盛夏未至,缘何缺电?

2021-06-25 15:17:40 太阳能发电网
2020年迎峰度夏期间,湖南、四川等少数电网高峰时段有序用电;迎峰度冬期间,湖南、江西、广西、蒙西高峰时段有序用电。2021年1月初寒潮,采暖负荷剧增,蒙西、江苏、浙江、湖南、江西、四川有序用电或需求侧响应。2021年5月,云南、广东、广西相继有序用电;江苏、浙江、山东等多地预计,夏季可能面临电力缺口。盛夏未至,缘何缺电?
长江流域以南部分省份

“十四五”简析

(一)分析方法:电力平衡

和英法德日等国用电已达峰回落不同,我国的用电还处于增量发展阶段,用电量和用电负荷将继续增长。发电侧新增装机的可用容量增量,需填补现有缺口并覆盖新增负荷。

供给侧:建设有调节能力的水电、火电、核电、抽蓄、储能,可有效提高可用容量。其中,水电、核电、抽蓄的厂址资源有限,建设期五年以上;未开发水电主要分布在西南,开发成本渐高;煤电装机增量空间有限;气电装机受限于价格和气源,少数沿海省市有财力大规模上气电;储能处于新生期,有待于规模化带来的成本下降。

需求侧:“十二五”、“十三五”我国年均用电量增速为5.7%、6.2%,假设“十四五”年均用电量增速放缓至4-5%,年均用电负荷增速略高于用电增速,取值5-6%。2021年1月7日的寒潮,全国用电负荷11.89亿千瓦,则2025年用电负荷约14.45-15.01亿千瓦,“十四五”用电负荷增量为2.56-3.12亿千瓦。

分省平衡:完全的特高压互联互通不现实。实际工作中,应分省(市、自治区)分析,基于各地的电力平衡现状,对比用电负荷需求增量和装机可用容量增量,即可预测未来的电力供需平衡;其中,水电、抽蓄、核电因为建设期长,只有在建项目才来得及在“十四五”投产,可准确预估增量。

(二)川渝

2020年夏季、2021年初寒潮,四川有序用电。四川“十四五”新增装机不足以同时满足外送电和自用电的增量需求。白鹤滩水电装机1600万千瓦,预计2021年7月开始陆续投产、2022年全投。而白鹤滩外送华东的两条800万千瓦特高压尚未投产:送江苏特高压于2020年12月开工,预计2022年底投产;送浙江特高压尚未开工。白鹤滩投产和外送特高压投产之间的窗口期,四川缺电可缓解;外送华东特高压陆续投产后,缺电的四川会怎么抉择?除上海外,四川的受端各省均已紧平衡甚至缺电,且面临增量电源、尤其是可用容量不足的问题。如果四川的增量外送电不及预期,甚至影响存量外送电,受端省如何平衡?

重庆火电小时徘徊在3000小时上下,迎峰时电力偏紧。重庆拟引疆电入渝,如果疆电特高压投产早于白鹤滩外送电特高压投产,重庆或可免于缺电。

(三)湘赣

湘赣冬夏双峰并峙。湖南,2020年夏、2020年冬和2021年初有序用电。江西,2020年冬和2021年初有序用电。

四川送华中的雅中直流(800万千瓦)分电江西、湖南,预计2021年底投产。四川是水电大省,秋冬枯水期外送电能力下降,对华中的冬峰助益有限;且四川一旦缺电,外送意愿可能下降。湖南、江西新增本省装机不足以填补已有缺口、覆盖新增需求,预计“十四五”常温年紧平衡,酷暑或严寒天气时缺电。

(四)江浙皖

根据安徽能源局《2020年全省电力迎峰度夏保障预案》,扣除150万千瓦旋转备用容量,安徽夏季最大可供负荷能力约4630万千瓦;考虑到枯季水电出力少,冬季供应能力略低于夏季。2021年1月7日,安徽冬季晚高峰电力负荷4706.5万千瓦,安徽出力达到临界点,离缺电一线之遥。“十四五”初,安徽本省新增装机的可用容量较少,一旦遇到酷暑严寒,缺电概率大。安徽通过皖电东送为江、浙、沪送电,缺电后将影响下游省市。

2020年底,浙江部分地区因为双控指标而拉闸限电。浙江接受宁夏、四川、安徽、福建的外送电,四省外送能力均有不确定性:四川缺电(拟新增的白鹤滩送浙江特高压尚未开工),宁夏缺煤,安徽缺电,福建紧平衡。浙江本省“十四五”新增电源少:未开发水电少,无新增核电,可考虑提高气电小时。如上游四川、安徽缺电,浙江受影响较大。

江苏接受山西、湖北、四川、安徽、内蒙等地的外送电,外送电渠道相对多元,本省新增电源较多。如送端省调减外送电,受影响程度低于浙江。

(五)滇粤

每年的五月前后,南方气温渐高,水电尚处于枯季,电力供应紧张。

2021年,受经济增长、高温影响,南方电网区域用电爆发式增长,用电负荷创新高:5月28日,南方电网统调最高负荷1.949亿千瓦,错峰还原后负荷已超过2.12亿千瓦,创历史新高,比去年峰值高1300万千瓦。高温和少雨是伴生的,截止5月,西南流域来水偏枯,水电蓄能比计划值低25%。盛夏未至,气温已逼近酷暑,水电处于枯季且来水偏少,导致5月云南、广东、广西有序用电。6月,端午下“龙舟水”,水电大发、天气凉爽,可有效缓解缺电。

图2 我国降水距平百分率图


云南“十四五”新增大工业将陆续投产,但新增装机不足,如调减外送电,将影响下游广东、广西。

广东2020年受西电2057亿千瓦时,其中约60%来自云南。

几盆冷水,清凉一夏

空间的间隔:电力无法远距离盈缺互济。以2021年初寒潮为例,东北、西北区域电力有富余,华中区域偏紧、南方区域紧平衡,那么,能否盈缺互济,将富余电力输送到有电力缺口的地方呢?理论上是可以的,只要各区域电网之间能无限地互联互通。工程实践中,特高压通道资源稀缺、造价高昂,是有限的,无限的互联互通难以实现。

时间的间隔:提高火电小时无益于填补电力缺口。既然缺电和火电小时低迷并存,能否提高火电小时,填电力缺口呢?不能。电力是瞬时平衡,负荷峰值时期,如果所有电源都把负荷提到最高,但依然无法满足用电需求,合计可用容量低于用电负荷,则发生缺电。火电小时(电量)是累积的过程量,在其他电源可多发或负荷较低的大量时段,需要火电降负荷,因此火电累计的发电量较低。电力是实时平衡,非尖峰负荷时刻火电机组有余力,对于负荷尖峰没有用处;简言之,春节时装机有富裕,火电能多发点电、储存到盛夏时节用么?即便采用储能设施,也要考虑储能的容量和经济性。

缺电省火电小时提高,意味着缺电常态化、扩大化。假设某省,火电小时仅2500小时,就出现了电力缺口。如果火电小时提高到3000甚至3500小时,说明负荷曲线整体向上移动,火电能吃到的剩余电量提高;同时如果装机的可用容量没有明显提高,那么,缺电时段将延长,缺电将常态化、扩大化。

勿高估需求侧管理的作用。三产和生活的用电量占比提高,尤其是采暖和空调用电的提高,导致用电负荷尖峰化;同时,这两个行业的用电,刚性大、对价格不敏感,难以用移峰填谷或价格等方式进行需求侧管理。例如,2021年1月7日晚的负荷峰值,北京的采暖负荷占比为48.2%,寒潮袭来时的采暖负荷,没法移峰填谷。采暖负荷涉及民生,价格手段空间有限,勿论生活用电的交叉补贴问题尚未解决。可行的是倡议降低舒适度,例如降低采暖期室内温度,提高夏季空调温度。

“十四五”抽蓄增量有限。抽蓄建设周期5-7年,新开工的新项目,“十五五”才能投产。为简化分析,在建抽蓄中,假设2019年年底前开工的4125万千瓦抽蓄,均能在“十四五”投产,抽蓄不受阻,可新增可用容量4125万千瓦。负荷增速按5%-6%考虑,“十四五”用电负荷增量为2.56-3.12亿千瓦(未含备用),抽蓄增量可覆盖13.2%-16.1%的负荷增量。

近期分析需定量

谈论三五十年之后的电力未来,以定性为主,可以只谈电力技术的物理特性,例如能量密度和低碳,因为经济性随着技术进步和规模化发生剧变,一切皆有可能。“十四五”是眼前的事,技术只来得及渐变,要在定性的基础上定量,要落到数目字和实操上、对供给侧和需求侧进行量化分析。

需求侧:细分各行业用电量现状、增长趋势、需求弹性,明确合理保供区间;引导公众在负荷峰值时期,适当降低舒适度要求。

供给侧:增加可用容量才能顶峰,需要精密的定量测算,如何投入最高效。需要分析电源项目经济性、前期工作和建设时长、装备业产能等一系列因素。


作者:小橘为重  来源:南方能源观察 责任编辑:jianping

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