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“拉閘限電”給低碳轉型帶來啟示

   2020-12-25 中國科學報39731
核心提示:近期,我國南方多地出現拉閘限電現象,通過減少行政單位和景觀用電,控制高峰時段用電,對企業實行限產和錯峰生產。浙江、湖南等
近期,我國南方多地出現“拉閘限電”現象,通過減少行政單位和景觀用電,控制高峰時段用電,對企業實行限產和錯峰生產。浙江、湖南等地也出臺了不同政策來限制電力消費,引發社會的廣泛關注。

上一次出現大規模的“拉閘限電”現象還是在2010年。如今,十年過去了,區域電網建設水平和電力輸送能力都得到顯著提升。那么,為何會再次“限電”?其背后的深層次原因是什么?這需要從需求側和供給側兩方面來進行分析。

從需求側來看,首先,隨著疫情的逐步穩定,工業生產(尤其是重工業生產)的加速復蘇帶來了比較大的短期電力需求。近兩個月電解鋁、銅等重工業產品價格快速上漲,相關企業生產利潤上升,有可能因此加大了生產力度。目前,工業的電力消費接近70%,短期對電力需求沖擊很大。其次,過早來臨的冷冬導致居民用電負荷上升。雖然每年冬季都會出現用電高峰時段電力供應偏緊的情況,但今年湖南、江西等南方地區比往年提前入冬,且氣溫偏低,居民的取暖用電需求快速增加。由于居民生活用電在電力需求側的占比不斷提升,在用電高峰時期則會引發電力季節性偏緊。

從供給側來看,首先,可再生能源電力替代火電對電網的系統穩定性要求更高了。近年來,電源結構中可再生能源的占比提升,由于其不穩定特性,給電網穩定安全運行帶來了挑戰。今年南方地區秋冬季節降水減少,而冬天又是風電和光伏機組發電較低的時候,此時火電廠存煤快速消耗,煤炭供應緊張,煤炭價格飛漲。水電枯水,風電覆冰,光伏陰天,而火電受制于減排約束和原料煤成本上漲,發電量增加幅度有限,導致整體電力保供出現短期困難。

其次,電力電網基礎設施投資相對滯后也給電力系統帶來壓力。近年來,為降低企業用電成本推出的降銷售電價政策壓縮了電網利潤,電網基礎設施投資下降,配網建設也相對滯后。事實上,在儲能沒有實現規模化的前提下,可再生能源的增長對電網提出了更高的要求,也面臨應對需求激增的電力快速調度的挑戰。

最后,節能減排目標使得一些省份采取行政手段控制電力消費。如浙江省明確提出,出臺“限電”措施主要原因并不是電力短缺,而是為了完成節能減排目標。今年是“十三五”規劃的收官之年,某些地區年底排放指標剩余量緊張,這也是導致“限電”的潛在原因。這點可以從一些省市的限電措施截至今年底得到佐證。

因此,突如其來的“限電”措施是多方因素綜合作用的結果,穩定的電力供應是國家經濟的核心基礎設施和支撐。不過,本輪限電持續時間不會太久,中國整體電力和煤炭產能都比較寬松。

在當前我國承諾實現“2030年碳達峰”和“2060年碳中和”的背景下,此次“限電”事件給我們帶來了一些啟示。

一般而言,由于中國電力依然以煤電為主(接近70%),季節性、突發性的電力供需不平衡不足以造成大面積缺電。然而,更需要關注的是,中國特有的大比例工業用能特征和可再生能源比例不斷上升,以及兩者結合帶來的短期電網沖擊,需要將此納入電力系統建設和實現碳中和的框架中來考量。

一方面,中國電力消費過于集中于重工業,由于其對經濟波動的敏感性,容易形成短期能源電力需求的大幅度波動。另一方面,隨著可再生能源接入電網比例的增加,電網的穩定運行將面臨較大挑戰和壓力。

在儲能成本未顯著下降前,應加大電網基礎設施投資,完善配網建設,使電網變得更加“強大”,防止整體能源系統擴張后電力季節性短缺的現象頻繁出現。此外,還應加大電力市場化改革,通過負荷轉移與需求側管理,在電價上體現出季節性、時間性差異,通過比較高的短期電價抑制需求,可以有效解決電力市場存在的總量過剩與季節性、突發性、區域性的電力短缺問題。 
 
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