“十四五”初缺電頻發(fā)

自2020年底湖南、江西有序用電以來，我國缺電頻發(fā)。其中，影響最大的兩輪缺電為2021年三季度東北拉閘限電，以及2022年8月，因遭遇罕見高溫、旱情，川渝及長江中下游區(qū)域缺電。

表1 “十四五”初缺電概況

分析缺電原因，從需求側(cè)來看，是經(jīng)濟發(fā)展拉動電力負(fù)荷整體增長、酷暑和嚴(yán)寒拉動空調(diào)和采暖負(fù)荷暴漲；從供給側(cè)來看則是酷暑和嚴(yán)寒壓降水風(fēng)光出力，能穩(wěn)定頂峰的熱發(fā)電機組不足，或缺煤影響煤機出力。

表2 酷暑嚴(yán)寒對電力供需的影響

電力負(fù)荷峰值和氣溫密切相關(guān)

本文試圖根據(jù)用電特性對用電行為進行重新分類：一產(chǎn)用電體量較小，暫忽略不計；二產(chǎn)、三產(chǎn)、生活用電可分為人的直接用電和機器用電（間接為人服務(wù)）。二產(chǎn)用電大部分為機器用電，少數(shù)為操作人員的用電；三產(chǎn)和生活用電，以人的直接用電為主。機器的用電相對平穩(wěn)有規(guī)律，受溫度影響較小。而人對溫度較敏感，要將氣溫調(diào)節(jié)到狹窄的舒適區(qū)，需要大量耗能。迎峰度冬/夏時，人民群眾對舒適度的要求不斷提高，制冷、采暖需求拉動用電量和用電負(fù)荷飆漲，對電力系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。同時，受溫度調(diào)節(jié)需求和作息規(guī)律影響，人的用電具備同時性，導(dǎo)致電力負(fù)荷尖峰化，移峰難度大。

從用電結(jié)構(gòu)看，三產(chǎn)和生活的用電量占比由2010年的22.8%上升到2022年的32.7%，但遠(yuǎn)低于美、英、法、德、日等后工業(yè)化國家（見下圖）。參考發(fā)達(dá)國家的用電結(jié)構(gòu)和人均用電水平，我國的三產(chǎn)、生活用電量占比和人均用電量增長空間較大，這也意味著未來迎峰度夏/冬時的空調(diào)/采暖負(fù)荷占比將更大，導(dǎo)致電力負(fù)荷尖峰化更加突出。

2023年頂峰裝機缺口擴大

今年夏季氣溫偏高

受副熱帶高壓和臺風(fēng)“瑪娃”外圍下沉氣流的影響，5月底，廣東、福建和江西南部等地出現(xiàn)破紀(jì)錄的高溫天氣。5月31日，南網(wǎng)負(fù)荷攀升至2.22億千瓦，接近歷史最高。其中，廣東最高負(fù)荷達(dá)到1.38億千瓦，日均空調(diào)負(fù)荷達(dá)到4500萬千瓦左右，已和2022年7月份高溫時段的負(fù)荷基本持平。

6月下旬端午節(jié)期間，華北、黃淮地區(qū)出現(xiàn)40攝氏度高溫干熱。

根據(jù)國家氣候中心的預(yù)計，今年夏季，全國大部地區(qū)氣溫接近常年同期到偏高0.5攝氏度以上。

用電負(fù)荷繼續(xù)增長

2023年4月，國家能源局在國新辦新聞發(fā)布會上介紹，預(yù)計今年全國最大電力負(fù)荷可能超過13.6億千瓦，預(yù)計2023年負(fù)荷增長9200萬千瓦?！笆奈濉鼻叭?，夏季最大負(fù)荷增長2.83億千瓦，年均增速8.1%。

表3 今年全國負(fù)荷及增長情況，億千瓦

新增頂峰裝機不足

出力穩(wěn)定的熱發(fā)電機組是頂峰出力的壓艙石?？紤]到我國的資源稟賦，煤電是熱發(fā)電機組主力；其余熱發(fā)電機組體量有限，均無法替代煤電——核電受制于廠址、核燃料和建設(shè)周期，氣電受制于氣價和天然氣對外依存度，垃圾發(fā)電的首要目的是處理垃圾，生物質(zhì)資源的分散特性和熱發(fā)電集中發(fā)電需求存在矛盾。

根據(jù)國家能源局的《2023年能源工作指導(dǎo)意見》（國能發(fā)規(guī)劃〔2023〕30號），預(yù)計2023年發(fā)電裝機達(dá)到27.9億千瓦左右，全年風(fēng)電、光伏裝機增加1.6億千瓦左右。據(jù)此估算，2023年我國新增裝機22595萬千瓦，扣除風(fēng)電、光伏后，水電、抽蓄、核電、火電等其他電源裝機合計新增6595萬千瓦。

新增頂峰裝機容量=Σ分電源裝機×（1-受阻系數(shù)）/（1+備用率）

其中受阻系數(shù)為：水電豐季10%受阻，枯季40%受阻，抽蓄、核電、純凝火電不受阻，供熱火電15%受阻，風(fēng)電95%受阻，光伏100%受阻；備用率按14%估算。

假設(shè)2023年風(fēng)光裝機各新增8000萬千瓦，風(fēng)光裝機帶來的新增的頂峰能力350萬千瓦。暫不對水電、抽蓄、核電、火電等電源新增的6595萬千瓦裝機進行拆分、不考慮受阻系數(shù)，僅考慮14%的備用率，新增頂峰能力不超過5785萬千瓦。2023年合計新增頂峰不超過6136萬千瓦，低于新增負(fù)荷9200萬千瓦，在2022年存在裝機缺口的前提下，頂峰裝機缺口擴大。（注：電力電量平衡最粗的顆粒度是分省估算，以上的全國加總測算，僅具備定性判斷價值。）

中電聯(lián)《2023年度全國電力供需形勢分析預(yù)測報告》指出，“全國電力供需總體緊平衡，部分區(qū)域高峰時段供需偏緊；迎峰度夏期間，華東、華中、南方區(qū)域電力供需形勢偏緊，華北、東北、西北基本平衡；迎峰度冬期間，華東、華中、南方、西北偏緊，華北緊平衡，東北基本平衡?！毙枰鹁璧氖?，水電送端的川滇已發(fā)生多輪缺電；西北是火電送端，電力供需也將趨緊。送端省缺電，牽一發(fā)而動全身，將加劇送受端的省間博弈。

煤機可靠性下降加大保供風(fēng)險

近年來煤電企業(yè)持續(xù)虧損，技改檢修投入不足，煤機設(shè)備風(fēng)險隱患上升；煤質(zhì)下降，偏離設(shè)計煤種，導(dǎo)致鍋爐燃燒穩(wěn)定性差、出力不足，鍋爐易發(fā)生故障；部分省份煤機啟停調(diào)峰，損害機組的安全運行；存量煤機的可靠性下降，增加了電力供應(yīng)的不確定性。

其中，隨著新能源尤其是光伏裝機的快速增長，煤電開始承擔(dān)起更多的調(diào)峰任務(wù)；部分省份在所有在運煤電在其可調(diào)出力范圍內(nèi)無法滿足調(diào)節(jié)需求時，采用啟停煤電機組的方式調(diào)峰。未來隨著新能源滲透率進一步提升，煤機頻繁啟停的態(tài)勢有可能蔓延開來，成為新常態(tài)。啟停調(diào)峰和深度調(diào)峰對煤電機組的安全性有不利影響：可能導(dǎo)致設(shè)備故障、影響設(shè)備壽命、降低運行經(jīng)濟性、增大環(huán)保風(fēng)險、機組啟停有誤操作風(fēng)險等。

在電力供需趨緊的大背景下，迎峰度冬/夏時，部分省份即使煤機應(yīng)發(fā)盡發(fā)，尚且可能無法完全滿足需求、存在電力缺口；如果部分煤機因可靠性下降、發(fā)生故障，電力缺口將擴大，并可能影響整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

2025年裝機缺口或可縮小

考慮到各類頂峰電源的建設(shè)周期（煤電氣電18—24個月，核電5年，水電抽蓄超5年），能在短期內(nèi)加大投資規(guī)模、盡快投產(chǎn)頂峰的電源，主要是煤電和氣電。

“十三五”后三年，煤電投資大幅度下滑，2020年煤電投資僅400億元，僅為2015年的37.7%；受缺電影響，“十四五”初煤電投資有所增長。

表4 新增煤電投資及裝機（2015-2022年） （億元；萬千瓦）

考慮到煤電的前期工作耗時和建設(shè)周期，2022年8月川渝缺電后開始加快前期工作、核準(zhǔn)、建設(shè)的煤電機組，將于2024年下半年、2025年陸續(xù)投產(chǎn)。2025年，我國裝機缺口有望縮小、填平。

加強電力保供的相關(guān)建議

根據(jù)負(fù)荷增長，配套建設(shè)熱發(fā)電機組

鑒于水風(fēng)光出力易受氣候影響，儲能僅具備日內(nèi)調(diào)節(jié)能力，為了保證電力供應(yīng)，建議在電力負(fù)荷達(dá)峰之前，按照負(fù)荷增長情況，配套建設(shè)增量熱發(fā)電機組。綜合考慮廠址資源、燃料供給、電價承受力、特高壓輸送通道等相關(guān)因素，平衡煤電、氣電、核電等熱發(fā)電機組的配比。

保留部分小型煤電機組作為應(yīng)急電源

隨著風(fēng)光滲透率的提高，煤機將越來越頻繁地深度調(diào)峰，甚至啟停調(diào)峰。煤機深度調(diào)峰時煤耗明顯上漲，大型、高參數(shù)機組的節(jié)能效果下降；建議綜合對比老舊小型煤機和大型高參數(shù)煤機深度調(diào)峰時的煤耗、污染物排放、經(jīng)濟性等指標(biāo)，保留部分小型煤機作為應(yīng)急備用電源。

以需定產(chǎn)，開工建設(shè)新煤礦

增量煤電機組需要增量的動力煤供應(yīng)，建議以需定產(chǎn)，配套建設(shè)新的煤礦，滿足動力煤的增量需求。

保供優(yōu)先，平衡煤電啟停調(diào)峰和風(fēng)光消納率

建議綜合考慮和平衡風(fēng)光消納率、煤電機組可靠性等多因素，避免因為片面追求風(fēng)光的高消納率，迫使煤機頻繁啟停調(diào)峰，以至于影響煤機的可靠性和壽命，乃至影響保供。

倡議居民在負(fù)荷峰值時降低舒適度要求

酷暑嚴(yán)寒時的空調(diào)和采暖負(fù)荷（公眾的舒適性需求），是導(dǎo)致電力負(fù)荷尖峰化的重要因素；而現(xiàn)有的有序用電主要針對大工業(yè)。缺電時優(yōu)先保居民用電，固然是以民生為重，但工業(yè)用電受限，副作用會傳導(dǎo)到民生——保生產(chǎn)也是保民生。2022年，美國得州、加州遭遇高溫天氣，電力供應(yīng)趨緊，電網(wǎng)號召居民自愿減少用電，以削減電力負(fù)荷峰值。建議借鑒歷史經(jīng)驗和得州、加州方案，重提節(jié)能倡議，在負(fù)荷峰值時期，號召居民降低舒適度要求，降低空調(diào)和采暖需求，削減峰值負(fù)荷，共度時艱。