內外部系統性、結構性問題，深度影響國內電力供需

編者按：本文來自微信公眾號 奇偶派（ID：jioupai），作者：小輝，創業邦經授權發布。

今年六月以來，極端高溫熱浪席卷了東亞、歐洲、美國的許多地區，數十個城市遭遇極端高溫天氣的考驗。

(資料圖片僅供參考)

根據中國國家氣候中心監測，今年6月，全球平均氣溫較常年偏高約0.4℃，為1979年以來最高，其中俄羅斯北部、歐洲西部等地偏高2℃以上。西班牙、法國和意大利等地的日最高氣溫超過40℃，法國、西班牙、美國和日本等國多個城市刷新高溫紀錄。日本東京連續五天氣溫超過35℃；美國中部和東部高溫警報影響人口約1.25億，超過美國人口的三分之一；與歷史同期相比，本次高溫熱浪事件在歐洲、東亞、北美多地同一時段最高氣溫打破歷史極值。尤其是大暑以來，最高溫度超過40°C的城市頻頻出現。

造成全球氣候變暖的因素有很多，其中影響最大的無疑是 人類活動。 溫室氣體、氣溶膠、土地利用、工業、城市化等都是造成氣候變化的主要因素。

受此高溫影響，今年的夏季旱情嚴重，并嚴重影響了長江流域的水量。6月中旬以來，長江流域降水由偏多轉為偏少，其中，6月下旬偏少2成，7月偏少3成多，尤其是長江下游干流及鄱陽湖水系偏少5成左右，為近10年同期最少。

作為水電大省的四川，干旱的氣候不僅導致水電發電量驟減，也直接拉高了用于降溫的電力負荷。

就在一個月前，中電聯數據與統計中心副主任蔣德斌根據中電聯的統計分析在《中國電力行業年度發展報告2022》發布會上，預測今年迎峰度夏期間，我國的電力供應能力總體可以滿足電力消費需求。

中電聯認為，發電企業為保障能源電力穩定供應，在煤價高位、企業大面積虧損的情況下，仍全力采購電煤，目前電廠存煤處在相對高位。二是氣象部門預測今年夏季來水形勢較好，有利于水電生產。三是部分支撐性電源和輸電線路等度夏重點工程陸續投產，為迎峰度夏期間的電力電量平衡提供了堅強支撐。

然而，現實并未如預測地發生，最終卻演變成了一場中部幾省的限電困局。

1、這樣的限電，對于社會工業生產、商業活動以及人們的生活會產生什么影響？

2、除了全球氣候變化的大背景，還有哪些關鍵因素導致了這場大規模的限電發生？

1 限電之下，30多家上市公司受影響

限電，主要影響工商業企業。

8月14日，四川省經信廳和國網四川聯合下發了《關于擴大工業企業讓電于民實施范圍的緊急通知》，要求從8月15日起，四川省（除攀枝花、涼山）的19個市（州）擴大工業企業讓電于民實施范圍；對四川電網有序用電方案中所有工業電力用戶（含白名單重點保障企業）實施生產全停（保安負荷除外）。原本預計限電持續的時間為8月15日至20日，但現實情況是，截至8月底仍有多個企業仍受限電影響。

作為裝備、能化、新材料等多個產業鏈集于一身的四川而言，工業用電企業生產暫停，在多個產業鏈引發巨震。當地的光伏產業鏈、鋼鐵、化工等企業均受到波及，采取了“急停”的措施，三十余家當地上市企業透露了目前停產的嚴峻態勢和對未來發展可能造成的影響。

重慶市的限電時間則從2022年8月17日零時至8月24日24時，后續根據氣溫變化和供需形勢及時調整。

“現在延長限電影響還是挺大的，” 群智咨詢總經理李亞琴表示。因為原來是限電六天，現在再延長五天，總共將是11天限電，這就意味著面板廠的稼動率比預期的低，至少低15%左右。因為8月停電，這兩線的稼動率比7月有明顯下降。這使8月的液晶電視面板產能供應，達到了2022年以來的最低點，相當于正常投片水平的80%。換句話說，全球液晶電視面板的當月產能將減少兩成。

中信建投首席策略分析師陳果在8月21日的研報中表示，本次限電影響目前集中在四川省范圍內，相比去年影響范圍較小，后續是否擴散到其他省份還需進一步觀望。

目前來看，這一輪的限電對鋰鹽、光伏、化工、半導體方面可能產生影響。

（1）鋰鹽方面，供需矛盾會進一步加劇，下游需求不減情況下預計鋰鹽將小幅上漲；

（2）光伏方面，硅料，硅片，電池片的供給都會受到影響，疊加下游需求旺盛，預計價格會小幅上漲；

（3）化工方面，重點關注磷化工和鈦白粉等受影響比較大的產業，短期內價格可能會出現波動；

（4）半導體方面，關注后續限電時間規模上會不會擴大，超預期限電升級的話，預計電子元器件價格會受到影響。

受影響的產業，主要集中在科技產業的上游原材料產業。不過，上游原材料供應受影響，下游的產業鏈必然也是牽一發而動全身。

8月18日下午，一份上海經信委的協調函件就流傳開來。內容顯示上海市經信委協調四川省經信廳優先給汽車產業鏈企業上汽集團和特斯拉公司的供應商供電。

上海經信委表示，近日收到了上汽集團和特斯拉公司反映，受四川省部分街鎮限電影響，重點汽車零部件供應商無法足量生產，導致上汽乘用車、特斯拉等主機廠出現了零部件短缺，影響整車下線。

不過，上海市經信委工作人員也回應稱，這個函件不是和民生搶電力，會優先保障民生用電的，等工業用電恢復的時候，希望這些企業被優先考慮恢復。

2 內外部系統性結構性問題

工業用電受限，民生與商業用電也受到影響，背后除了全球氣候變化這一不可抗力，還有更多因素共同促成了現今中部幾省市限電的局面。

其中，四川等地自身的內在原因主要是需求端的用電需求明顯增加以及供應端的季節性供電緊張。而外部原因，則是國內供電系統長期存在的資源調配問題。

1、內因：需求猛增供應受限

在需求端，全球氣候異常導致的北半球高溫，導致了國內中部多省市持續高溫，高溫之下，生活、商業和工業用電需求同步激增。

四川日報表示，近年來，四川電網在迎峰度夏期間，局部地區會出現高峰期用電擁堵情況。與節假日出行高峰期擁堵類似，電網就像高速公路，同一時間段大家都用電，也會出現擁堵。因此，電力部門倡導大家主動錯避峰，在白天用電高峰期少用，盡量挪到夜間低谷期用電。

但近期持續高溫，錯避峰也不能完全奏效。由于用電負荷增長主要是空調負荷，持續高溫讓各家空調24小時連軸運行，用電幾乎沒有低谷這一緩和期。

數據統計，今夏四川用電需求激增，刷新單月售電量最高紀錄。7月國網四川電力售電量達290.87億千瓦時，同比增長19.79%。四川大工業日均用電量達4.31億千瓦時，同比增長13.11%，高于上半年大工業平均增速4.84個百分點。

對于居民來說，最直觀的影響是平時常去的商城、寫字樓、地鐵站等，紛紛開啟了“省電模式”。當地居民在地鐵口乘涼、去墓群里避暑、用冰塊降溫等等，也都成了限電之下的段子。

據四川日報稱，當前，全省用電需求最高負荷已躍升至6500萬千瓦，同比增長25%。如果用電負荷長時間居高不下，電網持續承受超載、重載壓力，可能會造成電網安全事故，引發大面積停電。因此，為了保障電網安全，不得不采取保供電調控措施。

而在供給端，作為水電大省的四川，其實長期都存在明顯的季節性電力供應緊張問題。

長期以來，我國水電存在著不容忽視的季節性差異，缺乏徑流調節能力。這意味著水電站只能依靠來水的多少來發電，一旦到了冬季枯水期，水電站的發電量就驟減。因此，我國水電有著明顯的“夏豐冬枯”的特點。一般四川的豐水期為6月到10月，枯水期為12月到次年4月。

豐水期發電量巨大，甚至供大于求，這就有了“棄水”。到了枯水期發電量不足，有可能導致供不應求。

而且在本應豐水期的8月，我國中部地區遭遇了罕見的極端氣候，持續的炎熱天氣和降水稀少，導致四川遭遇反季節的枯水期，電力供應緊張問題也反季節出現，打亂了整體的電力配置節奏。

這樣明顯的天災，讓四川的水電供應減少。

為解決水電困境，四川也在短期內促進火電替代。截至8月13日，四川全網存煤215萬噸，同比增加145萬噸、增長超兩倍，保證火電穩發滿發。

但問題是，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。而在今年7月，四川電網的最大用電負荷達到了5910萬千瓦。顯然，如果水電出現嚴重枯水沒法發電的問題，（即便不考慮燃料的限制）僅靠火電也很難支撐起四川的用電負荷。

其實，水力發電也有一些反季節的技術辦法。

對于水電來說，抽水蓄能技術應是最佳解決方案。抽水蓄能電站發展歷史悠久，在世界各國應用相對廣泛，是當前技術最成熟、最具大規模開發條件的儲能技術。其具有使用壽命長（壩體100年、機械及電氣設備50年以上）、能量轉換效率高（70-80%）、裝機容量大（通常為GW級別）、持續放電時間長（持續放電6-12小時）等特點。在國內，一座典型的抽水蓄能電站120萬千瓦存儲的電量，可以充滿約12萬輛電動汽車。

雖然水力資源是可持續使用的，但國內的水力資源點是不可再生的，如三峽大壩、龍羊峽水電站等均需要足量的水源、適宜的氣候、穩定的地質條件等以滿足水電站的建設，可謂是需要“天時地利人和”。但對于抽水蓄能來說，只要地質條件不是太差，邊上再有一條小河，就可以了。有了它，即使老天不給水吃，通過蓄能水庫提前存下的水也可以緩解燃眉之急。

抽水蓄能工作原理示意圖

但是現實的局面是，中國抽水蓄能電站占總裝機容量的比重僅為1.4%。相比之下，日本高達8%，意大利、西班牙、德國、英國、韓國的也在3%-6%之間。造成這種現象的原因是因為抽水蓄能還具有投資周期過長（平均至少5年）、耗資大等問題，這就使得資本的投資意愿不高。并且資本的天性是逐利的，據相關人士透露，平均每建一個抽水蓄能電站便會虧損3億元。種種因素使得抽水蓄能技術未能在國內大面積鋪開，而能提供季節性電力調控的水電站就更少了。

那么作為新能源受到各國大力推崇的光伏和風電又是什么情況呢？

近些年來，光伏與風電概念在資本市場受到熱捧，這是因為光伏與風電具有投資周期短（如光伏電站平均建設時長只要六個月），見效快等特點，但光伏風電面臨的考驗同樣與水電的問題相似，甚至嚴峻程度要加一等。

不過從目前的現實看，還難以解決實質性問題。

首先是供電穩定性問題，光伏主要是在白天發電，早晚比中午陽光少；風電主要是在夜里發電，夜里比白天風大，早晚比中午風大。風大風小，光強光弱。這樣的波動性、可控性差的特點，使得這兩種能源嚴重依賴儲能，且利用場景十分有限。

其次是經濟性差。大規模的光伏電站與風電站為了獲得最大程度的所需資源一般都選址在偏遠地區，大多集中在三北、高原、高山、沿海，這些地方要么遠離用電負荷中心，要么生態環境脆弱。為了將這些偏遠地區的電能輸送至城市，所需要配套建設的輸電線路成本不低，而水電因本身特性，建址附近一般不會沒有城市。

風資源分布圖（奇偶派制圖）

光資源分布圖（來源：國家能源局）

目前，根據國家統計局公開的信息顯示，國內2021年的發電量達到了81121.8億千瓦時，其中火電占比71.13%；水電占比14.6%；風電占比6.99%；核電占比5.02%；光伏電占比2.26%。

所以，縱使新能源有萬般好，在這些硬傷未能解決之前，還是很難解決根本問題。

2、外因：電力調配失衡

除了持續高溫天氣、來水少影響發電等短期因素外，還有一個更深層原因是，國內電力系統的調配，讓四川在自身缺電之時比較吃虧。

四川作為“西電東送”的重要輸出端，年外送量達1300多億千瓦時，居全國第一。據四川日報今年7月報道，自1998年完成第一次川電外送以來，四川目前已建成全國規模最大、運行最復雜的省級樞紐電網，累計向外輸送清潔能源超過1.3萬億千瓦時，相當于13個三峽水電站的年發電量。截至2021年底，四川水電外送電量連續五年超過1300億千瓦時，占自身水力發電量的約1/3。

外送是因為從發電量來看，四川省的電力供給是過剩的。2021年四川省發電量為4329.5億千瓦時，而全社會用電量只有3274.8億千瓦時。如果不外送，四川的水電還是會存在浪費的問題。

作為一個電力外送大省，四川在自家的優化電力配置協議并沒有太多主動權。

國家電網四川電力公司微信公眾號曾在2021年11月發布的文章稱，“四川作為全國水電基地，按照國家‘西電東送’戰略，境內向家壩、溪洛渡、錦屏等梯級大型電站，均由國家統籌安排開發和消納。其電量在全國范圍內統籌分配，省內、省外有固定的分配比例，并不是四川優先消納，多余電量才外送。”

正因為這種類似契約的規定，使得四川需要持續性向外輸送電量。

在缺電的情況下，四川也需要從外部調配電力。

據媒體報道，目前已經有北京、山西、山東、江蘇、浙江、安徽福建、河南、湖南、江西、遼寧、青海、甘肅等13省市支援四川供電。

而本次為四川提供電力反哺的是最初西電東送時的那一條300萬千瓦的“備胎”，這對于四川每天超5000千瓦的電力負荷，只能算杯水車薪。

可以發現的是，支援四川的省份們并沒有云南、貴州等余電較多的西南省份。這背后是，南方電網與國家電網兩大電力系統雖是并行系統，但互相之間并不完全互通。

曾經，國家電網與與南方電網之間的牽手僅有兩次，一次是在2004年所建立的三峽-廣東±500千伏直流輸電工程，另一次則是2020年底核準建設的閩粵（廣東、福建）聯網工程。

3 寫在最后

8月17日，世界氣象組織應用氣象服務主管羅伯特·斯特凡斯基層警示，“如果全世界再不采取緊急行動，類似高溫干旱洪水等極端氣候事件未來可能成為常態”。

可以看到，這次全球極端氣候下的限電，背后有著深層的內部外結構性原因，既有內部的供需矛盾，又有外部的系統性調整不均問題。如果全球氣候變化成為常態，這樣的結構性因素的存在，將持續導致國內電力問題。

那么，希望在哪兒了？

隨著大規模風、光能源并網，發電側的靈活性、可控性變差，風電、光伏在電力系統中到達一定比例（15％~20％）后，每高一個百分點對電力系統的調峰要求都是質的改變。在風電、光伏電還沒能形成規模效應的情況下，這次限電事件的發生一定程度上為我們提前檢驗了電力系統的穩定性。

由此可見，在“雙碳”的目標下，電力系統怎樣的格局為最優解還尚無定論。但人類從未停止對于能源技術突破的渴望與探索，如資本對于可控核聚變技術首次達到了了十億美元級別的投資；科學界對于水電解制氫供電成本的減少無休止的嘗試；或是光伏電池達到了從24.4%到31.6%的轉換效率的突破。

每項人類的創舉終在不久的將來從量變形成質變。就像埃隆·馬斯克在TED大會上說的，“技術是不會自動前進的，甚至經常退化。只有很多人一起努力才能讓它變好。”

參考資料：

1.知乎，《儲能水電站的效率據說能達到80%，即抽水用電1度，用水的勢能發電能有0.8度，真有這么高的效率嗎？》；

2.第一財經，《四川限電延至11天涉7條面板線，液晶電視面板產能或減少兩成》；

3.Wind萬得，《限電、限電、限電！影響到底有多大？ 》；

4.能源新煤，《水電大省四川為何缺電》；

5.四川日報,《水電大省四川為何會電力緊缺？“三最”疊加 每一度電都來之不易》。

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