料堆場占用了大量的城市建設用地，非采暖期供熱設施停運，土地綜合利用效率較低。

4 大伊寧地區(qū)能源基礎設施一體化發(fā)展措施

4.1 統籌規(guī)劃電源布局，增強電力輸送和區(qū)域電力供應保障能力

2016年下發(fā)的《國務院關于煤炭行業(yè)化解過剩產能實現脫困發(fā)展的意見》中指出，“鼓勵發(fā)展煤電一體化，引導大型火電企業(yè)與煤炭企業(yè)之間參股。鼓勵利用廢棄的煤礦工業(yè)廣場及其周邊地區(qū)，發(fā)展風電、光伏發(fā)電和現代農業(yè)”。伊犁是新疆四大煤炭基地之一，伊犁州直境內煤炭資源預測儲量為4772億t，占全疆的21.8%，僅次于哈密的5408億t，居全疆第2位。豐富的煤炭資源為伊犁建設大型火電廠提供了條件。大伊寧地區(qū)應在現有基礎上有序建設大容量、高參數、低排放的高效燃煤發(fā)電項目，拉動煤電和其他基礎產業(yè)的投資；利用伊犁地區(qū)豐富的太陽能資源建設好圖顥新能源、華光、科陸等一批光伏電廠，依據伊犁河谷風電發(fā)展規(guī)劃布局風場，積極推進電源結構向合理化、清潔化、低碳化和技術現代化等方向優(yōu)化調整。大伊寧地區(qū)供電系統規(guī)劃情況見圖2。

圖2 大伊寧地區(qū)供電系統規(guī)劃圖

大伊寧地區(qū)應構建安全高效的遠距離輸電網和可靠靈活的主動配電網。構建伊犁地區(qū)750 kV網架，加快建設伊犁-伊斯蘭堡±800 kV直流特高壓輸電工程，積極爭取伊犁-湖北荊門±1100 kV直流輸電項目落地伊犁，滿足伊犁河谷電源送出要求。近期新增伊犁-烏蘇第二回750 kV線路以及伊犁-庫車第二回750 kV線路，伊犁電網750 kV外送通道送電極限達到4000 MW。遠期在750 kV伊犁變電站的基礎上新建750 kV察布查爾縣變電站，結合大伊寧地區(qū)周邊新建的750 kV特克斯變電站，形成環(huán)伊犁河谷的伊犁變電站-察布查爾縣變電站-特克斯變電站的750 kV網絡結構，并在750kV察布查爾縣變電站西南方向爭取建設750 kV換流±800 kV中巴送端換流站，增強北疆電網輸送能力，滿足伊犁地區(qū)大型煤電水電開發(fā)、電力外送需求，到2020年伊犁州直外送電量力爭達100億kW·h。構建220 kV雙環(huán)網多聯絡的堅強網架結構，保證電廠電力的送出與供電可靠性。增加110 kV變電站布點，增容改造現有110 kV變電站，使110 kV電網覆蓋大伊寧地區(qū)。逐步改造35 kV網架結構，增加互通容量，并在遠期向110 kV電網升級，以減少電壓等級提高供電的可靠性。對邊遠牧區(qū)用電，考慮到負荷容量少、電源線路過長、電壓降較大的因素，建議對集中點地區(qū)采用電網供電；對零散牧民生活用電，可采用小型光伏供電方式。鼓勵電能替代，提高大伊寧地區(qū)電力消納水平，減少化石能源的消耗，改善居民生活環(huán)境。

4.2 拓展天然氣氣源，建設區(qū)域天然氣一張網

大伊寧地區(qū)毗鄰西氣東輸能源通道，現已建成西氣東輸二線、三線西段?！兑晾缰菽茉词灏l(fā)展規(guī)劃》指出：伊犁地區(qū)要依托優(yōu)質煤炭資源，大力發(fā)展現代煤化工，提高技術含量和深加工程度，形成煤制氣、煤制油等七大產業(yè)鏈，盡快建成一定規(guī)模的現代煤化工產業(yè)集群。大伊寧地區(qū)煤制天然氣規(guī)模已達135億m3/a，遠期可達300億m3/a以上，主要來自新疆慶華煤化、新汶礦業(yè)集團、伊犁新天煤化工、中電投新疆能源、中煤集團、大唐集團等大型企業(yè)，各企業(yè)煤制氣通過管道向伊寧市煤制氣集氣站注氣后匯集至霍爾果斯門站進入西氣東輸長輸管線。大伊寧地區(qū)長輸燃氣系統規(guī)劃見圖3。

圖3 大伊寧地區(qū)長輸燃氣系統規(guī)劃圖

建設區(qū)域天然氣一張網，多渠道拓展天然氣氣源，加快推進連接主干管道的大伊寧地區(qū)天然氣管網建設，形成區(qū)域內天然氣多氣源的供應體系以及與管道供氣能力相匹配的儲氣應急調峰體系。大伊寧地區(qū)中心城區(qū)氣源遠期以西氣東輸二線、三線中亞進口天然氣和伊犁地區(qū)煤制氣為主供氣源，液化天然氣為補充氣源。鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)供氣形式采用CNG聯合站，氣源來自各自的母站。液化天然氣氣源主要來自鄯善液化天然氣工廠等大型企業(yè)。保留霍爾果斯至伊寧市的天然氣長輸管線，并新建伊寧市至伊寧縣和察布查爾縣的高壓管道，兩縣新增門站接收管道氣。遠期大伊寧地區(qū)城市燃氣輸配系統由門站、次高壓管線、高中壓調壓站、中壓管網、車用CNG站及庭院戶內管組成。

4.3 推廣熱電聯產技術，構筑區(qū)域供熱體系

城市燃煤熱電聯產是城市供熱的主要發(fā)展方向，根據《熱電聯產管理辦法》文件要求，“20萬人口以上城市實現熱電聯產全覆蓋，優(yōu)先建設背壓式熱電聯產機組，逐步淘汰純熱水鍋爐”，為熱電聯產項目提供了有力的政策支持?？紤]到大伊寧地區(qū)煤炭資源豐富，熱電聯產將是區(qū)內供熱的首選方式。因此，大伊寧地區(qū)應積極發(fā)展熱電聯產集中供熱，逐步替代燃煤鍋爐，工業(yè)園區(qū)可利用自身工業(yè)余熱資源各自開展集中供熱，形成以熱電廠為主供熱源、大型燃煤鍋爐為調峰熱源的區(qū)域供熱體系。供熱管網建設方面應考慮市縣交界地區(qū)互聯互備，從供熱效率及安全角度出發(fā)促進供熱設施共建共享。伊寧市東部地區(qū)主干供熱管道應考慮與伊寧縣西部主干供熱管道進行互聯互備，伊寧市伊寧河南岸新區(qū)的主干供熱管道應考慮與察縣北部主干供熱管道進行互聯互備，以提高應急保障能力。

在供熱管網不能覆蓋的地區(qū)，改用電、新能源或潔凈煤供熱。受少數民族眾多以及傳統居住習慣的影響，大伊寧地區(qū)的城區(qū)內存在一定規(guī)模的院落式民居街區(qū)，這部分區(qū)域巷道狹窄、地下管線復雜、房屋建筑老舊，建議這些文保區(qū)采用太陽能、電、地源熱泵等其他采暖方式解決供熱。新疆地區(qū)得天獨厚的太陽能資源、河谷地區(qū)豐富的地熱資源，受初期投資較大的影響，城鎮(zhèn)民用建筑中尚未得到大規(guī)模使用。隨著大伊寧地區(qū)經濟的不斷發(fā)展，各地可根據自有條件科學合理發(fā)展太陽能熱水供應系統，積極探索地源熱泵技術在本地區(qū)的使用，將多種能源合理互補使用，以減少對煤炭資源的依賴。大伊寧地區(qū)熱電廠分布規(guī)劃見圖4。

圖4 大伊寧地區(qū)熱電廠分布規(guī)劃圖

5 建議

從電力、燃氣、供熱3個方面對大伊寧地區(qū)能源基礎設施一體化發(fā)展的現實基礎、融合需求及總體思路進行分析與研究，旨在為北疆地區(qū)能源基礎設施一體化發(fā)展途徑提供一定的參考。為了保證規(guī)劃的實施，政府還應發(fā)揮宏觀調控職能，建立區(qū)域以上政府層面的協調機構，由協調機構制定區(qū)域能源基礎設施建設計劃、設立能源基礎設施建設專項協調資金，對區(qū)域能源基礎設施建設進行統一規(guī)劃，以促進區(qū)域能源基礎設施一體化發(fā)展。