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湖南省限电的成因及化解对策分析

北极星售电网  来源:中国电力企业管理  作者:何姣  2021/2/9 10:34:55  我要投稿  

北极星售电网讯:电力是国民经济的晴雨表,是关系国计民生和经济社会发展的基础性产业。2020年12月8日,湖南省发改委发布《关于启动2020年全省迎峰度冬有序用电的紧急通知》,《通知》称全省最大负荷已达3093万千瓦,超过冬季历史纪录,日最大用电量6.06亿千瓦时,同比增长14.1%,电力供应存在较大缺口,这种情况预计将持续到2021年春节前后。事实上,湖南省类似近段时间电力供应紧张甚至停产限电的情况已经在“十三五”期间连续多次出现,严重影响了湖南省电力用户的正常生产生活,不利于地区经济社会的稳定和高质量发展。基于此,笔者梳理了“十三五”期间湖南省电力供需基本情况,并重点分析了近年来湖南省限电的成因,最后提出了有效化解未来可能出现限电问题的对策建议。

(来源:微信公众号“中国电力企业管理”  ID:zgdlqygl  作者:何姣 等)

“十三五”期间湖南省电力供需情况分析

“十三五”期间,湖南省经济保持快速增长。根据湖南省统计局发布的湖南省历年国民经济和社会发展统计公报数据显示,截至2019年底,湖南省GDP为39752.1亿元,较上年增长7.6%,其中,第二和第三产业增长强劲,分别增长7.8%、8.1%。2016~2019年湖南省GDP年均增速为7.85%。伴随着湖南省经济的快速增长,全省全社会用电量也保持逐年增长趋势。截至2019年,湖南省全社会用电量为1864.32亿千瓦时,较上年增长了6.8%。2016~2019年全社会用电量平均增长率为6.55%,略低于GDP平均增速。

从全省用电结构来看,第二产业尤其是高能耗高排放工业用电在全社会用电量中占绝对主导地位,占比约为53%。第三产业用电量虽然小于第二产业,但是已经成为拉动全省用电量增长的主要动力,2015~2019年平均增长率为11.74%,远高于第一和第二产业。从电力供应情况来看,湖南省电力供应来源为该省电源发电和跨区跨省输入电量两部分。截至2019年底,湖南本省发电量为1559.42亿千瓦时,跨区跨省输入清洁能源电量为244亿千瓦时。从整体来看,“十三五”期间湖南省电力供应量与电力需求量保持基本平衡,甚至在部分年份电力供应量略有富余,因此从全年电力供需情况来看,湖南省供电量是充足的(见表1)。

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但是由于湖南省夏季持续极端高温天气而冬季天气湿冷,导致电力用电负荷在夏、冬季部分时段逐年刷新历史新高,从而出现短期或临时性的缺电情况。表2总结了“十三五”期间湖南省历年最大用电负荷与缺电情况,可以看出湖南省最大用电负荷逐年攀升,由2016年的2392万千瓦增加到2020年的3332万千瓦,增加近1000万千瓦。另外,湖南省最大用电负荷主要集中在夏季和冬季极少数时段,并且伴随着短期的拉闸限电情况,但是在部分年份高峰负荷电力缺口较大,如2018~2020年连续三年全省最大电力缺口均约占总用电负荷的1/8。

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造成近年来湖南省限电的成因分析

针对近期湖南、浙江、江西等多地出现的拉闸限电情况,社会上许多声音认为我国电力工业经过多年持续快速发展,发电总装机容量早在2013年就已经超过美国排名世界第一,按道理来讲拉闸限电情况不应该像2004年和2011年全国性的“电荒”一样再次出现。当然,不同地区由于经济发展水平、电源结构、用电结构和气候等影响因素不同,出现拉闸限电情况的成因并不一样。笔者认为造成近年来湖南省连续电力供应紧张甚至采取拉闸限电措施并非单个因素所致,而是由于用电结构比较特殊且电能利用效率不高、相对特殊的电源结构、跨区跨省输电通道利用不充分,以及执行严格的节能减排政策等多重因素叠加,导致在特殊时段出现短期的电力供应紧张。

用电结构比较特殊且电能利用效率不高

湖南省用电结构特殊之处在于城乡居民生活用电占比大,根据湖南省统计局数据显示,2015~2019年湖南省城乡居民用电占全社会用电量的比重为25.6%,远高于2019年14.11%的全国平均水平。而湖南省城乡居民生活用电负荷主要集中在夏季极端高温天气的空调冷负荷和冬季取暖的空调热负荷,从而进一步拉高了部分用电高峰时段的负荷。另外,一直以来湖南省全社会电能利用效率不高也加剧了当前的电力供应紧张局面。通常情况下,电能利用效率主要通过单位GDP电耗这一综合指标来衡量,即消耗一度电贡献的GDP。虽然近年来湖南省经济发展迅速,但是单位GDP电耗水平仍然偏高。根据数据显示,2019年湖南省单位GDP电耗为0.047千瓦时/元,其中,第二产业单位GDP电耗为0.066千瓦时/元。另外,湖南省2015~2019年平均单位GDP电耗为0.048千瓦时/元,远远低于2019年全国0.073千瓦时/元的水平(见图1)。但是与欧美日等发达国家相比,湖南省电能利用效率还存在较大差距。2019年美国、德国和日本三个国家的单位GDP电耗分别为0.028元/千瓦时、0.022元/千瓦时和0.029元/千瓦时,湖南省单位GDP电耗水平是这些典型发达国家的1.66~2.22倍。因此,较高的单位GDP电耗水平从根本上导致了全社会用电量增加,如果提高了全省整体电能利用效率将会在很大程度上缓解当前以及未来可能出现的电力供应紧张局面。

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相对特殊的电源结构

根据湖南省能源规划研究中心发布的《湖南省能源发展报告2019》数据显示,截至2019年,湖南省累计发电装机容量为4734万千瓦,其中火电装机容量为2140万千瓦,占比45.2%,低于全国约60%的平均水平。但是湖南省自身电煤资源严重缺乏并且近年来湖南省政府连续关闭退出落后小煤矿,仅2019年分三个批次关闭煤矿49处、退出产能424万吨/年,煤矿数量由2017年的284处降到2019年的128处,导致湖南省电煤超过80%需要靠外省输入。而电煤从外省输入又受到电煤供应地区、电煤价格、运力安排等多重因素的影响,无形中增加了湖南省内火力发电企业的经营成本,同时也给湖南省电力安全稳定供应带来了极大的风险。其次,湖南水能资源非常丰富,水电资源已开发95%以上。截至2019年底,湖南省水电装机容量达到1744万千瓦,占比36.8%,水电装机占比高出全国平均水平一倍以上。虽然湖南省水电装机占比很大,但大部分水电机组调节能力差或缺乏调节能力,受季节性尤其是夏季持续高温晴热天气和冬季枯水期的影响较大。因此,占全省发电总装机容量近37%的水电装机,实际发电量仅占全省总用电量的28%。正是由于湖南水电装机占比较大且调节能力较差的特点,相当于湖南需要投资远高于正常情况的装机容量来满足本省电力需求,从而使湖南省整体电价高于全国平均水平。第三,近年来湖南省风电、光伏和生物质等可再生能源发展迅速,截至2019年底,湖南省可再生能源发电装机容量达到850万千瓦,占总装机容量的18%,其中,风电装机427万千瓦,占总装机的9.0%;光伏装机343.86万千瓦,占总装机的7.3%;垃圾生物质发电装机79万千瓦,占总装机的1.7%。但是相对火电和水电而言,湖南省内可再生能源占比不高且自身具有强烈的间歇性和波动性,难以为湖南省提供连续可靠的电力保障(见图2)。

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跨区跨省通道送电潜力尚未充分挖掘

跨区跨省输电是实现电力资源优化配置的有效方式。总体来看,目前湖南省电源发出的电能还不能够满足自身电力需求,因此非常依赖于外省电力供应补偿。近年来湖南省外购电量占全社会总用电量的比重保持在10%以上。目前,湖南省外购电渠道主要为跨区的祁韶±800千伏特高压直流输电工程(简称“祁韶直流”)和跨省的湘鄂220千伏输变电工程(湘鄂联络线)。其中,祁韶直流于2017年6月投运,该通道连接甘肃酒泉和湖南韶山,设计送电能力为800万千瓦,年设计送电量400亿千瓦时,是湖南省电力供应最主要的外购电通道和支撑点。祁韶直流在弥补湖南省用电缺口的同时,也大幅提升了湖南全省的清洁能源占比。但是从现阶段祁韶直流送电情况看,其输电能力发挥还不到50%,还不能完全满足湖南省用电需求。当然,如果充分发挥跨区跨省通道的送电潜力会导致外省富余电量挤占一部分湖南本省火电,必然会损害湖南本省利益。因此,需要对当前跨区跨省电能交易机制,尤其是价格机制和利益分享机制进一步完善。

严格执行节能减排政策

近年来,湖南省政府主管部门出台实施了一系列有关电力行业节能减排的政策,淘汰了一大批高能耗、高排放小型火力发电机组。其中,2017年10月湖南省人民政府关于印发《湖南省“十三五”节能减排综合工作方案》的通知(湘政发〔2017〕32号),明确提出淘汰运行满20年、单机容量10万千瓦及以下常规燃煤机组和服役期满的单机容量20万千瓦以下各类机组,淘汰供电标准煤耗高出2015年湖南省平均水平10%或全国平均水平15%的各类燃煤机组。2018年湖南印发《湖南省“蓝天保卫战”实施方案(2018~2020年)》,提出有序推进30万千瓦以下燃煤发电机组和小火电退出。以上政策的严格执行虽然在很大程度上减少了污染物排放,但是也导致近年来湖南火电装机容量逐年下降。根据相关数据显示,近年来湖南省火电装机容量不升反降,由2016年的2322万千瓦下降到了2019年的2143万千瓦,下降了近8个百分点。考虑到火力发电相对水电、风光等清洁能源出力比较稳定,在上述三点原因综合影响下,火电机组不升反降无形中增加了湖南省电力供应的风险。

“十四五”期间有效化解

湖南省限电问题的对策建议

“十四五”期间是湖南省全面建设小康社会的关键阶段,为确保实现全省全面小康社会目标任务,电力安全生产和可靠供应显得尤为必要。如果不尽快解决当前出现的缺电问题,未来局部的、潜在的缺电可能成为常态,并最终严重干扰湖南经济的发展。因此,针对湖南省“十三五”期间拉闸限电问题的成因,笔者认为应该基于政府、电力企业和电力用户三方利益主体协同视角,从深化电力供给侧、用户需求侧及深化电价机制改革三个方面出发制定系统性的对策建议,以化解未来可能出现的拉闸限电问题。

深化电力供给侧改革

具体包括:一是提前做好电源和电网规划。应根据湖南省电源结构特性,推动能源转型升级,进一步加大清洁能源发电;考虑到储能电站能够有效地平抑负荷波动,实现削峰填谷功能,因此应加快电网侧电池储能和抽水蓄能电站建设,以缓解高峰时段暂时性的电力短缺。另外,还需要全面推进湖南电网建设“三年行动计划”,打造坚强智能电网。二是充分提升跨区跨省通道的输送能力。跨区跨省输电是解决当前湖南省缺电问题的重要途径之一。在当前电力供应相对紧缺的情况下,湖南电网应该大幅增强与华中电网的省间联络能力,同时也要不断提高祁韶直流的输电效率。但是考虑到外省清洁电力输入会挤占一部分本省火电,因此需要进一步完善跨区跨省电能交易价格机制,并建立配套的利益分享机制,保证跨区跨省送受两端涉及地方政府、发电企业和电网公司三方之间的既得利益。

加强电力需求侧管理

针对湖南省单位GDP电耗水平偏高的情况,主要是通过合同能源管理、能效管理、电网售电量与售电收入脱钩等手段抑制不合理用电需求、引导用户节约用电,从而提高电能利用效率。

在具体操作上包括:一是积极推行合同能源管理,促进节能产业的发展,提高全社会能效水平。二是继续深化能效管理改革,如推行旨在提高终端能源利用效率的白色证书交易机制。该机制将节能配额分配给责任主体,各责任主体根据自身节能目标与政府节能基准线的差异进行白色证书交易,从而促进节能工作的有效开展。该机制作为一种有效的节能机制已经在英国、意大利等欧洲国家应用。三是引入电网售电量与售电收入脱钩机制。目前我国电网企业收入或利润甚至员工薪酬都与售电量紧密挂钩,这种制度必然造成电网企业“管供不管用”,片面追求售电量最大化而不是用电效率,导致输、配电设备和用电设备利用率低,单位产值电能消耗大,国民经济不能实现集约化发展。因此,应引入脱钩机制打破电网企业售电量和售电收入之间的线性关系,并建立与脱钩机制实施配套的绩效激励机制,明确规定凡是电力公司投资节电的支出应该像其他供电成本一样给予同等利润,并计入电价中。事实上,该机制已经被英国及美国加州、马里兰州、华盛顿州、北卡罗来纳州、佛蒙特州、马萨诸塞州等22个州的电力行业所采用并取得了很好的节能效果。

深化电价机制改革

合理的电价机制是解决缺电问题的有效手段。针对当前湖南省相对特殊的用电结构,建议将销售侧峰谷分时电价的执行范围由医院、机关、学校等扩展到全部电力用户,并在执行时段划分、峰谷价差设计上更加清晰地反映电力供需和高峰负荷状况;建议针对省内高耗能用电企业执行可中断电价政策,在电力供应紧张时对这类电力用户中断电力供应,从而削减系统用电高峰负荷;另外,负荷率电价是国外电价政策中的普遍形式,也适应我国电价改革的趋势。事实上国家电网公司几年前就已经开展了有关负荷率电价的前期研究工作但暂未推行。该电价机制可以很好地引导电力用户合理用电、提高用电负荷率、节约电网投资。因此,建议政府主管部门会同湖南电网公司尽快推行针对工商业用户的可选择两部制负荷率电价,根据用户用电容量、电量、负荷率等参数差异,对不同用电需求的用户制定不同的可选择电价方案。

本文刊载于《中国电力企业管理》2021年01期,作者何姣供职于湖南大学资源与环境管理研究中心,王双、宋雯静、武会茹供职于湖南理工学院经济与管理学院

原标题:湖南省限电的成因及化解对策

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