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如何經濟合理地解決中(zhōng)國尖峰電力短缺問題
文章來源:中(zhōng)國電力新聞網       發布時間:2020-06-28

“十三五”期間,我(wǒ)國用電需求結構中(zhōng)三産和居民消費(fèi)比重的不斷增加,二者的時段性需求模式使得電力負荷特性惡化,主要表現爲用電峰谷差拉大(dà)、尖峰負荷拔高且短暫、平均負荷率降低。尤其是用戶側空調負荷的大(dà)規模集中(zhōng)開(kāi)啓會使得用電負荷瞬時爬高,使得負荷曲線尖峰化,例如,2019年夏季,北(běi)京和山東的空調負荷占電網最大(dà)負荷的比重分(fēn)别達到45%和31%,這對我(wǒ)國以煤電爲主的電力系統的調度運行提出巨大(dà)挑戰。

2019年,我(wǒ)國的電力裝機總量高達20.1億千瓦,其中(zhōng)火(huǒ)電機組11.9億千瓦,而各省最大(dà)用電負荷的總和爲11.06億千瓦,這說明尖峰電力缺口并非是電力裝機與用電負荷之間數量差異導緻的,其根源是中(zhōng)國電力系統結構性問題——基礎電源過多、尖峰資(zī)源不足。我(wǒ)國電價機制帶有“計劃”色彩,難以反映出電能的商(shāng)品屬性和稀缺價值,在缺乏足夠高昂、敏感的電價激勵的情況下(xià),沒有利潤空間也就難以調動尖峰資(zī)源的投資(zī)積極性;反觀基荷電源,可以獲得較高的利用小(xiǎo)時數,其發電成本往往低于所給的電價,度電利潤較小(xiǎo)但總體(tǐ)盈利空間依然很可觀,從而吸引了大(dà)量的基荷電源投資(zī)。于是,大(dà)量的基荷電源項目湧入市場,但基荷發電空間有限,很多機組被迫轉爲腰荷電源(在計劃市場中(zhōng)則體(tǐ)現爲機組平均分(fēn)配的發電小(xiǎo)時數減少),盈利空間受損。即便如此,當前依然有大(dà)量的在投、在建的煤電機組,而尖峰資(zī)源卻無人問津,造成了“全年富電量、短時缺電力”的結構性矛盾局面。

2020年政府工(gōng)作報告和“十四五”電力規劃工(gōng)作啓動會議都強調了進一(yī)步提升電力供應安全保障能力的重要性。尖峰電力是我(wǒ)國電力供應的薄弱環節,雖然我(wǒ)國電力裝機容量不斷擴大(dà),但電力結構性矛盾的存在會使得尖峰電力短缺問題難以解決或者需要付出極大(dà)的代價,這會嚴重影響我(wǒ)國的電力供應安全。我(wǒ)國實際情況是,充足的電力裝機容量并不能很好地供應短時尖峰電力需求,一(yī)味地新增電源裝機隻會适得其反,那如何才能經濟合理地解決我(wǒ)國尖峰電力缺口問題呢?其關鍵在于,要從電力系統的整體(tǐ)角度出發,明确各類電力資(zī)源的系統功能定位,确定電力系統中(zhōng)分(fēn)别對應不同等級用電負荷的電力資(zī)源經濟組合,優化電力供應結構,才能在根源上解決電力缺口問題。

山東省是當前中(zhōng)國電力結構和供需矛盾(即基礎負荷供應充足甚至過剩、尖峰負荷供應短缺)最爲典型的代表,其電力供應結構優化和電力資(zī)源功能定位調整對于解決全國多個省份電力缺口問題有很好的參考價值。以山東爲例,電力資(zī)源充裕度經濟性排序結果爲:尖峰資(zī)源則由延壽煤電和需求響應來滿足(發電側儲能可在成本進一(yī)步下(xià)降後納入),延壽煤電(折舊(jiù)和還本付息已完成的30萬千瓦及以下(xià)合規機組)、抽水蓄能和氣電作爲高峰電源,大(dà)型水電、跨區輸電、60萬千瓦以下(xià)煤電機組作爲腰荷電源,核電、60萬千瓦及以上煤電機組作爲基荷電源。假設存在持續時間100小(xiǎo)時的500萬千瓦尖峰負荷缺口,“需求響應(270萬千瓦,最大(dà)負荷的3%)+延壽煤電(230萬千瓦)”方案的年化成本最低,爲3.25億元;“新建燃煤機組5?100萬千瓦”方案的年化成本最高,爲17.55億元,每年造成14.3億元的浪費(fèi)。可見,新建大(dà)型煤電機組來滿足尖峰負荷供應是極其不經濟的,而需求響應是滿足短時尖峰負荷需求的首選資(zī)源,浙江、江蘇、廣東、山東等省份已開(kāi)展需求響應實踐,并取得了良好的效果;當尖峰負荷持續時間延長,“需求響應+延壽煤電”的供應方式更爲經濟合理。

以保障電力供應安全爲借口建設煤電,實際上是對各類資(zī)源的電力價值的認識不清晰。煤電是支撐基礎用電負荷的主力電源,但在基礎用電負荷水平下(xià)降、大(dà)量煤電産能閑置的情況下(xià),繼續建設煤電機組會加重電力系統的容量冗餘,而新建的煤電機組用于解決尖峰電力缺口問題是極其不經濟的,會造成極大(dà)的社會資(zī)源浪費(fèi);對符合條件的老舊(jiù)機組進行延壽處理,既可以緩解煤電過剩問題,也可以提供尖峰電力服務。因此,中(zhōng)國煤電未來發展的重心不再是裝機規模的增長,而是挖掘現有機組的容量價值。

以用戶側空調負荷爲代表的需求響應無須大(dà)量的前期投資(zī),對于平衡尖峰電力供需有很好的響應能力,随着可再生(shēng)能源的大(dà)規模并網和負荷峰谷差拉大(dà),傳統的源、網規劃以及電網運行調度模式使得電力系統建設運行成本增大(dà),需求響應措施可以減少電力系統安全穩定經濟運行投入。因而,“十四五”期間重視尖峰資(zī)源的發展,将需求響應納入區域電力規劃,利用峰谷電價挖掘居民側的電力資(zī)源,強化電力供應安全保障能力。

受疫情影響,經濟“休克”和用電需求增長放(fàng)緩,短期内負荷短缺可能不會很嚴峻,但要防範部分(fēn)地區高溫時段空調負荷瞬時爬升造成的尖峰負荷短缺;随着社會生(shēng)産恢複、新基建提振電力消費(fèi)、經濟增長向服務業轉軌和多元化用電需求增長,“十四五”需要做好應對期間可能會出現負荷峰谷差拉大(dà)、尖峰負荷短缺加劇情況的準備。“十四五”是電力低碳發展的戰略“窗口期”,面臨更爲複雜(zá)的國内外(wài)發展形勢,要重新審視電力需求增長,考慮可能出現的電力消費(fèi)結構(二産比重進一(yī)步下(xià)降、三産和居民消費(fèi)比重顯著增加)、用電負荷特性(負荷峰谷差進一(yī)步拉大(dà))、電力資(zī)源功能(電源-電網-需求側-儲能從孤立到協同)等的變化,制定電力發展目标和路徑。“十四五”電力規劃應從電力系統結構性調整入手來解決電力供應安全問題,明确現有電力資(zī)源的功能定位,利用市場機制引導資(zī)源配置來“補短闆”,改變單純注重依靠增加能源供應來滿足需求增長的傳統觀念,将節能和提高需求終端資(zī)源利用效率作爲替代資(zī)源,以更爲經濟的方式滿足同樣的電力服務,而不是一(yī)味地建設電源容量尤其是已經過剩的煤電來滿足新時期的用電負荷需求。


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