若極端天氣頻發,四川缺電如何破解?

需最佳化電源結構,改善水電站調節能力,調整產業用電結構,以及擴充套件西北入川輸電通道能力。

若極端天氣頻發,四川缺電如何破解?

圖片來源:視覺中國

端高溫持續,多個大型水庫電站逼近死水位,水電減發五成,四川省的缺電問題還在繼續。

因遭遇歷史同期最極端高溫、最少降雨量、最高電力負荷,四川電力供需由高峰時期電力“緊缺”,轉變為全天電力電量“雙缺”,電力保供進入最嚴峻時刻。

為保障民生用電需求,四川省啟動了需求側響應,進行有序用電,採取主動錯避峰等措施。但持續高溫使得高峰時刻拉長,仍無法堵住電力缺口。為避免電網持續承受超載、過載壓力引發大面積停電,工業企業無奈停產,部分居民生活也受到波及。

四川是全國最大的水電開發省,水電裝機和發電量在全省佔比達80%。往年電力存在很明顯的

“豐餘枯缺”,即豐水期富餘、枯水期缺電。

往年豐水期,四川省面臨最大的壓力是棄水棄電,因此近年一直在積極採取措施促進消納,包括大力推動水電消納產業示範區建設,引入了電解鋁、大資料、多晶矽等綠色高載能產業;建設特高壓線路,提高水電外送能力等。

經過這幾年的發展,四川省內用電負荷高速增長,“豐餘枯缺”的用電的結構也在發生改變。

四川電力交易中心編制的《2021年四川電力市場運營報告》曾提出,四川未來幾年電力需求將呈穩步上升趨勢,電力供需形勢將由“豐餘枯缺”加快向“豐枯均缺”轉變。

在今年來水嚴重不足的情況下,四川

發電能力斷崖式下降,用電結構性矛盾開始加劇。

據《四川日報》報道,目前四川天然來水電量由同期約9億千瓦時下降至目前約4。5億千瓦時,降幅達50%,且以日均2%的速度持續下降。

國網四川省電力公司電力排程控制中心副總工程師周劍表示,目前,猴子巖、長河壩等主力水庫已經見底,供需缺口還在持續擴大,“這種情況前所未有。”

與此同時,高溫天氣疊加經濟發展,四川省用電量大增。據中電聯資料,今年1-7月,四川省全社會用電量增速為8。5%,為全國第四個增速最快的省份。

四川為西電東送基地,外送合同仍需在汛期執行,也進一步加劇了四川電力供需緊張形勢。

據中電聯資料,今年1-6月,四川送出電力700億千瓦時,同比增長66。3%,佔全國各省送出電力7662億千瓦時的9。14%。

高溫還在持續。根據中央氣象臺預報,至8月26日,四川盆地等地仍有持續性高溫天氣,最高氣溫可達35℃至38℃,局地可超過40℃。

為保供電,四川省加大了火電、光伏、風電等其他電源的發電計劃,同時促進火電存煤。截至8月13日,四川全網存煤215萬噸,同比增長超兩倍。

但火電出力提升受限於裝機規模。據國網四川電力資料,截至2021年10月,四川省電力裝機超過1億千瓦,其中水電裝機8596。79萬千瓦,火電裝機不到2000萬千瓦。

電網也在發揮互濟作用。國家電網提出,將發揮大電網資源配置作用,組織跨區跨省餘缺互濟,最大限度支援川渝地區電力供應。同時,增大水電留川規模,大幅削減四川低谷年度外送計劃電力。

但組織省外電力支援難度正在增大。據川觀新聞,目前四川跨省跨區所有通道已最大化利用、全部滿載執行。

《科技日報》援引國家氣候中心首席預報員陳麗娟觀點稱,今年高溫天氣開始早、結束晚、持續時間長,這種特徵在未來可能會越來越顯著。

四川省是國內光伏和半導體矽片第二大產能地,同時是國內鋰電上下游產業聚集區,鋰鹽、正極材料、負極材料在全國均佔據較大份額,還佈局了動力電池產業,長時間的工業用電受限將對產業鏈形成影響。

若高溫熱浪的極端天氣成為常態,四川省該如何避免電力缺口的出現?

“中國水電裝機量高,但是調節能力不足,河流庫容係數只有0。3多,相當於國內的水庫只能存住三成多的全年淨流量,這影響了水資源的調控能力。”

中國水力發電工程學會原副秘書長張博庭

對介面新聞稱,歐洲的庫容係數達0。9以上,美國為0。66。

2021年末,四川水電裝機容量8947萬千瓦,具有可調節的發電裝機僅為四分之一,其餘大多為不具備調節能力的徑流式水電站,發電能力完全依靠來水,有多少水發多少電,沒有水就缺電。

張博庭表示,要避免四川省今後出現電力缺口,關鍵之一是要最佳化水電結構,做好常規水電,加速建設具備調節能力的龍頭水庫,以此改善水電站的調節能力。

張博庭認為,水電與抽水蓄能在調峰調頻上具備天然的優勢。具備調節能力的水電站,可以承擔穩定調節調峰作用;抽水蓄能則可以雙向調節,能夠解決未來大量新能源入網問題。

華北電力大學經濟與管理學院教授袁家海也對介面新聞表示,抽水蓄能和龍頭水電站的調節能力,需要更好的發揮作用。

華北電力大學能源網際網路研究中心主任曾鳴則認為,應對整個電源結構進行調整。

“水電和風光進行互補,再透過增加燃煤調峰電站,建設包括火電在內的多能互補,並儘快啟動輔助服務市場,可以保障能源的可靠供應。”曾鳴稱。

四川現在面臨的電力挑戰,未來其他省份也可能遇到。袁家海認為,此次極端天氣下的四川電力形勢,是對未來新型電力系統的一個預演。

為實現“雙碳”目標,中國正在構建以新能源為主體的新型電力系統。這一系統的生產和消費雙側都具有不穩定性。

“電源側的風電和光伏隨機波動性大,水電調節能力不足,受來水影響大。在消費側,未來電力負荷越來越向三產和居民用電轉移,隨機性也變強。若極端天氣頻繁發生,保證電力系統雙側平衡是一個非常大的挑戰。”袁家海稱。

袁家海表示,若透過安裝電化學儲能應對極端天氣中出現的短期電力尖峰,將帶來高成本,且在當前負荷持續尖峰的情況下,面臨無電可蓄的局面。比較穩妥保險的做法為繼續上馬常規電源,發揮電源側的調節能力,提高電源側的穩定性,但“雙碳”目標下,煤電機組大量建設的空間有限。

他認為,四川省天然氣資源豐富,可以考慮適當建設天然氣發電專案,提高調峰能力。四川省還具有豐富的生物質資源,可以安裝生物質機組。

中長期看,隨著風電、光伏價格越來越便宜,透過風光制氫可以在電源側補充調控電源。未來隨著動力電池技術的發展,可以在一定程度解決電網日內或更長時間的波動問題,並實現電力儲存。

袁家海還表示,辦公大樓等公共建設,有大量的節能改造空間;隨著電動汽車的滲透率越來越高,可以成為電網側的靈活性資源。此外,今後電網的聯絡線要實現更加頻繁地雙向送電,電網互濟的能力要更加充分地發揮。

除電源結構最佳化外,四川省的工業化發展路徑及產業用電結構也需相應調整。

因此前飽受豐水期棄水困擾,四川近年利用電價優勢招商引資,吸引了一大批高耗能產業入駐,以消化盈餘水電。

2014年,四川省工業增速放緩,工業用電量增速下降,四川採用銷價補貼等手段擴大用電內需,對電解鋁企業給予了優惠電價支援。彼時,四川省經信委表示,在豐水期給予電解鋁企業電價補貼是消納水電資源的一種手段,是一種平衡方式。

2019年,四川省發文稱,對符合國家產業政策、環保政策和節能減排政策的電解鋁、多晶矽、大資料、新型電池、電解氫等納入精準電價政策支援範圍。重點支援樂山多晶矽、廣元電解鋁、雅安大資料、遂寧鋰電、攀西釩鈦等發展。

四川省還建設了水電消納產業示範區,多個虛擬貨幣挖礦企業透過地方政府招商引資入駐其中,四川也成為“世界比特幣挖礦的礦都”。

這些產業在加快四川經濟發展的同時,大幅提升了用電量。

2020年,四川省全社會用電量2865。2億千瓦時,同比增長8。7%,增速居國家電網供電區域內第一;2021年,四川省全社會用電量3274。81億千瓦時,同比增長14。3%,超過全國10。3%的平均增速。

四川省預計,其2025年全社會用電量3700億千瓦時,最大用電負荷7100萬千瓦,“十四五”期間年均增速分別為5。2%、5。6%。

面對新形勢,

四川省已開始做出相應調整。四川省經信廳印發的《四川省“十四五”工業綠色發展規劃》顯示,到2025年,四川規模以上工業單位增加值能耗下降14%,鋼鐵、電解鋁、水泥等重點行業達到標杆水平等產能比例超過30%。

上述規劃要求,遏制高耗能高排放低水平專案盲目發展,培育電子資訊等具有國際競爭力的製造業叢集,鼓勵氫能、生物燃料等替代能源在鋼鐵、水泥、化工等行業的應用等。

《2021年四川電力市場運營報告》指出,四川還應全力爭取外購西北電量,應密切關注陝西、甘肅、寧夏等西北各省電力供需形勢變化,及時開展月度電量增購,深挖輸電通道剩餘能力,拓展西北繞道青豫、陝武等通道送四川空間。

按照《四川省“十四五”能源發展規劃》,到2025年,四川全省能源保障能力將穩步增強,能源綜合生產能力約2。57億噸標準煤。

水電扮演關鍵角色的同時,將大力發展風電、光伏。

預計到2025年底,四川電力裝機總量達1。5億千瓦左右,其中水電裝機容量1。05億千瓦左右,佔比70%,風光裝機規模達2000萬千瓦以上。

其中包括建設金沙江上游、金沙江下游、雅礱江流域、大渡河中上游四個風光水一體化可再生能源綜合開發基地。水風光大基地的建設,可以增加枯水期發電量,平滑新能源出力曲線,且減少調峰棄水。

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