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金台觀晉 | 照亮23省市區,35%發電外送,沒那麼簡單

人民日報客戶端山西頻道 付明麗
2024年03月11日23:01 |
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剛剛閉幕的全國兩會上,李強總理在今年政府工作報告裡指出,深入推進能源革命,控制化石能源消費,加快建設新型能源體系。發揮煤炭、煤電兜底作用,確保經濟社會發展用能需求。

山西是能源革命的排頭兵,煤電保供當仁不讓!

2月20日,山西出現大風、雨雪、降溫天氣。圖為國網晉城供電公司輸電運檢中心員工在220千伏尖坪線18號模擬導線進行覆冰取樣檢測。

全國9大煤電基地,山西佔3個。

2023年,山西外送電量再創歷史新高,達到1576億千瓦時,同比增長7.67%,保障23省市區電力供應。

這是什麼概念?記者算算賬:

山西去年總發電量4461億千瓦時,外送量佔到35%,平均每秒就有5000度電送到省外﹔環保效益更可觀,相當於輸送標煤4869萬噸,減排二氧化碳1億多噸。

山西是我國重要能源基地。建設電力外送基地是山西能源革命的重要舉措之一。

山西外送電從2018年的927億千瓦時到2023年的1576億千瓦時,5年增長七成,外送電量佔總發電量比重增加5個百分點。

電無處不在,是現代社會的基石、基礎。但其背后怎樣運行,一般人還真說不明白。從發電、消納、送電到交易電,每個環節都不是想的那麼簡單。

(一)生產——

錨定“雙碳”目標,多生產清潔電

作為年產超13億噸的煤炭大省,煤電仍是山西主要電源,是保障電力供應的“壓艙石”。截至2023年底,全省煤電裝機7206萬千瓦,佔電力總裝機的54.2%。

長期以來,煤炭企業和發電企業如同坐在一個“蹺蹺板”上,一方價格高,一方效益就會低。平衡煤電矛盾成為電力安全穩定供應的關鍵。

山西以煤電聯營為突破口,大力推進煤電一體化發展,通過兼並重組、相互參股、長期穩定協議等方式,將煤炭、電力上下游產業有機融合。

塔山發電公司全貌。

坑口電廠是主要形式。比如,晉能控股集團塔山煤礦與塔山電廠緊密相連,一年輸送190多萬噸煤炭,實現“電廠不見煤、發電不見灰”。坑口電廠讓煤炭就地清潔轉化,降低了煤炭運輸成本,避免了因市場、天氣等因素導致的電廠缺煤停機,供電更有保障。

煤電矛盾得到緩解同時,山西又面臨新挑戰。

2020年,我國在第75屆聯合國大會提出“努力爭取2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和”以應對氣候變化新目標。電力是中國第一大碳排放重點行業,佔比超四成,煤電轉型是實現“雙碳”目標的重中之重。

煤電轉型主要有三種路徑:一是煤電機組直接退出﹔二是等量或減量替代,包括上大發電機組、關停小發電機組等﹔三是升級改造,包括煤電機組節能降耗改造、供熱改造、靈活性改造,即“三改聯動”。

山西瑞光熱電有限責任公司俯瞰圖。該公司山西率先實現超低排放,被授予“國家煤電節能減排示范電站”。

山西這三方面工作成效如何?

先看煤電機組退出情況。“十三五”時期,山西關停煤電機組425.6萬千瓦。“十四五”前三年,淘汰落后關停機組245萬千瓦。

再看“上大壓小”。2021年中央生態環保督察曾指出,山西30萬千瓦以下火電機組中有60%能耗不達標。這兩年,煤電機組結構持續優化,全省超臨界、超超臨界機組比例明顯提升,單機30萬千瓦及以上機組超9成,單機60萬千瓦及以上機組近半數,百萬千瓦機組已經投產6台。

最后看“三改聯動”。具體而言,節能降耗改造是為了讓煤電機組少“吃”煤、多發電﹔供熱改造是為了讓煤電機組在發電的同時,還能兼顧為企業和居民提供熱能﹔靈活性改造是為了讓煤電機組能隨時隨地控制自己的發電量。

“十四五”以來,山西累計完成煤電機組“三改聯動”超6300萬千瓦。

算“社會賬”,“三改聯動”保障電力安全穩定供應,提升清潔低碳、高效靈活發展能力。

算“經濟賬”,據初步預計,山西完成“十四五”煤電機組“三改聯動”工作總投資超百億元。採訪中,不少煤電企業坦言,本來就虧損,改造完成后如果沒有良好的營收模式,虧損可能還會加劇,所以改造動力不足。

今年的政府工作報告指出,我國可再生能源發電裝機規模歷史性超過火電,全年新增裝機超過全球一半。

建設新型能源體系,需要進一步發揮煤電調節能力和兜底作用,煤電轉型步伐必須跟上。不少企業表示,除了信貸政策,希望完善市場機制,讓煤電企業具有合理的商業模式和盈利預期。

(二)電源結構——

由單一煤電向清潔低碳電轉變,提升電力含“綠”量

北京冬奧會期間,山西近8億千瓦時綠電進京﹔今年,上海啟用首批“綠色充電樁”,用的也是山西綠電。從京津冀到長三角,越來越多的山西綠電服務經濟高質量發展。

山西山陰縣100MW光伏電廠與工業、建筑、農業、林業、漁業以及養殖業相結合。

近10年來,山西電源結構變化很大。截至2023年,新能源裝機6098萬千瓦,佔全省電力總裝機的45.8%,到2025年將達到50%。

今年,山西省開工的第一個重大項目是晉煤採煤沉陷區新能源基地項目,總投資550億元。項目建成之后,可以為京津冀輸送清潔電力270億千瓦時。

在保障國家能源安全供應的前提下,山西外送電力正由煤電向清潔低碳電力轉變,電力外送含“綠”量不斷提升。2023年,新能源外送電量95.86億千瓦時,同比增長14.95%,其中綠電交易達到23.11億千瓦時,位列省間外送綠電省第一位,覆蓋北京、天津、上海、江蘇、浙江五省市。

今年,山西電力公司將積極對接京津冀和長三角地區,充分挖掘需求,2024年完成綠電交易電量翻一番。

山西平魯區大台山風電場.

在綠電交易中存在綠電賤賣的現象。綠色能源變動成本小,不像火電要燒煤,風光都是免費的,它貴在建設成本,這其實是沉沒成本。所以便出現隻要多賣的便是賺到的情況,並沒有反映出綠電真正價值。

李宏杰介紹,“山西堅持綠電要充分體現環境價值。賣1度綠電,可以比平常多賺3到5分錢,充分體現綠色能源的環境價值。收益增加了,企業投資新能源產業的積極性就高,從而促進整個新能源行業發展。”

隨著新能源裝機規模持續擴大,要保障電網安全穩定運行,除了提升煤電調峰能力,還必須提升新能源出力預測能力。

拿風電來說,預測需要精確到方圓幾公裡內刮多大的風,山腳和山頂都不一樣。山西每一個風電廠都有微氣候氣象監測系統,隨著積累的數據越來越多,預測周期也從一天推進到七天。

(三)送電——

建設特高壓外送通道,提升外送能力

山西煤炭資源豐富但外運通道有限,要將資源優勢變為經濟優勢,山西走上了煤電並輸之路。

1000千伏長治—南陽特高壓交流工程線路。

2009年,山西長治—南陽特高壓投運,這是世界上首條投入商業運營的1000千伏交流特高壓,它改變了能源輸送方式,可以遠距離,大容量、低損耗地把電力輸送出去。

經過15年發展,山西成為全國西電東送、北電南送樞紐,目前已形成“三交一直特高壓+14回500千伏”的電力外送通道網絡,外送能力超3000萬千瓦。

“十四五”山西規劃建設大同—懷來—天津北—天津南特高壓交流輸電通道,2025年形成“四交一直”外送格局,外送能力將達到3600萬千瓦左右。

雁淮特高壓直流輸電工程是山西電力外送大動脈,工程起點位於山西朔州,終點位於江蘇淮安。

但目前,山西在外送通道運行效率、配套煤電送出及新能源外送方面存在一些問題。

前文提到的長治—南陽1000千伏線路是華北與華中電網聯絡的唯一通道,由於該工程屬於試驗示范工程,規劃建設了單回線路,目前按聯絡線控制運行功率,已降至100萬千瓦左右,送電能力受到制約。

受限於長治—南陽特高壓通道運行功率較低,山西長治地區漳澤、趙庄、高河煤電機組464萬千瓦難以送出,山西向華中區域送電能力大幅下降。

此外,山西大規模新能源亟需新增外送通道消納。山西風光資源優勢顯著,截至2023年新能源裝機達6098萬千瓦。目前山西省已批復新能源裝機超過1億千瓦,全部投產后,新能源發電能力遠超省內消納水平,新能源亟需新增外送通道送出消納。

今年全國兩會期間,山西代表團建議推動長治至南陽第二回特高壓交流通道建設,加快規劃山西至華東特高壓直流外送通道,支持特高壓配套外送風光等清潔能源,從而提升山西電力外送能力。

(四)交易——

建設電力現貨市場,提升資源配置效率

去年,國網青海電力公司找到山西,希望能有中長期電力合作。晉電入青,要經過山東、河北、寧夏、甘肅。為何舍近求遠,不優先從西北電網購電?

青海電力交易中心交易部相關負責人表示,青海清潔能源裝機佔九成,光伏為主,白天富裕,晚上缺電。以前主要靠水電調節,這兩年黃河進入枯水期,調節能力不足,這也是西北地區電源普遍特點。

而山西電源種類多樣,既有煤電,又有風電、光伏。雖然煤電總裝機規模比重在下降,但仍是保供主力電源,發電受天氣和光照影響小,電網支撐穩定、調節靈活。

近年來,隨著全國新能源裝機比重提升,這種優勢愈加凸顯。2023年,山西電力外送實現多個“首次”——

首次向青海、四川供應中長期電力,在西南地區枯水期和西北夜間電源支持不足時段開展互濟調節交易﹔首次實現晉電入藏,未來三年,每年12月至次年4月枯水期,向西藏送電5億千瓦時,滿足西藏近1/5外購電需求﹔首次與江蘇、上海簽訂多年政府間送受電協議。

圖為呂梁-晉中1000千伏變電站500千伏線路工程,該工程是山西“西電東送”通道調整系列工程之一。

當然,就算山西有電源優勢,各地要想在缺電的時候及時用上電也並不簡單,這與電力交易機制有關。

近20年來,我國一直在推進電力市場化改革。2017年國家開展電力現貨市場建設試點前,一直是中長期交易。

中長期交易指的是多年、年、季、月、周等日以上的電力交易,買賣雙方通過協商、集中競價等方式提前約定好交易量和價格,雙方有一個比較穩定的預期。但是,買方的實際用電會存在變數,在中長期交易下,有些短時段用電需求難以響應。

要滿足這些需求,需要更加靈活的市場交易方式,電力現貨交易市場就可以發揮作用了。

現貨交易指的是日前、日內和實時交易,周期短、頻次高,可幫助發現電力實時價格,更能實時反映市場供需和成本,可以吸收中長期合同外的余量進入實時市場,競爭上網。

舉個例子,張三經營一家烤肉店,與屠宰場簽訂一年期合約:不管市場如何波動,屠宰場每天為張三送200斤牛肉,每斤30元,此為中長期交易。而某個周末,張三所在的城市有大型活動,客人爆滿,200斤牛肉不夠用,張三臨時去市場進貨應急,此為現貨交易。當然電力交易更要復雜。

雁門關換流站,工作人員進行年度檢修。

山西是全國首批8個電力現貨市場建設試點之一,從2018年試運行,2023年12月率先轉入正式運行,建立起空間上覆蓋省間和省內,時間上跨越中長期和現貨,品種上包括電能量和輔助服務的電力市場體系,資源配置效率大大提升。

現貨交易下,山西可以每兩小時申報一次供需情況,根據供需雙方報價開展交易,最大程度滿足各種用電需求。

山西增加低谷、平段外送電力,充分挖掘省內發電能力,2022年、2023年度夏度冬期間低谷比晚高峰平均多送470萬千瓦。在省間現貨市場利用高峰高價機制,調動發電企業富裕發電能力支援全國供應緊張地區,2022年、2023年省間現貨交易量分別為41億千瓦時和62億千瓦時。

山西電力交易中心有限公司董事長李宏杰介紹,“山西這兩年大型火電項目投產並不多,大部分是風光項目。在這種可靠供應電源增長不多的情況下,外送電量大幅增長,主要是因為我們運用了更加靈活的市場交易方式。”

優先消納新能源是電力現貨市場基本規則之一。近年來,山西新能源裝機規模佔比不斷提高,新能源出力的隨機性對電力平衡帶來巨大挑,而現貨價格能有效引導調峰行為。新能源出力不足時段電價上漲,激勵煤電機組頂峰發電﹔反之,煤電機組負荷下降,為新能源讓出空間,電力供應更加安全可靠。目前,山西新能源消納率保持97%以上。

希望更多省份、更多企業和家庭用上山西電!

“金台觀晉”是人民日報社山西分社著力打造的新媒體品牌專欄。我們努力以人民日報的大格局觀察山西經濟社會發展的大布局,努力呈現一個真實客觀的山西。

統籌:何勇

本期策劃:何勇

文字: 付明麗

圖片:國網山西省電力公司、晉能控股集團、前進雜志

出品:人民日報客戶端山西頻道

投稿郵箱:rmrbsxfs@163.com

(責編:武笑、桑莉媛)

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