四川、云南、重慶、湖南等省份,因為水電占比大或三產(chǎn)生活用電占比高,火電(煤電)利用小時遠(yuǎn)低于5000小時的同時,已出現(xiàn)電力缺口或電力緊平衡。煤電5000小時不再適合作為區(qū)域電量平衡的標(biāo)準(zhǔn),需根據(jù)各地發(fā)用電結(jié)構(gòu),重置煤電平衡小時,以免誤判電力供需情況。未來各省將步川渝滇湘后塵,煤電小時普遍下行,建議設(shè)置容量電價,避免存量煤電破產(chǎn),影響當(dāng)?shù)仉娏?yīng)。
1、煤電小時下降的原因
圖 1 全國水電、風(fēng)光裝機(jī)占比和火電利用小時
(一)供應(yīng)過剩
傳統(tǒng)的技經(jīng)分析,在計算煤電項目經(jīng)濟(jì)性時,利用小時取值為5500小時,近年下降為5000小時。在判斷一個區(qū)域的電量供需平衡時,傳統(tǒng)的判斷認(rèn)為:以區(qū)域煤電利用小時為指針,5000小時是電量平衡,4500小時是寬松,低于4000小時是過剩。
2006年之前,我國電力裝機(jī)由水電、抽蓄、火電(煤電氣電)、核電構(gòu)成,其中,抽蓄、火電、核電能保證出力,徑流式水電出力隨豐枯季變化,有庫容的水電具備調(diào)節(jié)能力。大部分電源均有調(diào)峰能力,火電(煤電)小時可體現(xiàn)電量市場供需情況。
(二)波動電源占比提高
風(fēng)電和光伏波動性電源,靠天吃飯,無法提供穩(wěn)定出力,甚至可能極寒無光、極熱無風(fēng)。2006年風(fēng)電光伏裝機(jī)容量的占比為0.3%,2019年提高至20.6%。隨著風(fēng)電、光伏、徑流式水電裝機(jī)占比的迅速提高,煤電在提供電量的同時,需頻繁調(diào)峰,以保證風(fēng)光的優(yōu)先發(fā)電,利用小時下降。
水電大省四川、云南,水電裝機(jī)占比超70%,發(fā)電量占比超80%。2019年,四川火電3084小時,云南火電2113小時,火電小時低位徘徊時,已出現(xiàn)電力(負(fù)荷)缺口或緊平衡,這是水電裝機(jī)占比大、徑流式電站多的特殊電源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。
2019年,重慶發(fā)電811億千瓦時,用電1160億千瓦時,外來電349億千瓦時(其中四川308億千瓦時),用電量中水電占比超44%,所以,2019年重慶火電利用僅3582小時(統(tǒng)調(diào)煤電3102小時),就出現(xiàn)約150萬千瓦的電力負(fù)荷缺口。
(三)三產(chǎn)、生活用電占比大
2019年湖南發(fā)電1551億千瓦時,其中水電發(fā)電544億千瓦時占比35.1%;用電1864億千瓦時,接受湖北、甘肅祁紹(酒湖)直流送電;平水年,火電3978小時,煤電3796小時。
2019年,湖南的三產(chǎn)和生活用電合計占比高達(dá)46.1%,遠(yuǎn)高于全國30.6%的平均水平,制冷和采暖需求拉動尖峰負(fù)荷。以湖南省會長沙為例,2018年夏季空調(diào)負(fù)荷占比54%、冬季采暖負(fù)荷占比46%。特殊的用電結(jié)構(gòu),加上湖南水電占比較大,導(dǎo)致湖南火電利用小時低于4000的同時,夏冬存在電力缺口。
圖2 三產(chǎn)和生活的用電占比(湖南和全國)
2、煤電在區(qū)域電網(wǎng)中不可或缺
以四川為例,煤電在保障枯水期供應(yīng)、電網(wǎng)潮流分布、電壓支撐、西電東送以及枯水期調(diào)峰等起到至關(guān)重要的作用:
保障枯水期電力供應(yīng)。四川水電枯水期保證出力僅為裝機(jī)的30%-35%,形成區(qū)域獨特的“豐??萑薄钡墓┬栊蝿?。近兩年枯水期,四川主網(wǎng)火電日均上網(wǎng)電量均超1億千瓦時,火電平均開機(jī)容量達(dá)75%,最大開機(jī)容量達(dá)96%,四川火電在枯水期的保供作用不可或缺。
保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。四川電力資源和負(fù)荷逆向分布,電源大多位于高海拔地區(qū),長距離接力式輸電特征明顯,在電網(wǎng)的支撐點上必須有適當(dāng)規(guī)?;痣娞峁╇妷褐危陙?,即使在最小運行方式下,四川電網(wǎng)仍然需要330萬千瓦左右的火電開機(jī)支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。獨特的網(wǎng)源結(jié)構(gòu)和潮流分布,決定了四川火電不可或缺。
調(diào)峰需要和水電外送支撐。2018年四川電網(wǎng)豐水期最大峰谷差為1386萬千瓦,且峰谷差加劇趨勢明顯,要滿足高峰時段用電,必須依靠火電作為調(diào)峰支撐。同時,為提高外送電能質(zhì)量及通道利用率,客觀上火電的外送通道支撐作用不可或缺。
3、重置各地煤電平衡小時,避免誤判電力供需形勢
在川滇渝湘,能否提高火電小時以保障電力和電量供應(yīng)呢?答案是否定的。川滇渝湘火電小時低位運行時,已出現(xiàn)電力缺口或電力緊平衡;如果優(yōu)先保障電力供應(yīng)、提高煤電小時,則需壓降水風(fēng)光電量;如優(yōu)先保證水風(fēng)光出力、提高煤電小時,則電力缺口將擴(kuò)大,需常態(tài)化拉閘限電。在現(xiàn)有的電源結(jié)構(gòu)下,保障供電、提高水風(fēng)光比重、提高煤電小時,三個目標(biāo)難以同時實現(xiàn),不可能三角。
火電利用小時達(dá)5000小時是電量平衡的傳統(tǒng)觀點,已經(jīng)不再適合現(xiàn)在的電力供需格局。根據(jù)各省不同的發(fā)用電結(jié)構(gòu),在保證電力供應(yīng)和水風(fēng)光滿發(fā)的前提下,電量平衡的煤電小時是不同的:平水、常溫年,各省電力緊平衡或剛出現(xiàn)電力缺口時對應(yīng)的煤電小時,就是新的電量平衡小時。
如果僅因為煤電小時低,就將供需平衡誤判為嚴(yán)重過剩而暫緩電源投資,而新電源的前期、核準(zhǔn)、建設(shè)需要一段時間,期間電力缺口將持續(xù)存在甚至擴(kuò)大。
4、未來煤電小時將普遍下行
(一)需求側(cè):三產(chǎn)生活用電占比繼續(xù)提高
圖3 人均用電量和用電結(jié)構(gòu),千瓦時/人年
2019年,我國人均三產(chǎn)用電量847千瓦時/年,人均生活用電732千瓦時/年,三產(chǎn)和生活的用電占比30.6%。英美德法等發(fā)達(dá)國家,人均二產(chǎn)和生活用電量遠(yuǎn)高于我國,用電結(jié)構(gòu)是二產(chǎn)、三產(chǎn)和生活用電各占1/3。預(yù)計未來我國三產(chǎn)和生活的用電量和電量占比將繼續(xù)提高,需求側(cè)的用電結(jié)構(gòu)變化,將導(dǎo)致夏季和冬季的尖峰負(fù)荷更陡峭。
(二)供給側(cè):風(fēng)光占比繼續(xù)提高
火電、抽蓄、核電能提供穩(wěn)定出力,水電次之,風(fēng)光是波動性電源,只能提供電量,無法參與電力平衡。未來新增電源中,風(fēng)電光伏等波動性電源的占比越來越高,能提供穩(wěn)定出力電源占比下降。
(三)未來各區(qū)域煤電小時將普遍下行
未來,在全國范圍內(nèi),需求側(cè)三產(chǎn)、生活用電占比提高,電力負(fù)荷更加陡峭,發(fā)電側(cè)能提供穩(wěn)定處理的電源占比持續(xù)下降;煤電在提供電量的同時,需提供更多的調(diào)峰服務(wù),各區(qū)域的煤電平衡小時將普遍下行。
5、設(shè)置容量電費
歷史上我國大部分電源都自帶調(diào)峰能力,習(xí)慣上只為電量付費,不為電力調(diào)峰付費。電力輔助費用(含調(diào)峰費用)在電費中的占比,經(jīng)過數(shù)年爬升,2019年上半年提高到了1.47%。
表1 電力輔助服務(wù)費用及占比
四川、重慶、云南的存量調(diào)峰火電僅靠電量電費不足以盈虧平衡,煤電企業(yè)虧損面達(dá)到100%,部分企業(yè)資不抵債,面臨資金鏈斷裂的風(fēng)險。以云南為例,截止2018年底,11家統(tǒng)調(diào)煤電廠平均資產(chǎn)負(fù)債率達(dá)147%。如新建本地調(diào)峰煤電項目或外送電以填補電力缺口,煤電小時低位運行,項目經(jīng)濟(jì)性存疑。
川滇渝湘等地煤電小時低、電力緊平衡甚至有負(fù)荷缺口,說明當(dāng)?shù)匦枰{(diào)峰煤電提供的電力。建議在上述地區(qū)試點容量電費,避免存量煤電破產(chǎn)、增量煤電缺乏投資意愿,從而惡化當(dāng)?shù)氐碾娏?yīng),避免因為拉閘限電影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)民生。
(作者系電力行業(yè)從業(yè)者,文章僅代表個人觀點)
參考文獻(xiàn):中電聯(lián)副理事長王志軒《煤電利用小時下降是必然趨勢》。