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未来应把东部地区作为新能源发展的重点地区,以进一步提高东部地区的能源自给率,适当控制西北地区新能源发展规模,优化我国能源供需格局,积极推进能源转型。
■朱敏
长期以来,我国能源供需呈逆向分布,这不可避免地导致了大容量、长距离的能源运输,如西电东送、西气东输、南北煤运等,不仅投资高,而且造成能源浪费和环境污染。此外,由于中国电力体制改革的滞后,一些电力输送基地的可持续性令人担忧,东部地区未来的能源安全存在一定的风险。在西北地区,电力供需紧张,新能源消耗问题更加突出。因此,东部地区应被视为未来新能源发展的重点地区,以进一步提高东部地区的能源自给率,适当控制西北地区新能源发展规模,优化我国能源供需格局,积极推进能源转型。
中国东部传统能源资源稀缺,能源自给率低
中国的传统能源,如煤炭、石油和天然气,主要分布在北方,尤其是西北地区。作为中国最发达的地区,东部沿海地区普遍缺煤缺油,能源自给率低。煤炭是中国的主要能源。2018年,内蒙古、山西、陕西、新疆、贵州、山东、河南、安徽原煤产量31.2亿吨,占全国的88.1%,同比增长0.9个百分点。其中,山西、陕西、内蒙古原煤产量占全国的74.3%,同比增长1.8个百分点。中国煤炭生产的重点仍集中在山西、陕西、蒙古、新西兰等资源禀赋好、竞争力强的地区,而东部地区煤炭产量已降至全国总量的近十分之一,传统能源稀缺,能源消耗大,只能从外部进口。
长期以来,“西电东送”已成为保持我国东部电力供需平衡的重要手段。目前,我国“西电东送”装机容量已达2.4亿千瓦,形成了北通道7389万千瓦、中通道1.2亿千瓦、南通道4772万千瓦的三通道潮流格局。考虑到已批准的省际输电通道,预计2021年西电东送规模将达到2.7亿千瓦。北通道主要将煤炭和风能从山西、陕西、宁萌、兴安等省市输送到京津冀以及辽宁、河南、江苏和湖南。2018年,北通道将提供约4930亿千瓦时的电力。中部通道主要向重庆、长江中下游各省市和广东省输送四川水电和三峡水电,向长江三角洲各省市输送安徽和淮河的煤电。2018年,中间通道将提供约2700亿千瓦时的电力。南通路主要向广东和广西输送云南水电和贵州煤电。2018年,南通路将提供约2210亿千瓦时的电力。煤炭运输模式与电力运输模式基本相似。山西、陕西和蒙古的煤炭基地是中国的煤炭供应中心。2018年,煤炭外输量超过14亿吨,约占中国省际煤炭总流量的97%,主要供应给东部沿海经济发达地区。
东部地区应努力提高能源自给率,减少对外部能源的依赖
解决东部地区能源供需缺口有两个基本途径:一是继续依靠外部能源投入;第二,增加地方能源供应。然而,单纯依靠外部能源投入存在诸多制约因素,未来能源安全的可持续性面临巨大风险,因此东部地区迫切需要增加本地能源供应。
首先,西电东送不仅投资昂贵,而且容易造成能源浪费。西电东送需要大规模投资建设配套输变电设施。长距离输电要求逐层提高电压,并配套建设10千伏至750千伏各种电压等级的输变电设施,使电力输送到数千公里甚至数千公里以外使用。此外,长距离线损和逐层变化损耗引起的功率损耗对输电经济性有很大影响。同时,网络穿越费和维护费进一步降低了经济竞争力。
其次,由北向南的运输加剧了运输能力的不足,容易造成环境污染。南煤北运主要通过铁路运输,通过大秦线等西煤东运干线向华北供应,在渤海各码头下水后向东南沿海各地供应,部分海运煤通过“海入河”的方式向长江三角洲供应。部分煤炭通过南北运煤铁路供应到长江流域中上游的省市。煤炭的大运量长距离运输不仅消耗大量的能源、人力和物力,而且容易造成环境污染,社会和经济成本高。
第三,中国电力体制改革的滞后制约了电力传输的效率和潜力。目前,我国电力体制改革不到位,省际电力交易机制和部分输电渠道市场化机制不完善,输电渠道运行经济得不到保障,西北资源丰富地区的电力无法高效输送。长期以来,我国电力一直是按省平衡、就地消耗,缺乏跨省跨地区用电的政策和价格机制。三峡输电、溪洛渡输电、向家坝输电等一些跨省、跨地区的输电通道较早投入运行,采用了国家规划的送电和受电方式;云南输粤、贵州输粤等部分输电渠道采取了签订中长期协议的方式;部分输电渠道参与了年度临时交易,部分电量进入了市场化交易。跨省跨地区输电渠道的交易模式是混合的,加上地方保护主义,一些新投入运营的跨省跨地区输电渠道的输电规模达不到预期,利用率有待提高。
最后,一些电力输送基地的可持续性令人担忧。西南地区优质水电资源已基本枯竭,后续水电开发难度加大。据估计,四川和云南的发电量将在2025年左右达到峰值,2030年后将会下降。西南地区水电输送的可持续性更为突出。贵州、安徽等传统电力输送基地煤炭资源开发程度较高。近年来,煤炭供应逐渐紧张,输送能力不足,自身电力发展潜力有限。季节性缺口将在未来逐渐出现,分娩的可持续性值得关注。
大力发展新能源是提高东部地区能源自给率的现实选择
一方面,东部地区应努力提高能源自给率,减少对外部能源的依赖;另一方面,东部地区缺煤缺油的现实决定了东部地区开发煤、气、电等传统能源的潜力极其有限。根据东部地区的资源禀赋、新能源发展趋势、政策取向和国际经验,东部地区应以新能源为发展重点,积极推进能源转型,提高能源自给率。
首先,东部地区新能源发展潜力巨大。据统计,考虑到低风速区域资源的潜力,中东部地区陆上风能资源的技术可开发量为8.96亿千瓦,海上风能资源为2.11亿千瓦,合计11亿千瓦。在中部和东部地区,集中光伏电站的潜力为3.58亿千瓦,分布式光伏装机容量的潜力为5.31亿千瓦,包括光伏建筑一体化,总计近9亿千瓦。中国中部和东部的建筑面积约为10万平方公里。如果2050年光伏发电占总用电量的1/4,所需安装面积约为中国中部和东部现有建筑面积的1/4。目前,我国中东部已开发的风能和光能不到可开发资源的1/10,且大部分尚未开发。在核能方面,中国显然把重点放在沿海地区的发展上。结合东部的生物质能、地热能、独特的近海风能、海洋能和潮汐能,东部的新能源潜力非常大。
其次,新能源已经初步奠定了廉价上网的基础。在一系列政策的支持和企业自身的努力下,“十三五”以来,我国新能源的规模不断扩大,技术水平不断提高,开发建设成本不断降低。2017年投产的风电和光伏电站的平均建设成本比2012年分别低20%和45%。10年前,中国的光伏发电成本约为60元/瓦,但现在已降至约6元/瓦。一段时间后,它可能会下降到3-4元/瓦,上网价格相当于3-4美分/千瓦时,这是完全相当于火力发电。据估计,到2020年,风力发电的成本将与煤电相当,新能源发电的成本已经进入化石燃料的成本范围。随着技术的进步,光伏风力发电的成本将继续降低,经济将稳步提高。加上接近零排放的环境优势,在未来一两年,风力发电和光伏发电将成为发电的一大部分。
第三,国家大力支持新能源发展。远在千里之外,就在今年1月和4月,中国先后出台了三个文件,推动风电和光伏上网平价,新能源上网平价进程突然加快。这一政策背后是可再生能源补贴缺口的不断扩大和新能源发电成本的不断下降,这使得通过“去补贴”大规模发展新能源发电不仅凸显其现实必要性,而且具有现实可行性。“平价新政”致力于降低新能源电力的非技术成本,通过20年固定价格收购政策和网上竞价上网等一系列机制设计,与“绿色证书”和“配额制”形成政策协同,为新能源电力的平价上网注入新的动力。随着“可再生能源用电责任权重”(即“配额制”)政策的出台,中东部地区发展新能源的紧迫性不断增强。
最后,从国际经验来看,传统能源资源短缺的国家或地区普遍将新能源作为重点发展方向。例如,德国规定,到2025年,40%-45%的电力将来自可再生能源,到2035年,55%-60%的电力将来自可再生能源。目前,德国每平方公里土地上的风力发电装机容量为156千瓦,光伏发电装机容量为120千瓦。然而,中国中部和东部14个省的平均值是这两个数据的11%,比它们目前的水平高出近10倍,而德国目前的水平还将进一步提高。美国也在大力发展太阳能供电。许多地方政府出台了补贴政策,使用光伏发电的家庭数量已达到1000万。从技术可行性的角度来看,光和风是间歇性的,需要配合调峰和调频供电,并与储能相结合。近年来,随着网络信息技术、智能技术、大数据和云计算的快速发展,我国在化学储能、抽水蓄能和火电柔性改造方面取得了很大进展,为东部地区新能源发展提供了技术基础。
西北地区新能源消费问题较为突出,发展规模应得到适当控制
中国新能源消费难是一个由来已久的老问题,特别是在西部和北部地区,这两个地区由于其优越的照明和风力条件而成为新能源分配的传统重点地区。但是,由于当地经济发展水平,电力市场有限,不能完全消耗,输电有限,造成资源严重浪费。从2016年至2018年的情况看,2016年和2017年,全国“弃水、弃风、弃光”用电量分别达到近1100亿千瓦时和1007亿千瓦时,超过了三峡电站当年的年发电量,弃风、弃光严重的地区都在西北省市。2018年,虽然全国新能源消费形势有所改善,但新能源消费问题具有明显的区域和时间段集中分布的特点。弃风弃光主要集中在新疆、甘肃和内蒙古,多发生在冬季采暖期和夜间负荷低谷期。2018年,全国弃风发电量为277亿千瓦时,平均弃风率为7%,主要集中在新疆、甘肃和内蒙古。弃风功率分别为107亿千瓦时、54亿千瓦时和72亿千瓦时,弃风率分别为23%、19%和10%。中国废弃光量为54.9亿千瓦时,平均比率为3%,主要集中在新疆和甘肃,废弃光量分别为21.4亿千瓦时和10.3亿千瓦时,废弃光率分别为16%和10%。上述三省的弃风光伏容量超过300亿千瓦时,占中国弃风光伏总容量的90%以上。弃风光伏容量的主要原因是新能源装机容量高,火电机组和自备电厂装机容量大,系统调峰压力大。与此同时,一些UHV频道的传输容量不足,并且存在新能源传输受限的问题。此外,风能和太阳能的长距离和大规模输送需要大量的煤电用于调峰,导致新能源传输比例低和系统利用效率低。有鉴于此,近年来,能源主管部门有意识地将新能源开发的重点从资源集中的地区转移到负荷集中的地区。截至2018年底,“三北”地区累计风电装机容量比2015年底下降9个百分点;与2015年底相比,太阳能发电累计装机容量下降了18个百分点。从2019年1月至4月,在新安装的风力发电和光伏发电中,电力负荷较重的中部、东部和南部地区占52%以上。今后应继续大力推进新能源的分散开发,适当控制西北地区的发展规模,将发展重点转移到消费较好的中东部地区,实现就近开发和就地利用,既保证了中东部地区的能源供应,又提高了整体经济和社会效益。
(作者:国家信息中心经济预测部)
标题:东部地区应成为新能源发展的重点区域
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