“能源胡焕庸线”魔咒 如何破解?

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“能源胡焕庸线”魔咒 如何破解?
发布日期:2021-10-16 09:21    点击次数:193

  对于生长在中国城市尤其是北方城市的年轻人来说,停电的体验大多仅限于家里忘了给电卡充值的情况。而最近发生在东北一些城市的突然停电,让大家的生活经历中多了份父辈们曾经习以为常的体验。

  当下班时,擦黑的天空下,街道上的路灯和红绿灯突然同时熄灭;当正在运行的电梯突然咣当一声停了下来,轿箱里一片漆黑;当婚宴正进入到高潮,灯光熄灭、LED屏突然变黑、麦克风没了声音——很多人第一次意识到,停电会让日常生活进入非常糟糕的境地。

  9月26日,在辽宁省召开的电力保障会议对无先兆、无通知的突然停电是这样解释的:9月10日起,辽宁省外来净受入电力大幅下降,9月10日至22日,辽宁省共启动6轮III级和3轮IV级有序用电措施。9月23日至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,个别时段在实施有序用电措施最大错避峰的情况下,电网仍存在供电缺口。为防止全电网崩溃,直接下达指令执行“电网事故拉闸限电”。

  这段话三层意思:一是外来的电不给了;二是风突然变小了;三是为防止出大事儿,只能临时停城市运营和生活用电了。

  外来输入电,指的是来自内蒙古的电力供应。作为长期缺煤缺电的省份,内蒙古东部地区一直是辽宁的煤炭和电力来源,外来电的占比经常在25%左右。

  再说风电,2020年,辽宁省风电装机量达到总发电装机量的17%,风能发电量占到总发电量的10%左右,在全国除西北部风力富集地区外属较高占比地区。眼看进入供暖季,眼见的存煤越来越少,煤价越来越高,煤电价格倒挂越来越严重,本地电厂的发电积极性也不高,所有的这些因素凑在一起,为了防止电网崩溃,手忙脚乱中,一些区域城市运营和生活用电被突然停掉。幸亏无通知的停电发生在不冷不热的秋天,如果发生在再过两个月的东北,产生的后果显然会更加严重。

  中国近些年虽然大力发展水电、核电、风电、光电等非煤电力项目,但目前仍有将近70%的电是靠锅炉烧开水的方式获得的,除了少量的天然气和生物质,燃料基本是煤。

  而且,烧煤发电利于稳定电源,在已经习惯于火力发电的电网目前的技术条件下,其占比不能太低。按照相关部门的说法,东北部分城市生活用电突然拉闸,和可再生能源占比升高有直接关系。

  从黑龙江黑河到云南腾冲画一条直线,把中国版图一分为二,这就是著名的“胡焕庸线”。在人口学上,这条线具有重大意义,线东南方43.8%的国土居住着94.1%的人口。同时,这条线以前也是能源分布的分界线,现在又成为可再生能源分布的分界线,而且在分界线两端,能源分布差距巨大。

  辽宁和内蒙古紧挨着,却正好在这条线的两边。

  2020年,内蒙古的总发电量超过山东第一次成为全国发电量第一的省区。除了传统的煤炭发电,风能和太阳能装机量大幅提升也是重要原因。从西部的阿拉善盟,一直到最东部的呼伦贝尔市,内蒙古地广人稀,风能分布广、稳定性好,是中国陆上风能资源最丰富的地区。中国风能协会统计,内蒙古的风能可开发量超过1.5亿千瓦,约占中国陆上风能可开发总量的50%以上。

  2020年上半年,内蒙古风能发电累计并网容量为3033万千瓦,排名全国第一;其次为新疆,装机容量达到1986万千瓦。在光能方面,内蒙古和整个中国西北地区都是资源富集区。而整个水电资源基本都集中在西南,随着梯度开发的进展,距离人口稠密区越来越远。

  为适应“能源胡焕庸线”产生的问题,近30多年来,“西煤东运”“西气东输”“西电东送”各项工程,重载专用铁路、长距离输气管道、特高压输电线路、长距离直流输电等各种手段先后上阵。但今年秋天我们看到的结果是,胡焕庸线以东的几乎所有省份都开始缺电!“能源胡焕庸线”成为影响中国经济发展的魔咒,这一魔咒没有随着可再生能源的开发和中国经济结构的变化而缓解,反而变本加厉地作起怪来。

  目前胡焕庸线西北方向地区基本属于能源输出型区域,而能源输入型区域全部在东南方向,如长三角地区、珠三角地区、京津冀地区、山东和中部地区,能源自给率均低于 35%,其中长三角地区仅为 21%。

  2020年山东省用电量高达6939.84亿千瓦时,超越广东省、江苏省,成为我国第一用电大省,与此同时,2020年全年净输入量达到1158.7亿千瓦时,比上年增长24.0%。但山东省以全国第一的用电量,只创造出全国第三的GDP。

  河北省2020年用电量高达3934亿千瓦时,仅次于鲁粤苏浙四省,以全国第五的用电量创造出全国第十二的GDP。从煤炭产量看,山东排第六,河北排第十,江苏排第十八。一方面,这些能源消耗大省都在积极地缩减煤炭开采量,同时它们每年又要输入大量的煤炭和电力,以保障能源效率并不算高的工业生产。

  上一个冬天,发生在美国得克萨斯州的大停电,在某些方面原因和辽宁有相似之处——对风能的过度依赖使得电网变脆弱。寒潮带来的暴风雪把该州一半的风力涡轮机冻住,导致风力发电占电力的比重从42%下降到8%,电网大面积崩溃,居民多日断水断电,甚至有人在家里冻饿致死。

  虽然是盛产石油和煤炭的能源大州,但得克萨斯的风能资源也同样丰富,近些年,风力发电装机容量迅速提升,使得州内多地的燃油、燃气和燃煤电厂纷纷关闭。这个可再生能源导致供电体系的脆弱性成为反对减排力量观点的重要佐证——看看,新能源不靠谱,放着好好的石油煤炭为啥不用?

  得州突发的寒潮导致风电停摆,辽宁风和日丽的好天气也能让风电停摆,可再生能源发电的随机性、波动性和间歇性让电力供应的难度加大,让电网崩溃的概率增大。

  大范围长时间的静风环境中风机不转,在极寒和连续阴雨条件下光伏无法发电,流域范围长时间大范围的干旱,导致水力发电大幅减少,如果有充足的煤电或核电等稳定电源作为基础,电网通过技术手段,这种麻烦很容易化解,但随着可再生能源占比越来越高,在极端条件下,电网的安全性受到的考验越来越大。

  截至2020年底,我国可再生能源发电装机总规模达到9.3亿千瓦,占总装机的比重达到42.4%。2020年我国可再生能源发电量达到2.2万亿千瓦时,占全社会用电量比重达到29.5%。

  煤炭供应决定了电力供应,而煤炭又是二氧化碳排放的罪魁祸首,在“双碳”目标确立的背景下 ,形成了这样一个悖论:如果煤炭敞开供应,就会增大减排压力,如果落实减排承诺,就必须逐步减少煤炭的用量。这个平衡很难把握,短时间看只能通过加大煤炭供应来缓解“燃煤之急”,减排毕竟是个长期任务。

  但对于东、中部这些能源消耗大省来说,生产更少的煤、输入更多的电成为基本格局。从调运更多的煤,到输入更多的电,中东部省份靠能源长距离调动来实现能源供应的情况一直延续,这种长距离调动既需要花巨额资金进行基础设施建设,同时消耗大量能源,在可再生能源占比增加的情况下又增加了电网安全的威胁。

  位于“能源胡焕庸线”东中部地区,有海运条件、市场规模、人才优势等一系列发展工业的优势,但由于远离能源供给区域,导致能源供需矛盾不断激化。破解“能源胡焕庸线”魔咒,需要调整思路,从调整产业地理分布入手,从政策上吸引、鼓励高耗能企业、制造业企业向西部能源富集区转移。随着全国高速公路网、铁路客货运能力、航空运输能力不断增强,能源富集区物流劣势不断降低,让制造业更加靠近化石能源和可再生能源等富集区在经济上的优势越来越明显。

  在“双碳”目标背景下,决策部门应当对能源供应地区和能源输入地区在减排目标上制定有区别的指标,进一步鼓励东、中部地区的制造业向西部地区转移。

  尤其是类似山东、河北这样大量靠外输入电,同时能耗强度极高的地区。