今夏,全球多地頻現缺電現象。
在國内,受持續高溫幹旱天氣影響,中國水電第一大省四川供電受到影響。根據國網四川省電力公司數據,高溫天氣導緻7月水電來水偏枯四成,8月以來偏枯五成,再疊加負荷增長,緻使四川工業企業限電限産。除了川渝地區,安徽、湖北、浙江、江蘇等長江中下遊多省份也紛紛采取限電限産措施。
與此同時,全球其他國家也出現電力危機,歐洲今年前7個月的水力發電量比去年同期減少兩成,挪威、意大利、法國、西班牙等地水電産量驟減,疊加國際局勢影響,歐洲多地遭遇電價飙升、電力短缺和頻繁停電問題。據國際能源署報告,2022年上半年,全球主要電力批發市場的價格指數達到2016-2021年上半年平均水平的兩倍,其中歐洲許多地區的電價增長超三倍。
國内和世界其他國家的缺電現象有何不同?不同省份、不同國家主要發電來源有何不同?缺電現象是否還将持續?存在哪些影響因素?如何應對?通過梳理電力相關數據,南都大數據研究院帶你看全球電力系統的變化與挑戰。
極端高溫疊加幹旱觸發國内川渝地區、長江流域電力緊張在中國,發電的能源以煤炭為主,水能等可再生能源次之。從影響範圍看,今年出現的電力緊張主要集中在川渝地區,以及安徽、湖北、浙江、江蘇等長江中下遊省份。
因我國地勢複雜、山川、河流衆多,加上近年來環境保護措施的推行,四川等地發電因地制宜,主要以水電為主,今年前7月水力發電量也排全國第一。在今年波及全球的厄爾尼諾現象影響下,西南多地出現極端高溫幹旱天氣,降水量減少,導緻水電來水量減少,疊加夏季高峰用電量需求激增,部分地區因此出現缺電、限電的局面。
同時,四川還承擔了西電東送、保障沿海地區工業正常生産、居民用電的任務,原來主要支援江浙等華東地區,這些下遊省份因此受波及。根據中電聯數據,四川今年前7月共送出電量977億千瓦時,同比增長46.8%,電力輸出量位居前三,僅次于内蒙古自治區和雲南。
廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強向南都記者表示,今年四川出現的供電緊張屬于局部短期現象,中國并未有全局性的電力危機,與去年因“能耗雙控”等原因人為限電不同,今年主要受極端高溫幹旱天氣影響,區域水力發電量出現下滑,但電力消費受限區域比去年小,不能以局部代入整體。
8月25日,四川省政府召開電力保供相關會議,會議将事件稱為電力保供“遭遇戰”,并表示取得了階段性勝利,同時強調川東川南一些地區高溫還将持續,要争取外電支持,還要提前謀劃迎峰度冬,挖掘省内煤炭資源增量,繼續擴大省外煤炭資源,保障電煤。
根據國家統計局數據,2022年上半年,全國共發電39631.1億千瓦時,同比增長7%,其中,内蒙古自治區、山東省、江蘇省、廣東省為發電量最大四省,利用煤炭、石油、天然氣等化石燃料産生電能的火電仍占據全國發電主力。
在傳統火電之外,核能、風能、太陽能在一些省份也占據相當比例。例如,作為全國核電第一大省,廣東省上半年所發核電約占總發電量的五分之一。此外,包括風能、太陽能在内的可再生能源也在一些省份也占到總發電量的10%至15%,如内蒙古自治區、新疆維吾爾自治區和河南省等。
疊加國際局勢影響的電力危機歐洲多國重啟煤電從世界範圍看,受高溫幹旱影響水力發電的還有歐洲多國。據法國電力公司數據,今年1月以來,在占全國水電裝機容量七成以上的地區,水力發電量減少了60%。意大利水電廠所在地河流水位今夏降至70年來最低水平,意大利公用事業聯合會統計該國水力發電今年前5月同比減少四成。挪威的水電儲備也受沖擊,據挪威水資源和能源局數據,該國今夏水庫蓄水率低于過去20年的平均水平。
“比較來看,高溫是共同因素,但當前歐盟還需應對更多沖擊,屬于真正的電力危機,這裡主要存在兩點不同。首先,除了政府執行力問題,不同于中國工業用電大、居民用電小,歐盟的用電比例特點難以讓電于民,這是一大差異,如果從工業挪電過來,沖擊非常大,應對很難。其次,現在疊加俄烏沖突帶來的能源短缺問題,歐盟的油和氣受影響,它天然氣主要是用來發電的,俄氣一斷就缺很多。”林伯強分析稱。
極端天氣整體會推升用電需求,同時,多國電力危機的影響因素不僅是極端天氣。國際能源署報告表示,受俄烏局勢影響,多國處于能源危機中,電力部門成為受影響最嚴重的行業之一,這對于正經曆嚴重能源市場動蕩的歐洲、新興和發展中經濟體尤為明顯,供應中斷、燃料價格飙升給脆弱的電力系統帶來巨大壓力,并導緻區域停電事件。
多地電力市場價格持續飙升。數據顯示,2022年上半年,歐洲的平均天然氣價格是2021年同期的四倍,而煤炭價格是2021年同期的三倍多,推升了許多市場的批發電價。國際能源署全球主要電力批發市場的價格指數達到2016-2021年上半年平均水平的兩倍。
由于高昂的天然氣價格和供應限制,煤電正在取代天然氣發電,特别是在尋求結束對俄羅斯天然氣進口依賴的歐洲國家。為了确保俄烏沖突後的能源供應,一些歐洲國家推遲了煤炭逐步淘汰計劃,并取消了之前對煤炭的限制措施。以德國為例,作為氣候承諾的一部分,德國去年曾計劃到2030年逐步淘汰煤炭使用,使用天然氣來緩解煤炭和可再生能源之間的過渡,但今年8月,德國能源巨頭Uniper宣布将重啟原來停用的煤電廠。歐洲多國重啟煤電的“回頭路”行為遭遇一些氣候非政府組織批判。
若局面未有轉折,林伯強表示:“如果要從其他地方買油氣,也需要基礎設施,短期内隻能用煤電、核電來替代。他們隻能持續到把新的基礎設施建好,比如從加拿大進口天然氣,把加拿大跟歐盟之間的連接點建好,總而言之,得有替代才能去掉煤炭等能源。”
全球電力消耗逐年增長工業用電成主力據國際能源署統計,全球電力消耗在過去50年裡增長近4倍,其中,工業用電占據總消耗量超四成。此外,商業和公共服務用電也占了總電力消耗量的兩成。
作為全世界唯一擁有聯合國産業分類中所列全部工業門類的國家,中國電力消耗的主力是工業生産,高于同期全球工業用電量平均占比。“這是讓電于民的結構基礎,隻要從工業挪出一些給居民,就可以守住民生用電。”林伯強表示。
據中電聯數據,2022年1至7月,全國産業用電共41717億千瓦時,同比上漲1.1%,城鄉居民共用電7586億千瓦時,占全社會用電量的15.4%。在産業用電中,以制造業、采礦業、建築業等為主的第二産業是用電主力,共計用電32552億千瓦時,占第一、第二、第三産業總用電量的78.0%。
其中,制造業共用電24281億千瓦時。化工行業、有色金屬行業、采礦、冶煉行業和建材行業是第二産業中所需電量最多的産業。在2022年上半年,化工、有色行業的用電量同比上漲5.2%和2.5%,而黑色行業和建材行業則分别下降4.3%和4.4%。
高技術及裝備制造業的2022年1月至7月的用電量同比上漲則超過了傳統的四大高載能行業。其中,電氣機械和器材制造業同比上漲17.9%,醫藥制造業同比上漲9%。
電力需求推動煤炭使用量全球加快清潔能源轉型成挑戰國際能源署預計,2022 年全球用于電力的煤炭使用量将有所增加,由電力需求推動。該機構能源市場和安全主管表示:“各國政府不得不采取緊急措施來應對眼前的挑戰,但他們也需要專注于加快對清潔能源轉型的投資,作為對當前危機的最有效持久反應。”
數據顯示,以煤炭、石油、天然氣為主的化石燃料在過去30年為全世界發電主要能源來源,在2019年占據全球發電量的63.3%。而包括水電、風能、太陽能、地熱能和潮汐能在内的可再生能源比例逐年增加,占據2019年全球發電量的26.5%。世界對于傳統化石燃料的依賴依然比較嚴重。
在“雙碳”背景下,我國将大力發展光電、風電、水電、核電等清潔能源,從近年數據看,能源結構也在不斷調整。根據國家統計局數據,過去十年來,中國原煤生産占比持續下降,水電、核電、風電等一次電力生産占比逐年提升。
國家能源局數據顯示,今年前7月,全國新增發電裝機容量8443萬千瓦,比上年同期多投産1618萬千瓦,8443萬千瓦相當于近4個三峽電站的總裝機容量。其中,風電和太陽能發電新增裝機容量同比也有所增加。
中國能源研究會能源政策研究中心執行主任林衛斌指出,滿足碳中和目标的能源轉型要求大幅度提高非化石能源消費比重,電力系統将呈現深度低碳化特征,預計非化石能源發電比重将由當前的三分之一提高到2050年的84%-90%。此外,為支撐非化石能源規模化發展,能源開發利用模式需要由傳統的集中式轉向去中心化模式,能源電力系統形态将迎來深刻變革。
統一電力市場體系受關注“虛拟電廠”概念再度變熱值得注意的是,此次四川部分區域限電引起了輿論關于合理安排、調配電量的相關讨論。電網的彈性、兼容性和儲電能力受到廣泛關注。在2021年,美國得州曾因未接入美國兩大電網,本州電網斷電、故障時無法盡快從其他州獲得電力,導緻至少240人因冬季暴風雪而喪生。
中國擁有世界最大的電網,電力裝機量和發電量均為世界第一。國家電網在2022年以4606億美元的收入位列世界500強第三,僅次于沃爾瑪和亞馬遜。但從各地的資源屬性、電力潛能來說,國土廣闊、地形、氣候、資源差異大,各地發電方式迥異,局部地區短期出現電力短缺的情況并不罕見。
為了應對類似情況,“虛拟電廠”概念今夏被帶熱,其可以基于大數據調度發電量,提高電網運行效率,多地已提出規劃并布局,國内首家虛拟電廠管理中心今年8月26日在深圳成立。據林伯強介紹,“虛拟電廠”并非新概念,早在二十年前就被提出,主要通過節能減排和優化配置,讓供需更加緊湊,“目前把這個概念再提出來,新的技術會賦予它不同的使命,會有好處,但其實難以現在極端氣候導緻的問題。”
在電力緊缺中,加快建設全國統一電力市場體系也備受關注。據了解,南方區域電力市場今年7月23日已經啟動試運行,覆蓋範圍包括廣東、廣西、雲南、貴州、海南等五省區,涵蓋電力中長期、現貨、輔助服務交易。試運行當天,市場化交易電量達27億千瓦時。預計今年全年,南方區域電力市場累計市場化交易電量将達到1.11萬億千瓦時,接近廣東、雲南、貴州三省2021年的全社會用電量總和。
就全局而言,林伯強認為,短中期内,中國能源安全的主要挑戰是極端天氣引發的局部能源供應不足,以及石油對外依存度較高,應從電網建設、電源多元化以及發展電動汽車等方面進行應對。而中長期面對的是風電光伏大比例接入後的電力安全供應問題,需要将能源轉型作為一個系統工程,從生産側和消費側同時發力。在生産側加大儲能配比,為風電光伏提供穩定的保障;在消費側,需要逐步改革電價機制,讓消費者更多參與電力穩定供應。
出品:南都大數據研究院
數據采集分析:林芯芯
設計:
數據來源:國家統計局、國家能源局、中電聯、國際能源署、挪威水資源和能源局、意大利公用事業聯合會、公開報道等
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