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“限电”卷土重来:多省电力缺口何来,东北罕见拉闸何故

“限电”卷土重来:多省电力缺口何来,东北罕见拉闸何故

时隔仅10个月,“拉闸限电”再次冲上热搜。9月中旬以来,江苏、广东、云南、浙江、山东、湖南、辽宁、吉林、黑龙江等20多个省份相继启动有序用电,多地工业企业被要求“开三停四”“开二停五”甚至“开一停六”错峰用电。在东北地区,受限电影响的范围甚至超出了工商业电力用户,有城市主干道红绿灯停电引发拥堵、电梯停运、停电导致停水,波及城市正常运行和居民用电的罕见缺电触及社会敏感神经。
2020年12月至今年1月初,冬季寒潮来袭后,多个省份电网负荷创历史新高,湖南、江西电力供应偏紧,浙江出现限制用电情况。相比之下,眼下这轮限电风波无论在影响范围上还是成因上,都较年初的限电更为复杂。据澎湃新闻()梳理,近来出现限电的地区中,有的地区称是因能源双控考量而启动限电、限产;有的是由于种种原因电力供需确实出现缺口;也有地区,双控和缺电压力皆而有之。
“侠客岛”微信公号文章指出,能耗强度约束制度已实施10多年,“能耗双控”执行近6年,不存在临时加码。但今年上半年多地能耗不降反升,9省区能耗强度、消费总量均被国家发改委给出一级预警。平时不作为,临近考核搞层层加码、玩命突击;平时高喊“绿色发展”口号,实际工作中却一再追逐短期效益,这暴露出一些地方对新发展理念的认识偏差,对绿色低碳转型的谋划不积极。
有资深能源问题专家对澎湃新闻分析称,此轮限电限产并不存在所谓的“阴谋论”、“贸易战”,而是一个主因叠加五个特殊情况导致的结果。
主因在于,近年来国内供给侧改革,以及澳大利亚与蒙古、印尼等国煤炭出口减少导致国内煤炭供给不足、煤炭价格上涨,电力紧张。此外,天气、能耗双控、人为因素等五方面原因导致了多地限电的出现:用电需求激增但水电不给力、风光难挑大梁;终端电价未调整,发电企业发一度亏一度,亏损严重;部分地区“双高”项目增长过快导致第二产业用电量激增;部分地区持续高温;前期指标过早用完,临近新的能耗双控指标考核,导致地方采取见效快、一刀切的停电停产措施。
截至目前,前述多省官方在对外说明当前供电形势时,均明确表态以保民生为底线。国家电网公司9月27日表示,将全力以赴保障基本民生用电需求,最大可能避免出现拉闸限电情况,坚决守住民生、发展和安全底线。
“‘拉闸限电’未来不能变成常态,解决这个问题要长期和短期相结合。”原国网能源研院总经济师白建华对澎湃新闻()表示,长期来看,一定是紧跟双碳发展目标,重点发展清洁能源,以及建设资源配置能力强大的输配电网,加强系统优化,保证清洁能源发电能力的高效消纳,同时也要建设和保留化石能源发电的充足运行和备用容量、并合理配置储能电源增强系统的弹性,一旦风光水电出力不足,能够迅速调节和启动,及时保证供电,“短期来讲,要发展市场化调控用电,优化电价形成机制,推广弹性电价,发挥其市场调节能力,增强市场在供需平衡中发挥更大作用。”
清华大学交叉信息研究院助理教授于洋提醒称,目前全球各国在面对能源转型的时候都在谈怎么转,但没有谈能源转型过程中遇到的风险控制问题,但中国在体制转型中有着非常丰富的风险管控机制,未来,如何去总结出一套符合我国特色又具有普适性的防控和减少能源转型风险的机制和技术非常重要。
多地缺电共因:煤价大涨、电煤紧张
煤价大涨、电煤紧张,是多地回应限电原因时共同提及的重要因素。除此之外,东北地区之所以出现极为罕见、波及民生的拉闸限电,是多重意外因素共同作用的结果。
华北电力大学国家能源发展战略研究院执行院长王鹏认为,全国停限电有两大主要原因,一是电煤产量不足、价格高企,发电企业无处买、无力买,导致电力供需失衡;二是地方应对能源“双控”,面向特定行业企业,以停限电为实施手段采取限产措施。较多省份是前者,浙江、江苏是后者,也有几个省份两个原因并存。
“电力的上游是煤炭生产与运输,下游是一、二、三用电产业和居民,进而形成了煤炭(天然气)市场—运输市场—电力市场—产品市场环环相扣的市场长链条,市场之外还附加了能源双控外部约束。剖析解决停限电问题,可以基于这个脉络从十大关系上审视探究。”王鹏撰文指出。
广东省能源局9月26日作出解释,该省本轮错峰用电主要是因为高温天气下电量负荷双增长、省内机组发电能力有限等因素造成的,并不是因为能耗双控工作。造成电力供应不足的原因中,除了二产三产用电需求持续旺盛、高温“加持”之外,还有一个重要原因是“省内机组发电能力有限。天然气、煤炭价格高涨,资源供应紧张,火电企业发电积极性不高,叠加机组长期顶峰发电设备存在缺陷等因素。”
据吉林日报报道,在9月26日召开的该省保电煤供应保温暖过冬保工业运行视频调度会议上,吉林省委常委、常务副省长吴靖平指出,受全国性煤炭紧缺、煤价高企、煤电价格倒挂影响,目前绝大多数省份出现供电紧张局面。要从保民生保供暖大局出发,坚持“五路并进”增加煤炭供应。落实与蒙东煤矿中长期供煤协议,加大进口煤采购,组织省内煤矿安全释放产能,千方百计扩大市场煤供应,确保储备煤足量达标,做到采暖期电煤不断供、暖气不停供,维护群众正常生产生活秩序。吴靖平强调,要全力保障基本民生用电需求,最大可能避免出现拉闸限电情况。
数日之前,国网吉林供电公司、延边供电公司在限电通知中均提及,“近期,受电煤紧缺、火电机组停机容量大、新能源发电电力偏小和电力负荷增长等因素综合影响,东北电网电力供应持续紧张。”
在全面供暖季即将到来之际,煤炭价格仍在攀高。动力煤期现货价格已突破千元大关,创历史新高,焦煤期货主力合约年内累计涨幅超60%,焦炭价格累涨超过1500元。9月27日,动力煤市场价格为1107元/吨。2008年,中国动力煤现货价格曾一度冲高至1060元/吨。但自2012年起,煤炭行业结束十年黄金期,煤价随之滑落,之后经历起起伏伏,但再没能站上1000元关口。
与电煤价格一路高涨同时发生的是煤电亏损面不断扩大。中国电力企业联合会在上半年全国电力供需形势分析预测报告中称,上半年,全国原煤产量同比增长6.4%,比同期全口径煤电发电量同比增速低8.7个百分点;上半年,累计进口煤炭同比下降19.7%。二季度市场电煤价格迅速攀升,居历史高位,电煤采购及保供工作难度加大。煤电企业燃料成本大幅上涨,6月部分大型发电集团到场标煤单价同比上涨50.5%。煤电企业亏损面明显扩大,部分发电集团6月煤电企业亏损面超过70%、煤电板块整体亏损。
中电联规划发展部副主任、燃料分会副秘书长叶春近日接受中国能源报采访时称,2016年实施煤炭供给侧结构性改革以来,煤炭供需形势扭转,电煤价格一路攀升,而煤电企业经营形势则日渐严峻,中电联多次通过各种渠道上报国家相关部委反映经营困难。“在政策性降电价、燃料价格上涨、电力市场交易规模扩大等多重因素影响下,煤电企业生存空间一压再压。”
东北三省罕见拉闸限电缘何发生
一位东北地区电网人士对澎湃新闻()表示,东北三省出现罕见限电的直接原因,一方面是煤价高企、成本严重倒挂导致当地火电企业普遍亏损,电厂既缺煤、发电意愿也不高。此外要保持部分电力外送,加上东北地区工业负载偏少,导致限电波及民生。
澎湃新闻()获得的一份9月23日由国家电网东北电力调度控制中心出具的东北电网事故拉闸限电预通知单称,全网频率调整手段均已用尽,当前鲁固直流送山东454万千瓦,高岭直流送华北62万千瓦,与国调中心确认已不具备调减空间。系统频率低于49.80赫兹,为保证电网安全运行,采取事故拉闸限电。该通知单显示,当天下午,辽宁、吉林、黑龙江三省预计自16:30至21:30执行拉闸限电,其中辽宁44万千瓦、吉林36万千瓦、黑龙江20万千瓦,总计100万千瓦。
辽宁省工信厅、国网辽宁电力有限公司在9月26日召开的全省电力保障工作会议上回顾了作出拉闸限电决定的过程:
9月10日起,辽宁外来净受入电力大幅下降,电力供应压力进一步加大,已不能满足全部企业的用电需求。辽宁依据《有序用电管理办法》启动了有序用电措施。省有序用电方案只确定各地区有序用电调控指标。各市有序用电方案定用户、定负荷、定线路。
9月10日-22日,共启动6轮III级(负荷缺口5%-10%)和3轮IV级(负荷缺口5%及以下)有序用电措施,期间涉及23196户次企业,最大错避峰243.67万千瓦,用电影响范围限制在部分工业企业。
9月23日-25日,由于风电骤减等原因,电力供应缺口进一步增加至严重级别,辽宁启动3轮II级(负荷缺口10-20%)有序用电措施,个别时段在实施有序用电措施最大错避峰416.92万千瓦的情况下,电网仍存在供电缺口。为防止全电网崩溃,根据《电网调度管理条例》,东北电网调度部门依照有关预案,直接下达指令执行“电网事故拉闸限电”。拉闸限电不同于有序用电,是保电网安全的最终手段,用电影响范围扩大到居民和非实施有序用电措施企业。
新能源发电出力的意外下滑,也发生在黑龙江。
据央视新闻9月27日报道,黑龙江省发改委介绍,东北电网电力确实存在不能平衡的情况。今年以来,黑龙江省经济发展持续向好,电力需求增长较快,1—8月全社会用电量达到713.75亿千瓦时,同比增长9.16%。尤其是进入9月份,随着经济持续发展,电力需求屡创新高,加之供暖期前的设备检修、火电机组发电能力受限、新能源发电减少等因素影响,电力供应十分紧张。黑龙江省按照国家相关规定,从9月10日起实施了有序用电,通过加强用电管理,改变用户用电方式,采取错峰、避峰、限电、拉闸等措施,应对电力供需矛盾。
9月10日至22日,黑龙江全省共启动Ⅲ级(负荷缺口5%—10%)和Ⅳ级(负荷缺口5%及以下)有序用电13次。
9月23日开始,由于东北电网水电减少、新能源发电不及预期等因素影响,日内电力平衡形势进一步严峻,黑龙江全省开始启动II级(负荷缺口10%—20%)有序用电措施,但仍存在较大供电缺口。为防止电网瓦解和大面积停电,依据《电网调度管理条例》及相关预案,实施了紧急限电措施,给部分企业和居民生产生活带来一定影响。
间歇性新能源出力意外骤减导致的电力供需形势恶化,此前已经有过先例。
今年3月8日举行的国务院新闻办新闻发布会上,国家发改委党组成员、秘书长赵辰昕详述入冬后部分省份一度限电的个中原委时说,入冬之后,由于经济快速恢复增长及大范围寒潮天气叠加影响,2020年12月14日、16日、30日和2021年1月7日,全国最高调度负荷连续4次创历史新高,特别是1月7日晚高峰负荷达到了11.89亿千瓦、日发电量259.67亿千瓦时,11.89亿千瓦的负荷比2020年夏季峰值增长了10%以上。
他说道,我国电力总装机是20亿千瓦多点,“大家可能一听,负荷将近12亿千瓦,你有那么大的装机,保障起来没有问题。(但)因为负荷高峰出现在晚上,所以太阳能发电,就是光伏发电没有出力,刚好1月7日那天全国大面积又没风,所以风力发电的装机出力只有10%左右。这样一来,全国5.3亿千瓦风电和光伏发电的总装机有5亿千瓦没有出上力。”
除新能源出力受限外,由于当时赶上冬季枯水期,3.7亿千瓦水电装机在负荷高峰时有2亿多千瓦没有出上力。我国天然气发电装机有将近1亿千瓦,当时正值冬季供暖用气高峰,气电有一半左右没有出上力。多种因素叠加,导致了彼时的保供难度大幅升级。
此外,2019年8月9日,英国英格兰与威尔士地区发生大规模停电事故,约有100万人受到影响。这是自2003年伦敦大停电后,英国发生的最大规模停电事故。事故的直接起因,是Little Barford燃气电站突然停机加上霍恩海上风电出力突降,导致系统出现较大功率缺额。系统频率大幅下降触发了低频减载装置,最终致使部分地区出现停电。
除了前述原因外,另有熟悉电网调度的业内人士对澎湃新闻()分析称,东北地区近年来电力富余,已有二十年未发生限电,因此在制定和执行有序用电方案的深度精度上存在不足。“有序用电建立在预测与计划基础上,不是急迫情景,可以提前通知并细化甄别用户,亦可覆盖全网;事故拉路是针对突发情景,为了避免发电机跳闸、变压器过热、线路过负荷,有可能需要快速、成规模、无差别停电,但往往仅针对事故相关范围、不一定波及全网。”
如何避免“限电”重演?
随着越来越多的清洁能源并网,新能源渗透率正逐步提高。与此同时,气候变化引起的极端天气和突发事件也在增多。这些都使得传统的能源供应安全面临前所未有的新挑战。
白建华认为,这次东北等地出现限电情况,主要原因是各地对电力资源的配置能力、调控能力不足。从市场需求来看,2020年全国用电量达7.5万亿千瓦时,同比增长3.1%。“未来用电量将依旧是一个长期增长的趋势”,白建华对澎湃新闻()表示,“市场增长出来的这部分电量并不能完全依靠太阳能发电、风电、水电等清洁能源来满足,为保证平稳供电部分地区仍然需要增加一定量的火电供应量,但在双碳目标之下,部分地区过度依靠风电、水电、光伏等清洁能源,抑制化石能源的发展,不审批或者少批相关项目,导致电源供应能力不够充足,抵抗天气、燃料市场波动等因素的能力欠缺,从而引发局部地区电力供应不足问题。”
“电力市场化需要借助信息通讯,物联网、大数据、人工智能、区块链等先进技术,充分激活用户侧灵活调节能力这一尚未充分挖掘的‘富矿’,用市场价格机制来疏导供需紧张时段的供需平衡能力。”白建华强调,通过弹性电价引导大家有序用电,在太阳能发电、风电、水电供应充足的时候多用电,在风光水电供应不足的时候少用电,在充分消纳清洁能源发电的基础上,同步优化电动汽车充放电、电能制氢等新兴负荷,使剩余电力负荷更加平缓,不仅可以减少配置储能电源的压力,也可以使其他电源减少调峰调频运行的压力,提高运行效率,提高整体电力系统的安全稳定水平,缓解供需矛盾,减少拉闸限电情况的出现。
他分析称,实际上,双碳目标下可再生能源大发展,潜在的缺电主要发生在电力负荷高峰、且可再生能源发电出力不足的时段,需要解决的也是这部分时间段的备用容量充裕和储能电源合理配置和优化运行的问题,未来应充分依托气象大数据、把握可再生能源发电出力特性、优化负荷的季节性和日间特性曲线,使电力系统更具弹性、电力价格更加反映其时间价值从而优化供需平衡,破解“经济-清洁-可靠”这一不可能三角。
于洋对澎湃新闻()表示,从整体来讲,全球能源基础设施都处在一个重构的过程中,不仅是火电机组要换成新能源机组和储能或者水电或者生物质能源,一定程度上,这意味着电网的基础设施,输配电的整个基础设施要完全重构甚至重建。“另外,全球气候正在发生剧烈变化,极端天气出现的频次越来越多、持续时间长度以及程度也越来越厉害,这意味着全球在极端气候情况下用能需求和平常用能需求之间的波动会被拉大,进而加大电力发展的压力。”
他认为,在电力体系重构过程中,考验的是各国从传统能源到清洁能源平稳过渡的把控能力,实际上,这对于各国的治理体系、治理能力也是一场挑战与磨练。
关于电力市场化,于洋提出了不同的看法,“电力市场化主要目的是限制大家用电,可以但没必要。因为一定程度上,电力系统通过有预期的拉闸限电并不会比突然的高电价带来的这种流动性危机的损失大,特别对于中小企业来讲,忽然哪个月的电价特别高,对其资金流的影响很大。对政府而言,电力市场化需要建立一个高难度、高复杂性的一个市场制度,这还意味着有大量的市场操纵的空间,有大量市场失灵的可能性,对政府监管能力也提出了很高的要求,同时也会带来不小的成本。总体来讲,电力市场化有它的好处,但是也有非常严苛的条件。”
“煤炭既是原料也是燃料,是高碳能源,控煤能够减碳。但能源转型需要以电为中心,中国燃煤发电机组效率在世界首屈一指,如何统筹控煤与减碳的节奏?”王鹏在撰文中称,不考虑能源双控因素,扭转停限电局面,估计需要到2022年。此次挫折是对能源电力工作的一次警醒,教训值得认真总结。他建议,一要加强政府部门协同,强化责任担当,尽快解决煤炭产能产量问题;二要完善市场体系,多用市场手段,减少人为干预,强链补链,避免人为断链;三要理性认识风、光、水、火、核、储的角色定位,先立后破,谨防站在道德制高点上污名化煤电;四是加快研究新时代能源行政管理体制。 

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