中國儲能網(wǎng)訊：目前，中國正依托自身的能源和資源特點，積極而謹慎地推動碳排放達到峰值并實現(xiàn)碳中和，同時加速推進新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的規(guī)劃和建設?。中共中央、國務院《關于新時代推進西部大開發(fā)形成新格局的指導意見》提出，繼續(xù)推進跨省區(qū)重點輸電通道的建設，包括西電東送工程，以增強清潔電力的輸送能力。《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》和《“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃》提出，推動西部地區(qū)清潔能源的高效綠色開發(fā)，特別是以四川、云南和西藏等長江上游經(jīng)濟帶地區(qū)為關鍵，加快實施西電東送的水電項目；同時，聚焦沙漠、戈壁和荒漠地帶，積極建設大型風電和光伏發(fā)電基地，建成投產(chǎn)一批、開工建設一批、研究論證一批多能互補輸電通道，到2025年西電東送能力達到3.6億kW以上。西電東送戰(zhàn)略加快推進的同時，部分輸電通道電量不可持續(xù)、走廊資源稀缺、運行風險劇增、交易壁壘制約等風險挑戰(zhàn)逐步顯現(xiàn)，成為構建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的關鍵影響因素。
《中國電力》2024年第11期刊發(fā)了梁雙等撰寫的《中國西電東送40年發(fā)展成效與政策建議》一文。文章全面總結了40年來西電東送在保障電力供應、推動低碳轉(zhuǎn)型、帶動產(chǎn)業(yè)升級、促進經(jīng)濟發(fā)展等方面取得的主要成就，系統(tǒng)性分析了西電東送存量通道和新增通道在規(guī)劃建設、調(diào)度運行、市場交易等方面面臨的多重挑戰(zhàn)，并從“三期一體、三位一體、三時一體、三市一體”等方面提出了推動西電東送高質(zhì)量發(fā)展的對策建議。
中國西電東送40年發(fā)展成效與政策建議
梁雙1，王涉1，徐輝21.中國國際工程咨詢有限公司2.中國三峽新能源(集團)股份有限公司
西電東送是國家西部大開發(fā)的標志性工程，是促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、實現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置的重要舉措。經(jīng)過40年發(fā)展，中國西電東送已形成“北、中、南”3個通道輸電格局，外送能力持續(xù)提升，發(fā)展成效十分顯著。全面總結了西電東送在保障電力供應、推動低碳轉(zhuǎn)型、帶動產(chǎn)業(yè)升級、促進經(jīng)濟發(fā)展等方面取得的突出成效，系統(tǒng)性分析了西電東送持續(xù)推進中面臨的多重挑戰(zhàn)，并從通道規(guī)劃、電源協(xié)同、運行安全、市場機制等方面提出了對策建議，推動西電東送高質(zhì)量發(fā)展。
一、西電東送提出背景
能源是支撐人類社會存續(xù)與進步的關鍵物質(zhì)基礎，對國家的經(jīng)濟增長具有決定性的影響。中國的能源資源特點是“富煤、貧油、少氣”，并且資源的分布遍及全國，但分布極不平均。能源資源與消費的分布特性確定了“北煤南運、西氣東送、西電東輸”的能源運輸格局。從第5個“五年計劃”即20世紀70年代后期開始，中國電力發(fā)展政策中就明確提出“發(fā)展大電站、建設大型水電和火電基地，發(fā)展電網(wǎng)，實施大型水電和坑口電廠向外送電”。“向外送電”構成了西電東送項目最初的設想?。在1980年代初，電力發(fā)展規(guī)劃在考慮“東部、中部、西部”的區(qū)域劃分、沿“長江、黃河、珠江”的經(jīng)濟帶以及“環(huán)渤海、長三角、珠三角”的沿海經(jīng)濟區(qū)的基礎上，提出了十大水電站和十大火電站基地，規(guī)劃裝機容量分別達到1.8億kW和1.5億kW。同時，電網(wǎng)規(guī)劃還包括了如葛洲壩水電站向華中、華東地區(qū)供電，紅水河水電站向廣東地區(qū)供電，以及黃河上游水電站、陜西、蒙西、山西的火電站和蒙東火電站向華中、華北、東北地區(qū)供電的一系列輸電項目。1984年5月，山西大同—北京房山500 kV線路投入運行，由山西經(jīng)河北向北京送電，線路全長286 km，正式拉開全國西電東送的序幕。20世紀80年代末、90年代初，西電東送工程已經(jīng)開始展現(xiàn)其優(yōu)勢，通過在較廣的區(qū)域內(nèi)進行資源優(yōu)化配置，有效地減輕了東部地區(qū)的電力供應壓力，同時促進了西部地區(qū)的電力和經(jīng)濟發(fā)展，西電東送“北、中、南”3個通道已現(xiàn)雛形?。
二、西電東送發(fā)展現(xiàn)狀
截至2023年底，中國西電東送已形成北、中、南“三個通道”輸電格局，煤電、水電、新能源“三類電源”配套格局和跨省區(qū)遠距離“三億千瓦”配置格局，在電力資源優(yōu)化配置方面發(fā)揮著十分重要的作用。具體情況如下。1）西電東送工程已形成北、中、南“三個通道”的輸電格局。北部通道包括新疆、內(nèi)蒙古、陜西、寧夏等省區(qū)，向華北和華東地區(qū)輸電；中部通道由四川、重慶、湖北等省市向華中和華東輸電；南部通道則由云南、貴州、廣西等省區(qū)向廣東輸電。截至2023年底，已建成72項西電東送工程，形成電力資源跨省跨區(qū)配置格局。2）西電東送已形成煤電、水電、新能源“三類電源”配套格局，中國2015—2022年能源利用情況如圖1所示。初期，北通道配套西部煤電和黃河上游水電，中通道配套長江三峽和金沙江干支流水電，南通道配套長江三峽、云南瀾滄江、貴州烏江、以及桂滇黔交界處的南盤江、北盤江、紅水河水電和滇桂煤電。隨著新能源快速發(fā)展，配套電源逐步向“風光水火儲”一體化轉(zhuǎn)變，新增輸電通道可再生能源電量占比不低于50%，形成多種類電源互補發(fā)展格局。
圖1 2015—2022年中國新能源利用率
Fig.1 New energy utilization rate in China from 2015 to 2022
3）西電東送已形成跨省區(qū)遠距離超“三億千瓦”配置格局。截至2023年底，全國西電東送工程輸電能力約3.2億kW，預計“十四五”末形成東西部優(yōu)勢互補協(xié)同發(fā)展格局。
三、西電東送發(fā)展成效
40年來，西電東送在保障電力供應、推動低碳轉(zhuǎn)型、帶動產(chǎn)業(yè)升級、促進經(jīng)濟發(fā)展等方面成效顯著，主要表現(xiàn)如下。1）有效保障中東部電力供應。中國能源資源和電力需求呈逆向分布，供需相距800~3000km，西電東送實現(xiàn)了全國能源電力資源的跨省區(qū)配置。2023年，西電東送電量約1.2萬億kW·h，超過中東部地區(qū)用電量的20%，有效保障了中東部經(jīng)濟社會發(fā)展用電需求。2）有力推動中東部低碳轉(zhuǎn)型。西電東送將西部豐富的水風光等清潔能源以電能的形式輸送至中東部，減少中東部化石能源消耗和二氧化碳排放。初步測算，2023年中東部地區(qū)節(jié)約標準煤3.6億t，減少二氧化碳排放約10億t，減少氮氧化物、二氧化硫和煙塵排放約30萬t，有力推動中東部清潔低碳轉(zhuǎn)型，助力實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，中國碳排放趨勢如圖2所示。
圖2 中國能源碳排放趨勢
Fig.2 The trend of carbon emissions from energy sources in China
3）全面帶動輸電裝備產(chǎn)業(yè)升級?！拔麟姈|送”戰(zhàn)略驅(qū)動下，中國已全面掌握特高壓交流和直流的規(guī)劃設計、試驗研究、設備研制和運行管理關鍵技術，并在國內(nèi)、國際上推廣應用，實現(xiàn)“中國制造”和“中國引領”，已建成世界輸電能力最大的±1100kV準東—皖南常規(guī)直流工程、±800 kV烏東德送電廣東廣西柔性直流工程和世界首個張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程，帶動了變壓器、換流閥、斷路器等輸變電裝備及其上下游產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級。4）持續(xù)推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。西電東送輸電工程和配套電源工程，可帶動投資、促進就業(yè)，并獲得穩(wěn)定的發(fā)電和輸電收益，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢。中國近年來新能源發(fā)電累計裝機容量情況如圖3所示。
圖3 2013—2022年中國新能源發(fā)電累計裝機容量及占比
Fig.3 Accumulated installed capacity and proportion of new energy generation in China from 2013 to 2022
四、西電東送面臨的風險挑戰(zhàn)
西電東送戰(zhàn)略加快推進的同時，部分輸電通道電量不可持續(xù)、走廊資源稀缺、運行風險劇增、交易壁壘制約等風險挑戰(zhàn)逐步顯現(xiàn)，成為影響新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設的重要因素，具體分析如下。1）部分存量通道外送不可持續(xù)。四川、云南、貴州、湖北、安徽等傳統(tǒng)西電東送的送端地區(qū)電力供需形勢趨緊，逐步由電力富余、基本平衡、緊平衡轉(zhuǎn)向電力短缺，外送能力持續(xù)減弱?。2）新增輸電通道走廊資源稀缺。中國正加速開發(fā)以沙漠、戈壁和荒漠地區(qū)為重點的大型風電和光伏基地，已建、在建及規(guī)劃中的輸電通道超過20條。此外，這些省份的煤礦分布廣泛，其中山西和陜西的含煤面積分別占到省域面積的40.4%和27.7%。同時，湖北、安徽和江蘇等省的過江通道緊張，生態(tài)保護紅線分布廣泛，且存在多處交叉跨越，走廊資源嚴重短缺，新增輸電通道難度極大?。3）輸電通道運行風險急劇增加。隨著西電東送規(guī)模持續(xù)擴大，輸電通道愈發(fā)密集，兩回至多回通道“同送同受”或走廊鄰近，如遇雷擊、暴雨、洪澇等災害，極易出現(xiàn)多回通道同時跳閘或倒塔事故。此外，通道落點密集，近區(qū)電網(wǎng)故障易引發(fā)多回通道連鎖故障，嚴重影響負荷中心電力供應。4）跨區(qū)市場交易壁壘亟待破除。目前，中國電力市場仍處于推進完善階段，跨省區(qū)交易功能尚不健全、規(guī)則尚未統(tǒng)一，交易壁壘和行政干預仍有存在。
五、西電東送高質(zhì)量發(fā)展建議
隨著西部清潔能源基地綠色高效開發(fā)，預計“十四五”西電東送規(guī)模將達到3.6億kW，“十五五”及中遠期西電東送規(guī)模將超過5億kW，需統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)同施策，提出建議如下。1）推進遠期、中期、近期“三期一體”，遠近結合，統(tǒng)籌通道規(guī)劃。堅持全國一盤棋，著眼長期能源電力發(fā)展格局，優(yōu)化近中期電力流向，結合大型風電光伏基地的開發(fā)時序，重點在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)，以及西南水電、風電和光伏的清潔能源基地。優(yōu)先考慮四川、云南、貴州、湖北、安徽等傳統(tǒng)送端基地的電力保供和接續(xù)外送，在此基礎上統(tǒng)籌研究新增通道布局和建設時序，提高通道規(guī)劃的前瞻性。2）推進清潔電源、調(diào)節(jié)資源、輸電通道“三位一體”，由近及遠，強化資源協(xié)同。堅持外送一張圖，統(tǒng)籌規(guī)劃西北、西南等能源基地輸電走廊和湖北、安徽、江蘇等省過江通道，避免新增密集通道引發(fā)多回輸電線路同時故障；統(tǒng)籌水風光等清潔電源、煤電和儲能等調(diào)節(jié)資源、輸電通道“三要素”的建設規(guī)模，場址、站址選擇由近及遠，一體化布置于合理半徑范圍內(nèi)，同步規(guī)劃、同步建成、同步運營，提高網(wǎng)源配置協(xié)同性。3）推進平時保供、需時互濟、急時支撐“三時一體”，遠近協(xié)同，強化資源協(xié)同。堅持運行一張網(wǎng)，建立適應跨區(qū)域遠距離大規(guī)模西電東送的電力調(diào)度機制，充分發(fā)揮正常運行方式下跨省區(qū)通道的輸電能力，挖掘迎峰度夏、迎峰度冬、極端天氣、自然災害等特殊需求情況下輸電通道之間、送端和受端之間余缺互濟能力和嚴重故障時的緊急支撐能力，提高電網(wǎng)運行安全性。4）推進中長期市場、現(xiàn)貨市場、輔助服務市場“三市一體”，由遠及近，完善市場機制。堅持市場一本賬，建立適應西電東送的電力市場體制機制，推動遠時間尺度的中長期市場、近時間尺度的現(xiàn)貨市場和輔助服務市場分別發(fā)揮穩(wěn)定預期、發(fā)現(xiàn)價格、調(diào)動調(diào)節(jié)資源作用，實現(xiàn)交易尺度由遠及近，有效銜接，提高電力配置經(jīng)濟性，各省間現(xiàn)貨市場情況如圖4所示。
圖4 2023年省間現(xiàn)貨交易成交量價情況
Fig.4 Trading volume and price situation of inter provincial spot transactions in 2023
六、結論
西電東送是中國能源發(fā)展的重大戰(zhàn)略，是實現(xiàn)中國跨區(qū)域資源配置的重大工程。本文得出如下結論。1）西電東送已建成“三三格局”，能力持續(xù)提升。截至2023年底，中國西電東送已形成北、中、南“三個通道”輸電格局，煤電、水電、新能源“三類電源”配套格局和跨省區(qū)遠距離“三億千瓦”配置格局，在電力資源優(yōu)化配置方面發(fā)揮著十分重要作用。2）西電東送已取得“多重收益”，成效十分顯著。年輸送電量約1.2萬億kW·h，有效保障中東部電力供應；年減少二氧化碳排放約10億t，有力推動中東部低碳轉(zhuǎn)型；不斷突破特高壓輸電關鍵技術，全面帶動輸變電裝備產(chǎn)業(yè)升級；推動西部資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，持續(xù)推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。3）西電東送正面臨“四重挑戰(zhàn)”，亟須統(tǒng)籌施策。部分存量通道外送不可持續(xù)，新增輸電通道走廊資源稀缺，輸電通道運行風險急劇增加，跨區(qū)市場交易壁壘亟待破除。4）西電東送應推動“四個一體”，實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。推進遠期、中期、近期“三期一體”，遠近結合，統(tǒng)籌通道規(guī)劃；推進清潔電源、調(diào)節(jié)資源、輸電通道“三位一體”，由近及遠，強化資源協(xié)同；推進平時保供、需時互濟、急時支撐“三時一體”，遠近協(xié)同，保障運行安全；推進中長期市場、現(xiàn)貨市場、輔助服務市場“三市一體”，由遠及近，完善市場機制。
