南方多省高峰限電對上海加強高峰期電力保障的啟示

張 銘 閆 晶 寇書萌 王曉暉 費 斐

1.國網(wǎng)上海市電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院 2.上海市發(fā)展改革研究院

0 引言

去年年底，我國南方多地接連發(fā)生用電緊張情況，浙江、江西、湖南等省份更是在用電高峰時段對用戶采取限電措施才勉強保障了本省電力供應(yīng)的平穩(wěn)。多省大范圍缺電雖有今冬異常寒冷和大量境外訂單轉(zhuǎn)移到國內(nèi)引發(fā)制造業(yè)對電力需求大幅增長的外部原因，但政府管理上的死板和電力系統(tǒng)建設(shè)上的短板也是不應(yīng)忽視的內(nèi)部原因。電力安全是保障城市有序運行的關(guān)鍵要素，上海作為國際大都市更是要全力避免限電事件的發(fā)生，做好“三個關(guān)注”，進一步提升上海市電力系統(tǒng)抵御風(fēng)險能力。

1 浙江：能源“雙控”引發(fā)政策性限電

去年12月11日起，浙江金華、溫州、臺州、寧波、舟山等地發(fā)布限電通知，部分工廠受此影響錯峰生產(chǎn)甚至停產(chǎn)，公共場所照明受限，部分單位辦公區(qū)氣溫只有在3 ℃以下才允許開空調(diào)，且設(shè)置溫度不得高于16 ℃。研究發(fā)現(xiàn)，浙江上述時段的供電能力并不存在明顯的缺口，此次主要是政策性限電，即主管部門為了完成“十三五”能源“雙控”目標(biāo)，在環(huán)?？孛汉兔裆ｋ姲l(fā)生沖突時選擇了前者。背后的原因有以下三個方面。

1.1 能源“雙控”指標(biāo)高，實現(xiàn)難度大

浙江省“十三五”能源“雙控”能耗強度降低目標(biāo)是17%，為全國范圍內(nèi)最高標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，浙江省正處于全力建設(shè)國家清潔能源示范省第二階段收官期，實現(xiàn)“雙控”目標(biāo)決心堅定。按照全年統(tǒng)調(diào)用電量增長3.9%進行測算，預(yù)計浙江全年發(fā)電用煤將超出控煤指標(biāo)39萬t，按此發(fā)展“雙控”目標(biāo)難以完成。

1.2 供給側(cè)煤炭消費比重高，發(fā)電量占比大

2019年，浙江煤炭消費總量占一次能源消費比重為45.3%，其中電煤占煤炭消費量的61.7%，煤電上網(wǎng)電量占全省發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量的76.5%，遠高于全國平均水平63.8%。煤機發(fā)電占比高，減煤降耗壓力大。

1.3 需求側(cè)用電量增長迅速

浙江去年前11 個月規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長4.8%（11月份同比增長11.9%），是全國水平的2 倍多。入冬后，供暖需求陡增，全省用電負(fù)荷高達7564萬kW，同比增長9%；全社會用電量同步攀升至15.44 億kWh，同比增長9.9%。全省用電負(fù)荷和全社會用電量持續(xù)攀升，疊加年關(guān)效應(yīng)，最終導(dǎo)致控煤和保電成了當(dāng)前階段不可調(diào)和的矛盾。

2 江西：電力供給不足被迫主動限電

2018年至今，江西省已連續(xù)三年實施有序用電措施。去年冬季受寒潮影響，江西用電最高負(fù)荷再創(chuàng)歷史新高，內(nèi)外部電力供應(yīng)不足，電力保供形勢日益嚴(yán)峻。為補齊冬季電力供應(yīng)缺口，江西省發(fā)改委要求自去年12月15日起，每日早晚高峰時段實施可中斷負(fù)荷，啟動有序用電工作。研究發(fā)現(xiàn)，江西電源和通道的建設(shè)速度長期滯后于持續(xù)增長的電力需求，主管部門和電力企業(yè)缺少備用能力，此次限電只是又一次無奈之舉。

2.1 本地電源建設(shè)緩慢，出力受阻

近年來，江西省內(nèi)新增電源裝機發(fā)展速度偏慢，與快速增長的用電需求不相匹配，其中，火電機組受到國家政策和江西資源環(huán)境約束，建設(shè)阻力較大；新能源出力不穩(wěn)定，此次限電前一日全省風(fēng)機覆冰容量已達到102.6萬kW，隨著低溫天氣持續(xù)，風(fēng)機覆冰情況在不斷加劇，讓本已不足的新能源出力問題雪上加霜。

2.2 外來電通道滿載，受電能力不足

長期以來，江西電網(wǎng)跨省跨區(qū)聯(lián)絡(luò)通道薄弱，僅通過磁永線、咸夢Ⅰ、Ⅱ線三回500 kV 線路與華中電網(wǎng)相聯(lián)，受電能力有限。湖北向江西的送電能力僅為260萬kW，且該通道已經(jīng)滿載，區(qū)域電力互濟互保能力單薄。四川供江西的雅中直流通道又因江西省對自身“川電入贛”空間不足的誤判，造成項目拖延了兩年才得以批復(fù)建設(shè)，預(yù)計2021 年6月投產(chǎn)前，全省還將繼續(xù)面臨高峰季電力短缺問題。

3 湖南：電源結(jié)構(gòu)性失衡致使被動限電

近年來，湖南省電源結(jié)構(gòu)中可再生能源發(fā)電占比持續(xù)增加，由于可再生能源發(fā)電受氣候影響極大，加之外來電不及預(yù)期、冬季煤炭供應(yīng)緊張等因素共同作用，導(dǎo)致湖南電力供需失衡。去年12月8日起，全省啟動限電措施，長沙、湘潭等地市制定不使用高耗能電器、錯峰用電等舉措，減輕供電壓力。研究發(fā)現(xiàn)，湖南在大力發(fā)展可再生能源的同時還十分依賴外來電，對于能夠穩(wěn)定出力的本地火電機組投入不足，高峰季只能看天吃飯。

3.1 從供給側(cè)看，本地電源穩(wěn)定出力占比低、外來電未達預(yù)期

1）新能源裝機占比高但實際發(fā)電量不足

“十三五”期間，湖南新增裝機總量有限且多為新能源，新能源裝機規(guī)模占全省總發(fā)電裝機容量的54.8%。湖南秋冬逢枯水季，水電出力低，調(diào)節(jié)能力不足；受冰凍天氣影響，風(fēng)電表現(xiàn)不佳；光伏受連綿陰雨影響也未達預(yù)期，總體導(dǎo)致可再生能源供給側(cè)效率嚴(yán)重不足。

2)火電投資建設(shè)進展緩慢，穩(wěn)定出力機組低于平均水平

在國家能源綠色低碳轉(zhuǎn)型驅(qū)動和全省環(huán)保條件約束下，煤電去產(chǎn)能加快推進，規(guī)劃建設(shè)的多個火電和熱電聯(lián)產(chǎn)項目的積極性受挫進展緩慢。2019 年，湖南穩(wěn)定出力機組比重降至46.9%，低于全國水平近15個百分點。

3）外來電受電能力有限疊加新增電源投產(chǎn)無期，增加保供難度

湖南外受電通道能力600萬kW目前已全部用足，其中祁韶直流由于送端配套電源投產(chǎn)規(guī)模不足、受端配套網(wǎng)架尚不完善等原因，最大允許送電能力僅為設(shè)計能力的50%。同時，受嚴(yán)控煤電建設(shè)影響，配套電源福建長樂電廠2臺100萬kW機組建成投運時間推遲至今，另兩臺機組建設(shè)遙遙無期。

3.2 從需求側(cè)看，電力負(fù)荷增長迅速

“十三五”期間，湖南年均用電負(fù)荷增速約為7.75%，高于同時期年用電量的年均增速5.19%。同時，去年入冬較前年提前26 天，氣溫低于往年2.2 ℃，居民取暖用電需求大幅增長，電力消耗進一步提升。去年12月14日，全省日用電量較上年同比增長36.2%，刷新歷史紀(jì)錄。

4 近期多地限電對上海的啟示

寒冬天氣導(dǎo)致需求側(cè)用電負(fù)荷快速增長，而供給側(cè)遭遇本地火電發(fā)展遲滯、可再生能源出力不足、外來電通道能力受限等多重不利因素共同作用，是造成此次多省限電的主要原因。上海應(yīng)吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，始終將供電安全放在首位，除了要避免發(fā)生政策性限電，還應(yīng)確保本地穩(wěn)定出力機組維持在合理區(qū)間，即使面臨極端天氣、外來電受限等不利因素，仍具備冗余供電能力。結(jié)合上海市能源供應(yīng)現(xiàn)狀及面臨的內(nèi)外部發(fā)展形勢，課題組研究認(rèn)為，上海應(yīng)重點做好“三個關(guān)注”。

4.1 關(guān)注電源結(jié)構(gòu)變化，合理規(guī)劃穩(wěn)定出力裝機規(guī)模

碳達峰、碳中和目標(biāo)將極大地推動非化石能源發(fā)電比重增加。在此背景下，為保證上海市電力供應(yīng)的穩(wěn)定，上海應(yīng)將穩(wěn)定出力機組的規(guī)模保持在合理水平，確保安全托底的能力，并積極引導(dǎo)其適應(yīng)綠色清潔化發(fā)展?！笆奈濉逼陂g，煤電作為基荷電源，裝機規(guī)模應(yīng)達到1500萬kW 左右，氣電作為可靠調(diào)峰電源，裝機規(guī)模應(yīng)達到1235萬kW。由于天然氣發(fā)電效率是煤炭的2倍，清潔性優(yōu)于煤炭，因此未來上海仍需進一步提高燃機規(guī)模，同時滿足供電安全性和環(huán)保性要求。

4.2 關(guān)注新能源發(fā)電特性，加強電網(wǎng)建設(shè)和配套技術(shù)攻關(guān)

新能源發(fā)電具有出力不穩(wěn)定、不可控，可以提供有效電量，但提供的有效電力十分有限等特征。發(fā)展新能源，不僅要考慮低谷調(diào)峰問題，還要重視高峰電力平衡問題。隨著非化石能源占一次能源消費比重提高，預(yù)計2025 年本地可再生能源裝機規(guī)模將達744萬kW，本地可再生能源發(fā)電量比重將從目前的3.7%提高到8.9%。大規(guī)模本地和外來新能源電源接入將給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來新的挑戰(zhàn)。上海未來應(yīng)繼續(xù)加強在新能源發(fā)電有效出力、穩(wěn)定電源發(fā)展、“鉆石型”配電網(wǎng)建設(shè)、儲能和調(diào)節(jié)機制、電力輔助服務(wù)市場、電力需求側(cè)響應(yīng)等方面的研究和技術(shù)攻關(guān)。

4.3 關(guān)注外部環(huán)境變化，保障上海高峰期供電安全

按目前上海電網(wǎng)供需情況分析，預(yù)計今冬明春上海不會出現(xiàn)缺電問題，能源供給和需求側(cè)均保持平穩(wěn)可控，但是仍需密切關(guān)注低溫天氣、本地火電供應(yīng)、外來電交易履約三方面的變化情況。在天氣方面，上海冬季空調(diào)負(fù)荷最高占比近30%，氣溫對負(fù)荷水平影響較大，要密切關(guān)注寒潮等極端天氣影響。在能源供應(yīng)方面，上海能源高度依賴外部輸入，用能高峰季不僅要關(guān)注煤炭、天然氣等一次能源供應(yīng)和穩(wěn)定出力機組運行，更要注意占比近50%的市外來電受入情況。由于部分送電省已經(jīng)出現(xiàn)電力供應(yīng)緊張局面，建議重點關(guān)注省間電力交易的履約情況。

5 總結(jié)與展望

多省大范圍缺電雖有今冬異常寒冷和大量境外訂單轉(zhuǎn)移國內(nèi)引發(fā)制造業(yè)對電力需求大幅增長的統(tǒng)一外部原因，也存在差異性內(nèi)部因素。浙江是政策性限電，即主管部門為了完成“十三五”能源“雙控”目標(biāo)，在環(huán)?？孛汉兔裆ｋ姲l(fā)生沖突時選擇了前者。江西則是由于電源和通道的建設(shè)速度長期滯后于持續(xù)增長的電力需求，主管部門和電力企業(yè)缺少備用能力，無奈實施限電?？稍偕茉窗l(fā)電占比持續(xù)增加的湖南省，同時還十分依賴外來電，對于能夠穩(wěn)定出力的本地火電機組投入不足，高峰季由于電源結(jié)構(gòu)性失衡致使被動限電。有鑒于此，政府管理上的死板和電力系統(tǒng)建設(shè)上的短板不應(yīng)忽視。電力安全是保障城市有序運行的關(guān)鍵要素，上海作為國際大都市更是要全力避免限電事件的發(fā)生，應(yīng)關(guān)注電源結(jié)構(gòu)變化，合理規(guī)劃穩(wěn)定出力裝機規(guī)模，關(guān)注新能源發(fā)電特性，加強電網(wǎng)建設(shè)和配套技術(shù)攻關(guān)，關(guān)注外部環(huán)境變化，保障上海高峰期供電安全，從而進一步提升電力系統(tǒng)抵御風(fēng)險能力。