林凯源:川渝限电之后,两个话题引发热议

来源:观察者网

2022-08-20 08:38

林凯源

林凯源作者

台湾政治大学发展研究所博士候选人

【文/观察者网专栏作者 林凯源】

近日,川渝两地大范围限电引发关注。

确保民生、公共服务和重点行业安全用电,防止拉闸限电成为应对电力保供的准则。然而,本轮川渝限电,虽然做足了预案,尽力调度,仍然不得不让工业企业“让电于民”。即便如此,用电缺口依然无法补足,据媒体报道,8月17日,为了线路安全,达州对辖区内居民实行有序用电;在三级保供电调控措施下,省会成都的地铁与商场楼宇减少照明、空调供冷强度,电梯单向开放,广告大屏、喷水池、灯光秀和景观照明关闭。

四川已经努力了一段时间,虽然不得不走到将限电范围波及民生用电的地步,但是整个“退防”过程井然有序,在客观条件不断恶化的情况下,能够按设定的优先级调整电量分配,尽量避免出其不意的拉闸或者设备故障导致无预警停电,减少损失。只是,局势严峻程度超出了预期。

四川省自7月以来,遭遇了60年一遇的极端高温天气,用电负荷连续6次创历史新高,最高达到5910万千瓦时。这一信息在8月9日举行的四川电煤电力保供协调机制第十七次会议上被披露,当时即预见新一轮高温天气即将来临,最大用电负荷将超过6000万千瓦时。

从需求端来看,高温干旱天气影响下,居民降温用电需求大增,抗旱灌溉也让农业用电上升;此外,与严寒一样,高温对于电力设备的安全稳定运作也会带来挑战,电网公司的检修人员必须严密监控变压器、刀闸等设备的温度,及时降温。

除了电网输送和需求两个环节普遍遭遇的压力,以水电为主的川渝电网在发电端受高温干旱天气的冲击更大。以四川省为例,2021年总装机容量超过1.14亿千瓦,占全国总装机的4.8%,其中水电装机容量达到8887万千瓦,占比77.7%,火电占比16%,风电和太阳能占比分别为4.6%和1.7%。2021年四川省电力装机容量的快速增长主要来自于乌东德、白鹤滩水电站的投产;至2022年底总装机容量达到1600万千瓦、世界排名仅次于三峡的白鹤滩水电站全部投运后,四川省的水电装机容量有望突破1亿千瓦。

白鹤滩水电站。新华网 谢雷摄

过去十几年风电、光伏等新能源快速发展,随着装机容量增加,新能源波动性给电网带来的挑战逐渐凸显,水电被视为调节新能源波动性的最佳选择。2020年国家发改委、能源局就“风光水火储一体化”和“源网荷储一体化”公开征求意见,前一个一体化即是在探索利用水电、火电的稳定性与新能源互补互济,减少后一个一体化的难度。与火电相比,水电的发电成本和调峰成本都更低,在新能源快速发展的当下价值更为彰显。然而,倘若以年为时间尺度比较,水电的波动性可能更甚于风电和光伏发电,特别是在全球变暖的影响日渐显著、异常气候日益频繁的情况下。

基础设施的设计和建造必须在成本、需求和安全之间取得平衡,考虑的因素是常态化的自然条件加上基于过去记录计算出的风险冗余度。一旦气候异常的偏离度过大,击穿风险冗余,就会让基础设施失能甚至造成灾害,今年破纪录的高温干旱天气即为一例。

川观新闻8月17日报道,由于高温持续,降水量同期最少,江河来水偏枯,四川省内多个主力水库蓄水几乎消落至死水位,水库库容出现“汛期反枯”的罕见现象。巧妇难为无米之炊,四川水电发电量自然随着水库蓄水下降而大幅减少,据报道,天然来水电量由同期的9亿千瓦时下降到目前的4.5亿千瓦时,降幅达50%,并且以日均2%的速度持续下降。

极端气候造成发电量大幅减少,用电量大幅上升,即便是坚韧程度排名前列的中国电力系统,应对起来也相当吃力。

须知,去年限电爆发后,中央已经进一步完善 “双碳目标” 的实现路径,重新定位火电和煤炭的角色,今年预计煤炭产量将比去年增加2亿吨,增长4.6%;否则,今年高温干旱造成水电异常减发的影响还会进一步扩大。

与此相关,这次四川限电又引出两个议题:第一个议题与低碳转型相关,即是否需要更多稳定的火电来满足需求?快速增长的新能源汽车保有量是否是造成电网不堪重负的罪魁祸首?第二个议题与电力系统格局和省际关系相关,即四川是否应该减少外送电量自保?

关于能源转型议题,其一,不需要更多的火电,需要的是技术更先进、能耗和碳排放更低、调峰能力更强的火电机组,以替代现有技术较为落后的机组,这也是中国一直以来的发展路径。

应对全球气候变化,减缓(mitigation)措施必不可少,“双碳目标”既是作为负责任大国的应尽义务,也是减缓全球气候变暖速度、从而避免人类社会遭受更多更严重气候灾害的必要途径。如果逆时代潮流盲目扩大化石能源消耗量,加剧全球暖化,只会让极端气候更加频繁出现,陷入恶性循环。

在坚定方向的前提下,前进的节奏可以实事求是地调整,比如认可煤炭和火电在能源转型的特定阶段可以扮演推动低碳转型的积极角色,除了前文提到中央允许今年煤炭增产2亿吨外,各地的新型火电项目也开始恢复建设,比如广东今年获批670万千瓦“新增支撑性和调节性煤电项目”。

“十四五”大型清洁能源基地布局示意图

其二,能源系统的低碳转型包括电力生产的低碳化和终端用能的电能替代,新能源汽车的发展即为后者的代表,是减少碳排放的重要手段。

中国已经成为世界上最大的新能源汽车市场,2021年全球有一半的新能源汽车在中国市场销售,达到340万辆,如此庞大的体量,电力需求增加是必然的,但并不是四川限电的主因。

2021年我国全社会用电量为83128亿千瓦时,新能源汽车增加的用电量只是很小的一部分,并不会造成电量供需矛盾;另一方面,新能源汽车的充电时间大部分在用电低谷之时,能够很好地发挥调峰作用,反而有利于电力系统的平稳运作。

当然,终端用能的电能替代不仅包括新能源汽车,还包括钢铁、化工等传统高耗能产业以电力替代化石能源,四川近年来凭借低廉的清洁水电吸引到不少耗电量高的产业移入,包括动力电池产业链等;前几年被赶走的虚拟货币挖矿产业,此前就大量分布在西南水电充沛地区的消纳园区里。在过去很长一段时间,四川面对的并不是限电问题,而且“弃水”问题,因而增加电能替代的电量是一项重要工作。

如今电力系统形态和电量省际分配格局,也与“弃水”问题息息相关。2021年四川省的发电装机容量为1.14亿千瓦,其中有6547万千瓦归属四川省调度,加上地县调及其它,省内可调装机容量约占总装机容量的三分之二;另外三分之一归属国调和西南网调,通过省级政府间协议、经由特高压输电线路往华东、广东和华中输送的电量属于这部分。

以乌东德和白鹤滩水电站为例,按照《国家能源局综合司关于白鹤滩电站消纳有关意见的复函》(国能综函电力〔2020〕65号)文件精神,二者在枯水期为四川、云南各留存100亿千瓦时电量,其余电量按照国家能源局2018年9月印发的《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》(国能发电力〔2018〕70号),通过两条±800千伏、输电能力800万千瓦的特高压直流输电线路分别外送江苏和浙江。

水电工程历时久,建造过程中不仅地景沧海桑田,而且各地的经济社会发展状况天翻地覆,对电力的需求状况也会两极反转。白鹤滩水电工程从2010年取得路条启动前期筹建工作至2022年年底全面完工,跨越了12年。期间,四川省的电力供需格局从丰枯余缺、弃水严重,转变为丰枯均缺从而争取更多的电量留存,这一转变既源于经济社会发展水平上升增加的用电需求,也来自四川省建设水电消纳示范区,通过用电优惠引入大数据、多晶硅、新型电池、电制氢等绿色高载能产业的努力,更包括通过电网基础设施跨省跨区外送电的贡献。

四川省在2016年最多时有141亿千瓦时的富余水电无法上网,近年来,弃水问题基本解决。因此在乌东德、白鹤滩规划建设的大部分时间,如果规划增加四川、云南的留用电量,实际上会大量增加川滇两省的消纳负担;即便是2017年开始预见到将来用电量可能出现缺口,四川省主要争取的也是枯水期的留用电量,而此时8月仍然是丰水期。

另一方面,如果不提供给受端省份明确而可信赖的供电承诺,受端省份有理由增加自建电厂、增加本地发电装机。倘若契约被打破,信任不存在,受端省份将不得不舍弃清洁而廉价的水电,转向更贵、更高碳的其他电力来源;而一旦丰水年份到来,西南水电的弃水问题将会再度出现。

回顾西电东送的源起,据国家发改委原副主任、国家能源局原局长张国宝的回忆录介绍,解决四川二滩水电站的弃水问题,和将广东计划自建的1000万千瓦电力计划改为通过“西电东送”由贵州、云南的水电满足,是推动电力体制改革的主要背景。当时受亚洲金融危机影响,电力需求疲弱,每年都要专门开会解决二滩水电站的电力消纳问题,丰水期计划外的电一度只能卖到2-3分钱,后来通过“三峡-万州”50万伏交流线路“川电出川”解决。

2018年,西电东送特高压大动脉安徽段启动停电检修。(新华网资料图)

主张广东将自建电厂的计划转向由云贵送电,是时任国务院总理朱镕基在2000年中央政治局北戴河会议上极力主张的,他认为应该支持西部欠发达省份发展,并且承诺“如果做不到,我总理辞职”,并要求时任国家计委主任曾培炎“你这个计委主任也辞职”。其中一个细节是,当时中央与长江沿岸省份谈三峡水利枢纽所发电量的分配,除了江浙沪外谁都不要,认为会增加消纳负担;因此为了确保满足广东的用电需求和避免三峡限电,也将三峡的电分配给广东。此后不要三峡电的各省后悔不已,则是另一个故事。

西电东送工程不仅支持了西部省份经济社会发展,也为东部受端省份提供了更为清洁、廉价的电力来源,整体福利效果巨大,这正是空间大尺度合理配置资源的大国红利。近年来,新能源装机容量快速增长,跨区、多电源类型调峰的时间红利日益显现。

今天,我们同样应该从更大的时空尺度和社会整体的福利效果出发,来审视近年来低碳转型出现的限电等问题。低碳转型是相当复杂的技术-社会多层次变动,过程中难免出现问题,也必然冲击既有的利益分配格局和观念,我们应该以积极的心态和措施去适应,避免陷落于暂时的困难,争取让新的制度设计能够与新的技术-社会形态适配,让应对气候变化的集体行动能够兼顾整体福利效果和不同层次的公平。

“双碳目标”指明减缓全球变暖的方向,如果不做,如此次川渝限电这类由气候异常导致的灾害只会以更高的频次、更强的烈度发生。环球同此凉热,在感佩川渝等地人民以高度的韧性应对此次高温干旱灾害,以坚定的契约精神履行外送电合约的同时,居住在其他各地的人们应节约用电,增加电网调度电力支援川渝的余裕,以行动支援同胞渡过难关,让我们的制度和电力系统一样,更加坚韧。

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责任编辑:吴立群
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