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“拉闸限电”给低碳转型带来启示

   日期:2020-12-25     来源:中国科学报    浏览:3762    评论:1    
近期,我国南方多地出现“拉闸限电”现象,通过减少行政单位和景观用电,控制高峰时段用电,对企业实行限产和错峰生产。浙江、湖南等地也出台了不同政策来限制电力消费,引发社会的广泛关注。

上一次出现大规模的“拉闸限电”现象还是在2010年。如今,十年过去了,区域电网建设水平和电力输送能力都得到显著提升。那么,为何会再次“限电”?其背后的深层次原因是什么?这需要从需求侧和供给侧两方面来进行分析。

从需求侧来看,首先,随着疫情的逐步稳定,工业生产(尤其是重工业生产)的加速复苏带来了比较大的短期电力需求。近两个月电解铝、铜等重工业产品价格快速上涨,相关企业生产利润上升,有可能因此加大了生产力度。目前,工业的电力消费接近70%,短期对电力需求冲击很大。其次,过早来临的冷冬导致居民用电负荷上升。虽然每年冬季都会出现用电高峰时段电力供应偏紧的情况,但今年湖南、江西等南方地区比往年提前入冬,且气温偏低,居民的取暖用电需求快速增加。由于居民生活用电在电力需求侧的占比不断提升,在用电高峰时期则会引发电力季节性偏紧。

从供给侧来看,首先,可再生能源电力替代火电对电网的系统稳定性要求更高了。近年来,电源结构中可再生能源的占比提升,由于其不稳定特性,给电网稳定安全运行带来了挑战。今年南方地区秋冬季节降水减少,而冬天又是风电和光伏机组发电较低的时候,此时火电厂存煤快速消耗,煤炭供应紧张,煤炭价格飞涨。水电枯水,风电覆冰,光伏阴天,而火电受制于减排约束和原料煤成本上涨,发电量增加幅度有限,导致整体电力保供出现短期困难。

其次,电力电网基础设施投资相对滞后也给电力系统带来压力。近年来,为降低企业用电成本推出的降销售电价政策压缩了电网利润,电网基础设施投资下降,配网建设也相对滞后。事实上,在储能没有实现规模化的前提下,可再生能源的增长对电网提出了更高的要求,也面临应对需求激增的电力快速调度的挑战。

最后,节能减排目标使得一些省份采取行政手段控制电力消费。如浙江省明确提出,出台“限电”措施主要原因并不是电力短缺,而是为了完成节能减排目标。今年是“十三五”规划的收官之年,某些地区年底排放指标剩余量紧张,这也是导致“限电”的潜在原因。这点可以从一些省市的限电措施截至今年底得到佐证。

因此,突如其来的“限电”措施是多方因素综合作用的结果,稳定的电力供应是国家经济的核心基础设施和支撑。不过,本轮限电持续时间不会太久,中国整体电力和煤炭产能都比较宽松。

在当前我国承诺实现“2030年碳达峰”和“2060年碳中和”的背景下,此次“限电”事件给我们带来了一些启示。

一般而言,由于中国电力依然以煤电为主(接近70%),季节性、突发性的电力供需不平衡不足以造成大面积缺电。然而,更需要关注的是,中国特有的大比例工业用能特征和可再生能源比例不断上升,以及两者结合带来的短期电网冲击,需要将此纳入电力系统建设和实现碳中和的框架中来考量。

一方面,中国电力消费过于集中于重工业,由于其对经济波动的敏感性,容易形成短期能源电力需求的大幅度波动。另一方面,随着可再生能源接入电网比例的增加,电网的稳定运行将面临较大挑战和压力。

在储能成本未显著下降前,应加大电网基础设施投资,完善配网建设,使电网变得更加“强大”,防止整体能源系统扩张后电力季节性短缺的现象频繁出现。此外,还应加大电力市场化改革,通过负荷转移与需求侧管理,在电价上体现出季节性、时间性差异,通过比较高的短期电价抑制需求,可以有效解决电力市场存在的总量过剩与季节性、突发性、区域性的电力短缺问题。 
 

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