对当前全国大范围“限电”的分析与思考

袁家海 张健 华北电力大学

本轮全国大范围“限电”的主要原因是煤炭供应紧张和煤电越发越亏所导致的发电意愿大降，并非是由于有效发电装机容量不足。2021年夏季用电高峰时期并未出现大范围严重的电力缺口。表面上看，“限电”原因可归结为能源“双控”政策压力和发电燃料供应短缺，前者是部分省区根据国家发改委印发的《完善能源消费强度和总量双控制度方案》通知对“两高”行业采取限电限产措施，后者是煤电企业存煤不足而减发电量叠加来水偏少水电少发，造成社会生产生活用能持续增长形势下的电力供应不足。深层次原因是煤炭经历供给侧改革后产能受限，而疫后内外需骤增引发供需失衡，煤与电市场化程度不一所引发的有效在线发电容量不足。因此，此次“限电”暴露的深层次课题是如何实现能源有序转型与社会经济健康发展的良性长效协同。

数据显示，“十三五”期间，全国累计退出煤矿5500处、退出落后煤炭产能10亿吨/年以上，超额完成8亿吨/年的规划目标。到2020年，全国原煤产量39亿吨。我国煤炭产能“十三五”期间先降后升，期末已回升至2014年水平。2021年4月份以来，国内连续加码煤炭增产保供的意见和措施，上半年合计新增优质先进产能1.4亿吨/年，共生产原煤19.5亿吨。国家发改委预计2021年新增煤炭先进产能超2亿吨，加上进口，我国煤炭供应能力是有保障的。

然而，8月份用电高峰期煤炭供应紧张导致煤价上涨之后，煤炭供应本应转向宽松，价格下行，9月份煤电厂“补库存”以应对即将到来的供暖季，但却出现了“越供应、越涨价”的现象。内蒙古煤炭交易市场数据显示，9月27日动力煤主力合约结算价格为1231.4元/吨，对煤电行业造成了极大的成本压力。短期内电价不可能大幅上涨，煤电企业缓解成本压力要寄望于煤炭增产保供和稳煤价信号引导煤炭市场价格逐步回归合理区间。

疫后经济复苏，宏观政策持续加码推动“新基建”快速部署，释放经济增长活力。2021年9月高技术制造业PMI为54%，较上个月增长0.3个百分点，高技术制造业增加值同比增长22.6%，1-8月集中电路、光电子器件、微型计算机设备累计产量同比增长48.2%、36.2%、34%（图1）。2021年1-8月“新基建”热潮带动传统基建稳固提升，1-8月累计固定资产投资和房地产投资同比增速分别为8.9%和10.9%，钢材、水泥累计产量同比增长分别为7.3%、8.3%。随着国民经济稳定恢复，我国工业生产总体稳定，2021年1-8月工业累计增加值同比增长13.1%。储能、光伏等新能源产业链蓬勃发展，短期内带动高耗能行业主要产品产量强势反弹，2021年1-8月十种有色金属、化学纤维、塑料制品、乙烯累计产量同比增长分别为9.1%、15.6%、11.4%、25%（图2）。

图1 2021年1-7月高技术制造业主要产品产量及增速

图2 2021年1-7月高耗能制造业主要产品产量及增速

随着全球疫苗接种速度加快，各国陆续解除封锁措施，全球经济逐步走出疫情“阴霾”，主要国际经济组织纷纷提高对2021年全球GDP增长的预测（表1）。我国经济保持稳中向好，外贸出口延续增长趋势。2021年上半年我国GDP增速12.7%，两年平均增长5.3%，两年平均增速比一季度加快0.3个百分点。8月我国PMI指数50.1%，低于上月0.3个百分点，制造业扩张力度有所减弱，仍在荣枯分水线以上。“双控”政策下对于未达标省区实施“限产、限电”，9月PMI指数略有回落，降至49.6%。

我国疫情防控进度领先全球，对其他国家的出口替代拉动出口高速增长，但与年初相比持续放缓。2021年1-8月我国累计出口总值2.1万亿美元，同比增长33.7%，进出口差额累计为3624亿美元，同比增长25.4%（图3）。从出口替代的主要商品来看，非高耗能制造业方面，2021年1-8月通用设备、专用设备、金属制品、汽车制造和计算机、通信和其他电子设备累计出口交货值同比增长分别为23.7%、20.3%、51.1%、47%、14.3%（图4）；高耗能制造业方面，2021年1-8月黑色金属冶炼、有色金属橡胶和塑料制品、化学纤维制品、化学原料和化学制品累计出口交货值同比增长分别为47.5%、58%、20.5%、44.6%、31.7%（图5）。

表1 主要国际经济组织2021年全球GDP预测

图3 2021年1-8月我国进出口情况

图4 2021年1-8月非高耗能制造业累计出口交货值

图5 2021年1-8月高耗能制造业累计出口交货值

在“新基建”政策推动作用下，加上出口替代影响，2021年1-7月我国非高耗能制造业用电量增速为23.9%，显著高于高耗能制造业用电量增速，东部外贸活跃的发达地区用电需求旺盛，沿海五省合计用电量达16899亿千瓦时，同比增长20.3%。2021年1-7月我国规模以上煤电发电量同比增长16.2%，煤电发电量增长一方面由于2020年疫情冲击下电力需求低基数影响；另一方面我国电力系统清洁低碳转型，可再生能源比例不断提升，其波动性和不确定性导致局部电力紧张，煤电平均利用小时数增加296小时肩负保供责任。

煤炭作为电力和热力供应的主要能源，钢铁、水泥、化工生产的主要原材料，在“新基建”拉动内需、出口替代拉动外需的双重刺激下，其需求量短期内呈现骤增态势，但从中长期角度看高增速难以持续。其一，目前我国出口替代属于暂时性替代，其他国家疫情得以控制，出口贸易将逐步平稳。其二，财政减收压力迫使“新基建”专项债发行放缓。其三，“双控”政策将持续对高耗能施加供给制约，中长期控制产能扩张，约束供给。从区域角度来看，短期内沿海外贸大省受影响最大，河北、湖北等高耗能大省其次，广东、福建、江苏等地未能有效完成节能目标，能耗强度不降反升，被“红灯”预警实施“限电、限产”。

“十四五”期间在替代型外需消退的趋势下，我国以刺激内需为主的发展策略有助于稳固经济形势。预计电力需求年均增速为4.5%，2025年全社会用电量将达到9.6万亿千瓦时。电力系统清洁低碳转型加速推进，相比中高速增长的电力需求，煤电需肩负稳定基荷和调峰服务的责任，“十四五”期间其发电量将保持低速增长，2025年达到5万亿千瓦时。随着煤电供给侧改革深入，煤电装机技术结构优化，全面完成超低排放和节能改造，煤电平均供电煤耗有望进一步降至302克标煤/千瓦时。在内需和外需趋于稳定、“双控”政策约束高耗能需求的情况下，2025年发电用煤需求预计达14.5亿吨标煤。

我国的集中供暖需求随着城镇化的稳步提升而逐年增长。我国以“秦岭-淮河”线划分集中供热区域，集中供暖区域涵盖北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、河南、陕西（秦岭以北）、甘肃、青海、宁夏、新疆的全部城镇地区，以及四川的部分地区。这些地区共28.09%的城镇常住人口消耗81.17%的集中供热量。根据清华大学建筑节能研究中心的计算，2001-2019年，城镇化的快速推进使得北方城镇建筑面积从50亿平方米增长到152亿平方米，增长了约2倍。2019年，北方地区城镇集中供热（考虑非经营性集中供暖）面积约为133.26亿平方米（图6），集中供热率为87.7%。其中，城市集中供热占比80%。

另外，我国热电联产和工业余热市场规模的快速扩张为集中供热面积持续增长提供重要支撑。因此，随着我国城镇化水平的不断提高和新建住宅面积的持续扩张，集中供热覆盖面积也将进一步扩大。

图6 2010年来我国城镇集中供热面积变化

我国北方供热热源仍以燃煤供暖为主，燃煤热电联产面积占总供暖面积的45%，燃煤锅炉占比为32%；其次为燃气供暖，燃气锅炉占比11%，燃气壁挂炉占比4%；另外还有电锅炉、各类电热泵（空气源、地源、污水源）、工业余热、燃油、太阳能、生物质等热源形式，共占比5%。图7为2016年底北方城镇地区热源结构。推行北方地区清洁采暖以来，燃煤热电联产供热比例应有进一步增加，而燃煤锅炉和其他所涵盖的散煤供热占比应有明显下降。

图7 北方城镇地区热源结构

尽管城镇供热面积在持续增加，随着供热效率的改进，近十年来全国供热需求总量增长缓慢（图8）。2019年，全国城市集中供热总量为39.26亿吉焦，其中蒸汽供热总量约为6.5亿吉焦，同比增长12.71%；热水供热总量约为32.7亿吉焦，同比增长1.18%。“十四五”期间节能高效的燃煤热电联产机组是集中供热技术的主要发展方向，燃气热电联产集中供热区域与城市热网结合，承担供热调峰功能、大型区域供热锅炉将成为重要补充，分散供热锅炉将被淘汰。由此判断“十四五”期间每年需要约60.5亿吉焦的热量来满足集中供热需求。2019年电力集中供暖能耗约2.01亿吨标准煤，预计2025年达到3.2亿吨标准煤。

图8 全国城市集中供热总量增长趋势

以保障民生用能需要、确保群众安全温暖过冬为保供工作的重点任务。气象部门预测受拉尼娜现象影响2021年可能遭遇冷冬，这意味着当前的供电紧张局面在冬季可能会进一步加剧。为此，当务之急是坚持底线思维、以民生为基础全力保障今冬明春电力热力供应。督促煤炭企业全力增加电煤供应；督促发电企业确保电力稳发满发；督促电网企业统筹调配资源，强化统一调度，合理安排运行方式；科学组织有序用电，要求以保民生、保重点为底线，优先安排“双高”企业避峰让电；加强宣传引导全社会科学用电、节约用电、合理用电。确保供暖期有能够保障用电安全的可用电源能力，煤电、气电等多渠道来提升电力供应能力，坚决做到“压非保民”和“限电不关阀”。

合理疏导发用电成本。燃煤发电“基准价+上下浮动”的市场化价格机制需要从实际出发，应持续监测煤炭产—供—运—销环节价格政策执行情况。对于2019年底实施的浮动幅度范围为上浮不超过10%、下浮原则上不超过15%的过渡措施要灵活调整，合理疏导发电企业生产运行成本。建议首先移除不允许上浮的限制措施，进一步扩大工商业用电的市场化程度，真正通过市场机制实现“煤电联动”。

有效控制不合理用能需求。坚决遏制地方盲目上马“两高”项目和比特币“挖矿”泛滥等不合理用能情况，要从思想上认识到碳达峰不是“攀高峰”，从行动上推动主要耗煤行业节煤限煤，限产高耗能避免带来突发性的用能缺口。

进一步做好有序用能工作。指导地方主管部门科学合理制定有序用能方案，完善动态调配协调机制。以民生用能为保供底线，挖掘用电企业需求响应能力，做到用户知情，合同约定需求侧调峰，确保电力供应方案可靠可行，多角度科学实施措施来坚决避免压限居民用能情况发生。

展望“十四五”时期，电力负荷尖峰化和可再生能源渗透率稳步提升，而长时经济储能技术发展尚需时日，短时“限电”（即短时尖峰资源或有效容量不足）或成为未来电力供需常态。充分发掘需求侧资源参与电力平衡成为新时期电力行业健康发展的优先选择。从长期来看，实现“双碳”目标需要统筹行业发展绿色转型、能源低碳清洁利用与经济供能用能保障，一方面要保持低碳转型的长期战略定力，一方面要守住能源供应安全，利用技术进步和体制机制创新实现二者之间的动态平衡。

明确发展才是硬道理，在经济高质量发展的基础上有序开展能源电力低碳转型。作为世界上最大的发展中国家，中国必须在实现经济发展目标的基础上有序推进双碳目标，避免运动式“减碳”。一方面，兑现我国气候承诺的挑战巨大，包含煤电在内的“双高”项目需要控增，把碳达峰当成“碳冲锋”是不可取的。另一方面，煤电机组需要有序退出，不顾经济发展需求轻率减煤控碳，短期内过快过猛关停煤电机组（特别是小型供热机组）造成电力短缺和供暖缺口也不可取。从电力供应的方面，“十四五”要坚定不移地推进以新能源为主体的新型电力系统建设，在形成新能源满足新增电力需求主体的同时，要加快可控稳定电源的多元化建设和抽蓄、新型储能等灵活性资源的有序部署。煤电机组灵活性改造和延寿备用是新型电力系统建设期保障电力供应安全和系统灵活性的重要手段。从基础能源供应方面，在持续扩大新能源供应能力和稳定油气生产和进口的同时，要根据“十四五”的煤炭需求客观配置煤炭产能。确保在低碳转型的进程中能源安全保障有力。

认清能源电力低碳转型的形势和趋势，把握有利条件和变革时机。全球多个国家提出了碳中和目标和经济绿色复苏倡议，都在重点支持清洁低碳产业发展。“十四五”全国电力供需形势总体趋紧，但长期来看，当前面临的系统性硬缺电风险是转型的阵痛期。必须深刻认识到为了增加GDP而继续新增“两高”项目、扩大其产能是违背发展规律的短视行为。地方政府应着力推进产业基础升级，深刻把握发展阶段性新特征新要求，坚持把做实做强做优实体经济作为主攻方向，一手抓传统产业转型升级，一手抓战略性新兴产业发展。

明确经济有效的能源转型需要政府和市场齐头并进。推动“双碳”目标的实现，从总量、价格、效率、环境、公平五个维度展开评估并做好分工。政府要考虑并评估转型需要投入的基建设施投资成本、转型后的电力供应成本、转型后各类机组的运行效率及环境效益情况，可能带来的搁浅成本及影响群体安置资金投入。再将部分配置资源的权力还给市场，通过合理的市场机制设计来调动社会资本投资“双碳”相关基础设施；合理分摊发电成本，保障合理投资回报来调动能源电力企业供能积极性；疏通完善电价全产业链传导机制来让用户共同分担能源电力低碳转型成本；挖掘存量煤电灵活性改造、延寿、封存备用等多种方式来发挥煤电托底保供作用；高效调用需求响应、电网互济等手段来提升电力系统整体灵活性。高效的电力市场体系和丰富的电力产品设计是经济保障电力安全的底层“制度基础设施”。

“团结一切可以团结的力量，调动一切可以调动的因素”，实现各能源分系统耦合互补，发挥各自所长、规避短板，跨部门、跨行业、跨领域联动。我国现有的煤炭、石油、天然气、可再生能源与核能五大能源类型之间，存在通过相对优势的互补融合对冲消除能源种类劣势，形成整体优势的发展需求和巨大的技术创新空间。因此，要打破能源领域版块壁垒，以化石能源清洁高效利用与耦合替代、清洁能源多能互补与规模应用、以低碳电力为中心的多能互补耦合为主线，逐步构建清洁低碳、安全高效的国家能源电力安全供应新体系。

（文章仅代表作者个人观点）

推荐阅读