徐彪:水电大省缺电,是否靠火电补?

来源:观察者网

2022-08-22 07:55

徐彪

徐彪作者

弗若斯特沙利文咨询公司执行总监

【采访/周远方,编辑/周毅】

7月以来的极端高温天气,导致水电大省四川今夏电力保供形势尤其严峻。根据整体安排,四川电网有序用电方案中所有工业电力用户(含白名单重点保障企业)已经实施生产全停(保安负荷除外),时间从8月15日0时-20日24时,力争“让电于民”。

作为水电大省,四川眼下为何面临供电缺口?我们该如何正视现在的电力紧张问题?展望未来,我们又该围绕哪些方面做出积极应对?弗若斯特沙利文咨询有限公司执行总监徐彪就此话题接受观察者网采访,实录如下:

观察者网:徐总您好。四川停电事件最近引起了各界高度关注。很多人很疑惑,为什么时至今日中国还受缺电困扰?此外,四川水力发电占比8成的供电结构,是不是也对此次紧急情况产生了很大影响?

徐彪:谢谢。四川这次出现电力供应紧张的情况,原因大家谈的比较多,其实也比较明确——主要是极端高温干旱天气。从需求端来讲,高温带来的降温需求激增导致电力系统负荷突然增大;从供给端来讲,极端天气也对水电的来水产生了非常大的影响。

一般来说,夏季水电偏丰,但现在出现严重的水电来水偏枯情况。相比去年,今年7月份水电来水偏枯近四成,8月近五成。刚才你也提到,在四川整体的发电结构中,水电占比近80%。极端天气导致了供需两端的严重挤压,也就导致了四川最近电力供需的紧张形势。

白鹤滩水电站仅次于三峡工程,其拦河拱坝高289米,相当于100层楼高,图源新华社

您刚才也提到,外界有很多声音在关心:为什么中国还会出现电力紧张、电力缺口的情况?毕竟无论是电力装机量还是发电量,中国都是全球第一。但是,如果我们对电力行业进行长期追踪,会发现这种现象并不罕见。

局部地区的电力紧张背后其实是中国电力供应的结构性问题。比如地域配置,我们国土面积这么大,每个地方的资源禀赋不一样、用电结构也不一样。比如西部尤其是西北地区,光伏、风电发展得都很好,装机量也很大,但是弃光、弃风现象也一直存在。

局部地区在阶段性的时间节点上,出现电力短缺的情况,也并不罕见。去年下半年因为煤价高企等原因,某些地方也出现了“有序供电”的情况。

即使我国目前电力供应是以受季节性影响很小的火电为主,但同样会受到大宗商品市场、全球能源供需情况等因素影响,这种波动会一直存在。

观察者网:本次由极端天气和负荷高峰带来的四川供电缺口,应该如何应急弥补?

徐彪:既然波动是常态,那不管是整个电网体系,还是各地政府和能源相关部门,应对这种情况都是比较有经验的。就四川的供电缺口问题来说,这个现象去年11月-12月已经出现苗头。因为水力发电占比高,四川每年冬季都会出现一定的供电缺口的问题。

针对今年夏天的情况,目前来说,四川省政府各个部门,包括国网在四川的电力公司,大家已经通过政策调节、利用市场机制等途径来积极应对。

四川工业电力用户全面停产,“让电于民”,图片转引自大象新闻客户端

具体而言,需求端,以优先保障居民用电为核心原则,通过一些市场机制来调节:比如国网出台了政策,对主动参与并有效执行避峰负荷响应的用户,在结算电费时会有一定的费用返还;同时,有一些政策要求这些高耗能行业有序停产,让电于民。很多相关的大企业已经响应政策,安排短时间停产。同时在居民侧,也提倡节约用电,调高空调温度,关闭景观灯光等,适度降低电力负荷。

供给端,围绕这几个方面展开工作:

首先从省内角度来看,四川省要求各地做好蓄水保供,优化各个流域的水库调度,以此保证水电发电量,巩固四川省的基础。

在水电以外,四川同时加大了省内全网存煤量来保证电力供应。在四川目前的发电结构里,平常约有15%是火电,最近几个月其占比可能会提升到20%,从火电能源的角度,给予一些补充。

全国电网系统也从省外进行了一些电力资源调度,是以最大的输电通道能力来进行跨区资源调配。当然,这项工作比较复杂,需要很多审批、协调工作。

在供需两端以外,现在的高温天气也极大影响电力设备的安全运行。现在国网四川各级公司已经加强了检修、保障等工作,保证设备在极端天气环境下安全运行。

国网广元供电公司的工作人员在保障供电

图源微博@国网四川电力

总的来说,这一系列措施的效果都会逐步显现。按照目前的气象预测,极端高温天气可能还会持续一周左右,但具体情况还要进一步观察。

观察者网:如果高温天气以后成为常态的话,不少人会担心能源供给稳定性问题。刚才我们谈到了弹性供电,让人联想到前段时间火热的“虚拟电厂”概念,它这次有没有发挥作用?

徐彪:虚拟电厂其实是一个相对有前瞻性的概念。它是我们现在所说的“建设智能电网”大方向上的一个领域。最终,虚拟电厂是通过信息聚合、整个电力系统网络化的构建,冀此提高电网运行的效率和安全性。

目前来看,虚拟电厂还处于早期阶段,现阶段它的作用还没有特别明确的体现,还需要一些时间来提升整合资源的规模。

观察者网:那么从中长期看,我们电网的弹性和冗余如何保证?能不能结合光伏、风电、火电、核能发电各自在电网中的角色聊一聊?

徐彪:电网弹性是整个电网系统对极端事件,特别是自然灾害或者威胁整个电网系统运行的突发事件的应对能力——如何在短时间内恢复整个电网的安全运行。

提升电网弹性,其实是一个非常复杂的系统性工程。它需要多方面的努力,不管是跨区域的电网的协调,以及建设整个骨干电网、强化发电端、优化电网端协调,以及最近常讲到的储能——只有多方面发展,才能不断地提高整个电网的弹性。

您刚才也提到了“冗余”的概念。从全球范围来看,其实中国电力系统整体设备冗余空间是比较大的。相对来说,我国电力系统的稳定性和安全性,在全球都是非常领先的——当然,冗余也需要平衡经济性。

中长期来看,我们要强化整个电网的弹性和安全,包括您刚才提到不同电源的角色问题。目前看,光伏和风电是实现双碳路径最重要、增长最快的角色。

从去年的情况看,风电发电量应该占全国的8%左右,光伏有4%。整体来看,它们的绿色环保性优势是毋庸置疑的;与风电相比,光伏在部署方面的灵活性会更大一些。风电和光电的建设周期,相对于大型的火电、核电电站会快很多,这是它们具有优势的地方。

当然,它们也受到了一些因素的限制,比如地域自然资源的影响。光伏对应的是日照环境,风电对应的是风能资源,这对它们的影响可能比较大;这些特性也导致它们的供应不够稳定。目前一直在讨论新能源对电网的冲击,这也是一种局限性。

不过,总体来说,不管是装机量还是整体的增长速度,中国的光伏和风电,都是全球领先的。同时从整体的产业链来看,比如光伏组件和硅片的生产,以及风机制造上,中国的体系是非常完善和强大的。

风电、光伏产业在未来的发展是毋庸置疑的,也会是我们新能源领域最重要的一个环节。

观察者网:刚才您提到了光伏的制造环节。这次受四川停电影响的企业,很多都是光伏制造产业链上的。很多硅料在四川生产,它耗电比较大,四川电力价格相对便宜,吸引了产业链来此聚集,其实新疆也有类似的特征。

徐彪:是的,这是电力成本对产业的影响,也是光伏等领域的高耗能企业会到西北、西南等新能源发电充足、电价相对便宜的地方落地生根的原因。联系到“弃风弃光”的现象,其实很多电力资源就地消耗,相比于用超高压输电把它调度往外地,是更有效率的。

包括现在的数据中心、超算中心等等,这种新型数字基础设施,也能看出它们对电网系统的影响。今年2月份,国家的“东数西算”工程正式全面启动。从整体规划我们可以看到,很多枢纽都在西北的宁夏、甘肃等地。

这些建设正在促进整个电网、能源基础设施、数字基础设施的融合。特别是结合我们国家基于地域的系统规划,通过新能源发电、储能,加上规模化供电方式,数据数据中心、超算中心的建设,可以较好地推动可再生能源就地消纳,从整个电网平衡性的角度来说,其实也是比较有好处的。

成都智算中心智算平台机房内部一景

图源四川日报

观察者网:“电网平衡性”是不是指数据中心等负荷比较有弹性?

徐彪:数据中心、超算中心,一般都要求要配置备用电源,实际上就是一种储能设备。在配备储能的情况下,它可以比较好地抵消掉新能源有时候负荷和发电量的波动问题,保证它能够比较平滑、稳定地供电。数据中心是不能断电的,在储能方面,不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)是必须要配备的。

观察者网:说到储能问题,您能不能简单讲讲不同类型的储能?

徐彪:我们结合四川现状和经济性来看,水力发电的经济性是最高的。虽然四川的水电站很多,但目前大部分是径流式水电站,不是基于水库调节的电站。它们主要还是依托江河的。

从最新规划来看,四川省十四五期间正在大规模地规划、筹建抽水蓄能电站,这有利于在极端情况下,能够有更大的弹性空间去应对,但是相关投入是非常大的。

2019年,9旬“高龄”的泸州洞窝水电站仍在运行

图源四川日报

抽水蓄能的容量会更大一些,原理也很简单,在电能富余时抽水到高处,把能量储蓄起来,需要的时候再放水发电。这个过程会存在30%-40%的能量损耗。

现在资本市场谈的更多的可能还是电化学储能,这依托于目前飞速发展的锂电池行业——从整体来看,它是由电动车的发展带动的。

现在很多人已经开始讨论未来电池梯度利用的问题,储能其实是比较好的一个应用场景。汽车动力电池衰减,可能不再适合做动力电池的时候,它会被淘汰去做梯度利用。

从市场角度来看,大型抽水蓄能项目主要是面向国内市场;电化学储能产品化程度已经很高,从全球范围来看,锂电池产业链基本在中国,大量向海外出口。市场上相关概念很多,引人关注。

值得一提的是户用新能源,这种场景在国内还较少,但欧美很多,光伏+户用+储能的产品中国有很多厂商在做,他们的主要市场在海外。

观察者网:从此次极端高温天气带来的影响出发,再结合我们电网建设的情况。展望未来,我们需要注意哪些方面的问题?

徐彪:总之,四川这次因极端高温天气导致的电力紧张事件,一定会逐步解决——就像去年南方出现的限电停产等更为严峻的情况,后来也解决了。

整个事件让大家再次聚焦电网智能化的方向。从电网本身的数字化升级来说,涵盖了很多方面,比如从发电端到用电侧的智能感知、智能调配,同时也需要产业链各方面的参与。

除了这种技术上的变化以外,还有同样非常重要的一点,关乎我们电力运行的机制,不管是市场化交易还是电力分配,都有改进的空间。

四川以前是一个水电基地,很多水电资源承担西电东输的重要战略任务的——其实从本省发电量来说,供应省内需求应该是OK的——但发电是有计划的,不能因为出现了省内供应不足,按计划应送往外省的电就不送了。

这个计划安排未来是不是可能进一步建立更加灵活的调配机制?更实时地对发电计划进行调整?这些是更长远的发展目标。

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责任编辑:周毅
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