如何經(jīng)濟(jì)合理地解決中國尖峰電力短缺問題

“十三五”期間，我國用電需求結(jié)構(gòu)中三產(chǎn)和居民消費(fèi)比重的不斷增加，二者的時(shí)段性需求模式使得電力負(fù)荷特性惡化，主要表現(xiàn)為用電峰谷差拉大、尖峰負(fù)荷拔高且短暫、平均負(fù)荷率降低。尤其是用戶側(cè)空調(diào)負(fù)荷的大規(guī)模集中開啟會使得用電負(fù)荷瞬時(shí)爬高，使得負(fù)荷曲線尖峰化，例如，2019年夏季，北京和山東的空調(diào)負(fù)荷占電網(wǎng)最大負(fù)荷的比重分別達(dá)到45%和31%，這對我國以煤電為主的電力系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行提出巨大挑戰(zhàn)。

2019年，我國的電力裝機(jī)總量高達(dá)20.1億千瓦，其中火電機(jī)組11.9億千瓦，而各省最大用電負(fù)荷的總和為11.06億千瓦，這說明尖峰電力缺口并非是電力裝機(jī)與用電負(fù)荷之間數(shù)量差異導(dǎo)致的，其根源是中國電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性問題――基礎(chǔ)電源過多、尖峰資源不足。我國電價(jià)機(jī)制帶有“計(jì)劃”色彩，難以反映出電能的商品屬性和稀缺價(jià)值，在缺乏足夠高昂、敏感的電價(jià)激勵(lì)的情況下，沒有利潤空間也就難以調(diào)動(dòng)尖峰資源的投資積極性；反觀基荷電源，可以獲得較高的利用小時(shí)數(shù)，其發(fā)電成本往往低于所給的電價(jià)，度電利潤較小但總體盈利空間依然很可觀，從而吸引了大量的基荷電源投資。于是，大量的基荷電源項(xiàng)目涌入市場，但基荷發(fā)電空間有限，很多機(jī)組被迫轉(zhuǎn)為腰荷電源（在計(jì)劃市場中則體現(xiàn)為機(jī)組平均分配的發(fā)電小時(shí)數(shù)減少），盈利空間受損。即便如此，當(dāng)前依然有大量的在投、在建的煤電機(jī)組，而尖峰資源卻無人問津，造成了“全年富電量、短時(shí)缺電力”的結(jié)構(gòu)性矛盾局面。

2020年政府工作報(bào)告和“十四五”電力規(guī)劃工作啟動(dòng)會議都強(qiáng)調(diào)了進(jìn)一步提升電力供應(yīng)安全保障能力的重要性。尖峰電力是我國電力供應(yīng)的薄弱環(huán)節(jié)，雖然我國電力裝機(jī)容量不斷擴(kuò)大，但電力結(jié)構(gòu)性矛盾的存在會使得尖峰電力短缺問題難以解決或者需要付出極大的代價(jià)，這會嚴(yán)重影響我國的電力供應(yīng)安全。我國實(shí)際情況是，充足的電力裝機(jī)容量并不能很好地供應(yīng)短時(shí)尖峰電力需求，一味地新增電源裝機(jī)只會適得其反，那如何才能經(jīng)濟(jì)合理地解決我國尖峰電力缺口問題呢？其關(guān)鍵在于，要從電力系統(tǒng)的整體角度出發(fā)，明確各類電力資源的系統(tǒng)功能定位，確定電力系統(tǒng)中分別對應(yīng)不同等級用電負(fù)荷的電力資源經(jīng)濟(jì)組合，優(yōu)化電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)，才能在根源上解決電力缺口問題。

山東省是當(dāng)前中國電力結(jié)構(gòu)和供需矛盾（即基礎(chǔ)負(fù)荷供應(yīng)充足甚至過剩、尖峰負(fù)荷供應(yīng)短缺）最為典型的代表，其電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和電力資源功能定位調(diào)整對于解決全國多個(gè)省份電力缺口問題有很好的參考價(jià)值。以山東為例，電力資源充裕度經(jīng)濟(jì)性排序結(jié)果為：尖峰資源則由延壽煤電和需求響應(yīng)來滿足（發(fā)電側(cè)儲能可在成本進(jìn)一步下降后納入），延壽煤電（折舊和還本付息已完成的30萬千瓦及以下合規(guī)機(jī)組）、抽水蓄能和氣電作為高峰電源，大型水電、跨區(qū)輸電、60萬千瓦以下煤電機(jī)組作為腰荷電源，核電、60萬千瓦及以上煤電機(jī)組作為基荷電源。假設(shè)存在持續(xù)時(shí)間100小時(shí)的500萬千瓦尖峰負(fù)荷缺口，“需求響應(yīng)（270萬千瓦，最大負(fù)荷的3%）+延壽煤電（230萬千瓦）”方案的年化成本最低，為3.25億元；“新建燃煤機(jī)組5?100萬千瓦”方案的年化成本最高，為17.55億元，每年造成14.3億元的浪費(fèi)?？梢?，新建大型煤電機(jī)組來滿足尖峰負(fù)荷供應(yīng)是極其不經(jīng)濟(jì)的，而需求響應(yīng)是滿足短時(shí)尖峰負(fù)荷需求的首選資源，浙江、江蘇、廣東、山東等省份已開展需求響應(yīng)實(shí)踐，并取得了良好的效果；當(dāng)尖峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間延長，“需求響應(yīng)+延壽煤電”的供應(yīng)方式更為經(jīng)濟(jì)合理。

以保障電力供應(yīng)安全為借口建設(shè)煤電，實(shí)際上是對各類資源的電力價(jià)值的認(rèn)識不清晰。煤電是支撐基礎(chǔ)用電負(fù)荷的主力電源，但在基礎(chǔ)用電負(fù)荷水平下降、大量煤電產(chǎn)能閑置的情況下，繼續(xù)建設(shè)煤電機(jī)組會加重電力系統(tǒng)的容量冗余，而新建的煤電機(jī)組用于解決尖峰電力缺口問題是極其不經(jīng)濟(jì)的，會造成極大的社會資源浪費(fèi)；對符合條件的老舊機(jī)組進(jìn)行延壽處理，既可以緩解煤電過剩問題，也可以提供尖峰電力服務(wù)。因此，中國煤電未來發(fā)展的重心不再是裝機(jī)規(guī)模的增長，而是挖掘現(xiàn)有機(jī)組的容量價(jià)值。

以用戶側(cè)空調(diào)負(fù)荷為代表的需求響應(yīng)無須大量的前期投資，對于平衡尖峰電力供需有很好的響應(yīng)能力，隨著可再生能源的大規(guī)模并網(wǎng)和負(fù)荷峰谷差拉大，傳統(tǒng)的源、網(wǎng)規(guī)劃以及電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度模式使得電力系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行成本增大，需求響應(yīng)措施可以減少電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行投入。因而，“十四五”期間重視尖峰資源的發(fā)展，將需求響應(yīng)納入?yún)^(qū)域電力規(guī)劃，利用峰谷電價(jià)挖掘居民側(cè)的電力資源，強(qiáng)化電力供應(yīng)安全保障能力。

受疫情影響，經(jīng)濟(jì)“休克”和用電需求增長放緩，短期內(nèi)負(fù)荷短缺可能不會很嚴(yán)峻，但要防范部分地區(qū)高溫時(shí)段空調(diào)負(fù)荷瞬時(shí)爬升造成的尖峰負(fù)荷短缺；隨著社會生產(chǎn)恢復(fù)、新基建提振電力消費(fèi)、經(jīng)濟(jì)增長向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)軌和多元化用電需求增長，“十四五”需要做好應(yīng)對期間可能會出現(xiàn)負(fù)荷峰谷差拉大、尖峰負(fù)荷短缺加劇情況的準(zhǔn)備。“十四五”是電力低碳發(fā)展的戰(zhàn)略“窗口期”，面臨更為復(fù)雜的國內(nèi)外發(fā)展形勢，要重新審視電力需求增長，考慮可能出現(xiàn)的電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)（二產(chǎn)比重進(jìn)一步下降、三產(chǎn)和居民消費(fèi)比重顯著增加）、用電負(fù)荷特性（負(fù)荷峰谷差進(jìn)一步拉大）、電力資源功能（電源-電網(wǎng)-需求側(cè)-儲能從孤立到協(xié)同）等的變化，制定電力發(fā)展目標(biāo)和路徑。“十四五”電力規(guī)劃應(yīng)從電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性調(diào)整入手來解決電力供應(yīng)安全問題，明確現(xiàn)有電力資源的功能定位，利用市場機(jī)制引導(dǎo)資源配置來“補(bǔ)短板”，改變單純注重依靠增加能源供應(yīng)來滿足需求增長的傳統(tǒng)觀念，將節(jié)能和提高需求終端資源利用效率作為替代資源，以更為經(jīng)濟(jì)的方式滿足同樣的電力服務(wù)，而不是一味地建設(shè)電源容量尤其是已經(jīng)過剩的煤電來滿足新時(shí)期的用電負(fù)荷需求。