说句政治不正确的话,省电是省不出电力平衡的。为了省下这1200万千瓦的负荷:
1,四川当地居民用电出现大范围、长时间、不定时停电。
2,工业用电方面执行有序用电政策,扩大工业企业让电于民实施范围,对所有工业电力用户(含白名单重点保障企业)实施生产全停。据《经济观察报》统计,截至上周(8月21日),有超过20家上市公司发布了因四川有序用电政策而停产的公告,其中包括泸天化、京东方、富士康、四川金顶
而在电力行业,一个公认的结论是:
缺电造成的社会损失是电价的100倍以上。
问题是,水电大省四川,即使在水电出力不足的情况下,还是大体行维持了供需平衡,问题是在于每年外送的1300-1500万千瓦的外送电力。
这部门能停下来本地就近供应吗?现在看来,几乎不可能。因为这里面涉及太多电力改革问题与行政问题。
? 水电大省为何缺电?
在很多人的印象中,四川盆地是一个特别适合人类居住的存在。日子过得巴适不说,生活成本也较低。
例如一位川籍好友就经常向我科普冒菜、麻辣烫与火锅的区别;或者唠叨每年6-10月的丰水期,成都等地用户都会收到优惠电价的返还,在并在下个月缴费时充到电卡账户。
他不无骄傲地和我炫耀:
电力折扣,这是四川人民的专属福利。
事实上,这种电力大酬宾的底气,来源于当地独特的电力结构。
四川省煤炭资源并不丰富,却是水力发电的大省。该省水能可开发量达1.48亿千瓦,占全国22.2%,仅次于西藏居于第二位。但由于相对优越的地理条件,四川省水电装机容量和年发电量均居全国第一。据四川电力交易中心的历史数据:
截至2021年底,全省装机容量11435.1万千瓦,其中水电8887万千瓦,占比77.7%;火电1824.9万千瓦,占比约16%。
值得注意的是,水力发电受到季节性波动的较大影响。在降水充沛的丰水期,发电量往往比同年丰水期高出20-40%。因而在正常年份的丰水期(6-10月),四川省水电的供应甚至大于需求,每年还会出现弃电的现象。例如2016-2020年间,四川省平均每年弃电接近100亿度。这正是四川人民能够享受季节性水电折扣的原因。
也正因为如此,我们不能仅凭装机容量评估该省实际发电量。但即便这样,四川省依然是我国电力输出大省:
2021年全省共生产电力4329.5亿度,自用3274.8亿度,外送1054.7亿度,在全国各省市中仅次于内蒙、山西、云南,排名第四。
这意味着:
四川省每发4度电,就向外省输出1度电。
四川位于西电东送中线通道的关键节点,其水电主要通过五直八交通道送往华东地区,且与部分东部省份(如江浙沪)达成了优先供应的输配协议。到2021年底,四川省连续5年外输电量超过千亿度,为东部地区经济发展做出了不可磨灭的贡献。
但这一切,都在今年发生了巨大的反转。
自8月份以来,全国各地陆续出现了极端高温天气,而重庆、四川等地成为重灾区。据《财新》、《经济观察报》等媒体调查,今年四川省各流域水位严重回落,长江干流及洞庭湖、鄱阳湖水位较常年同期偏低4.7~5.7米,重庆巴南区常年淹没在江水中的佛爷梁岛礁
在如此严峻的形式下,位于长江上游的水库(例如三峡库区)必须在有关部门协调下,承担向下游补水的任务。这进一步导致川渝地区水电站水库蓄水跌至历史低位(甚至死水位,即无法发电的水位低点)。
汛期反枯现象导致了今年水力发电的断崖式下跌。
截至8月中旬,四川省水力发电量由去年同期的9亿度下降至4.4亿度,降幅达到51%。情况紧急之下,该省67座火电站迅速补位。8月22日,全省火力发电1275万度,占当日省内最大负荷的25%,而往年同期该比例约为10%。
但四川省是中国名副其实的大省(面积48万平方公里,人口8100万,相当于德国的人口与土地面积),存在较大的刚性用电需求。8月21日起,四川省启动突发事件能源供应保障一级紧急响应机制。
首先,扩大工业企业让电于民
其次,地铁、商场、写字楼等场所关停广告照明、部分电梯停运,博物馆等场所暂停对外开放。例如繁华的春熙路,最新夜景是这样的:
而居民用电方面,四川省各地出现了大范围的停电,多地乡镇农村甚至出现长时间、不定时停电。
在严格的限电政策之下,四川省实际电力负荷峰值由5910万度降至4700万度。
但这一切都是有代价的。
停电对群众的身体健康造成切实影响,不仅仅是体感不适或中暑,还让热射病这一陌生名词成为摆龙门阵时的时髦话题。
而工业企业的影响则直白得多。根据泸天化
预计导致尿素产量减少约3.5万吨、甲醇产量减少约1万吨,预计影响归属于上市公司净利润减少约3000万元。
有意思的是,8月17日泸天化披露了更多的细节:
通过多措并举全面发力…公司总有功负荷从53000千瓦减少至12000千瓦。
换而言之,泸天化每日用电大约降低了4万度,5天预计节约20万度,由此造成的直接经济损失3000万元。算下来:
每度电的短缺,对公司造成的直接损失为150元。
这还不包括设备关停损害及重启成本,也没有考虑到对产业链的影响。
例如作为西部最大的电子产业生产基地、全国最大的光伏产业基地,四川省上游企业的停工,直接导致下游硅料、半导体产业的等米下锅。8月16日,上海市经济和信息化委员会向四川省经济和信息化厅发函,要求为四川省汽车零部件企业给予一定电力供应倾斜。
显然,如果从社会成本与福利损失角度看,限电对四川省而言是绝对的净损失,这远不是外送电力的净收入所能弥补的。
耐人寻味的是,几乎所有川渝地区上市公司限电公告中,都提到当地有关部门及电力部门的前提表述:
在发电机组应发尽发、外送通道全部满送的情况下,高峰时代已然存在加大缺口…
有没有觉得外送通道全部满送稍显奇怪?
事实上在需求端,四川电力部门预计,近期(指2022年8月)全省最大用电负荷约为6000万千瓦。
而在供给端,按照全省水电装机容量8887万千瓦、出力49%计算,水力发电可提供4354.63万千瓦,再加上1824.9万千瓦的火电(注:火力发电不受季节性影响,因此以去年实际发电量保守计算,如果按装机容量,火电可提供2000万千瓦以上的电能),额定输出可达6179.53万千瓦。如果再加上由甘肃等地提供的500KV直流外送背靠背反向运行,以及各地紧急增援的应急发电车…
这似乎说明:
综合四川目前的电力供需,应该在总体上接近供需平衡,不至于出现容量(GW)不足,顶多出现峰值时段电量(GWh)缺口。
换而言之,如果没有电力外送,四川省电力缺口,是一种相对短缺而不是绝对短缺。
那么,一个自然而言的问题是:
四川省能不能停止电力外送,从而缓解电力短缺给当地经济、民生所造成的巨额损失?
这个问题牵涉甚大,让我们从一则陈年往事说起。
? 二滩弃水事件
很多年以前,我实习的单位承接了电监会某业务中心的委托,参与起草某个部门规章制度。而阴差阳错之下,我居然成为撰写成员之一,并在长达40余天的时间里,与该部门的杨博士逐字逐句敲定初稿。
工作之余,还顺便听到了很多八卦。
例如杨博士谈到,他刚参加工作时候,就受困于当时沸沸扬扬的二滩弃水事件。
2000年,位于四川攀枝花市的二滩水电站整体完工,总装机容量330万千瓦,成为当时我国最大的水电站。然而,由于发出的电卖不出去,也难以存储,在一段时期内不得不减少甚至放弃发电。
这一个案例在当时引发了巨大的社会轰动。舆论关注的吊诡之处在于:
一方面,该水电站面临着较大的负债压力,光是需要偿还世界银行及国内银团的贷款,就高达200亿元。
另一方面,建成后的水电站实际运营成本几乎为零。只要售出的电价(注:上网电价)为正,就能产生正的收入。
大众困惑的是,为什么二滩的水电不主动降价而直接弃水?为什么各地不接受更清洁更廉价的水电呢?
杨博士向我解释了一番其中的难处。
首先,二滩水电站的上网电价在市场上没有任何优势。当时,二滩水电站的上网电价达0.45元/度,远高于国电公司系统0.25元/度的均价,甚至比当时城市居民的入户价(0.42元/度)还高。国电公司一旦接纳二滩水电,每度电就要净亏损两毛钱。这个钱,谁来承担?
其次,二滩的上网电价偏高,很大程度上是因为建设水电站时的高昂成本。例如世行的借款合同中就规定,为了保证短期还清贷款,二滩水电站运营时必须达到12%的净资产利润率(注:当时国际上大型水电站的贷款期为40-50年,但在当时局势下,国内吸引外资难度较大,故二滩水电站的还款期仅为15年),由此逆推上网电价必须达到0.45元/度才行。国家计委(如今的发改委)也是根据项目的建设成本加成而批准的。
最后也最重要的是,即使批准降价销售,当时各方也难以达成一致的电力交易。实际上,经过上级部门一番论证与协调,二滩的实际上网电价按照0.18元/度执行,国电也同意了这个方案。但是,临近省市无人愿意接手!
例如按照最初的规划,二滩水电站建成后,有2/3的电力是要送往四川省重庆市的。但电站建成时,重庆已经新设为直辖市,正壮志满怀地要大干基建,把GDP搞上去呢——于是,重庆市建成并投产了装机容量为70万千瓦的珞璜二期火电项目。
对重庆市而言,这实际上是一道二选一的选择题:
如果拒绝二滩的水电,则可以保障珞璜火电的正常运营;如果消纳二滩水电,以当时重庆市的工业基础与居民用电水平,珞璜火电必然发电受限。这不但影响重庆本地电力企业的发展,还会影响火电的上游产业——例如煤炭产业链。而煤炭业是典型的劳动密集型产业,产能不足是会影响企业效益与劳动就业的…
在当时国企改革与下岗潮的负向反馈,以及各省市GDP挂帅的晋级锦标赛干部选拔机制激励双重刺激下,高举保产业、保民生大旗的地方政府,无疑做出了最现实的选择。
末了,杨博士无奈地和我吐槽道:
在技术上完全可行的方案,在实际中还需要考虑更多。感觉这么多年学过的电力调度太理想化了。
多年以后我才明白,当时,杨博士母校的一位教授曾发表了一份重量级的调研报告,并尖锐地指出:
二滩项目的局面是典型的政策失效、计划失效和制度失效。这表明各种既得利益集团——包括行业垄断的地方保护主义——已经成为中国经济发挥潜在增长需求的严重障碍…从治本的角度来看,核心是要打破部门垄断电力市场的格局,加速我国电力体制的改革。
而制度经济学中把它描述为:
交易壁垒。
? 艰难的电网体制改革
如果说我国电力改革肇始于1997年撤销电力部、组建国家电力公司,那么电网系统改革的里程碑事件,则是二滩弃水。当时的激进媒体甚至把它与西方经济危机下倾倒牛奶进行类比,并直接促使了2002年的厂网分离改革。
(一)电力产品的经济调度
电力产品具有高度同质性(homogenous)的特征,对用户而言几乎不存在产地与品质的差异。所谓水电柔火电暖,核电硬风电软只存在于段子里。因而在交易上,天然不存在物理障碍。用大白话解释是:
用户只关心电力供应数量、单价、可靠性,不关心这是东北电还是四川电、火电还是水电。
按照这个逻辑,如果四川电力紧张,电力调度系统完全可以把跨区外送的电能留在本地,同时开启输送目标地(如华东地区)的机组出力,同时在价格上进行调控——例如提高华东地区新增电力上网价格,由此导致的成本递增与四川省电力系统另行结算即可。
这在理论上是完全可行的。
一方面,根据张树伟博士等人的实证研究,华东地区还存在数量可观的空闲容量(idle),只不过在电煤高企、减少碳排的双重限制下,东部地区的火电厂没有动力开工(发电即亏损)、当地政府也不愿意重启火电供应(影响当地清洁能源3060目标)。如果有足够的补偿与上级部门的协调,这是存在协商解决空间的。
另一方面,四川省也可能乐于接受跨区调度机制。因为业界公认,缺电造成的社会损失是电价的100倍以上。这与泸天化公告中透露出来的信息(150倍)是一致的。即使电价翻番补偿,对四川省来说依然是一门划算的生意。
而在我国电力实务中,也曾出现过类似的交易补偿机制。例如2009年湖北出现明显电力缺口,有关部门组织江西向湖北交易电力。但实际操作中,江西省是把协议中的三峡电调拨给了湖北,而在省内挂牌,向火电企业采购电量。电力系统中有一个专用名词对此进行描述:
经济调度(Economic Dispatch)。
很显然,我们从中可以看到:
电力系统的平衡是一种交易结算层面的财务平衡,而不是实际调拨的物理平衡。
(二)难以建立的电网统一调度
电力同质性为减少交易成本提供了可行性,但实际中大规模的统一调度依然无法推行。这里面存在至少两方面原因。
首先是技术层面存在成本问题。我们可以看到,近期国家电网加紧了跨省调度电力支援四川的步伐:
2009年投入运营的陕西宝鸡-四川德阳输电通道,设计初衷是夏季丰水期由德阳向宝鸡输送水电,冬季枯水期由宝鸡向德阳输送风电。今年夏天该通道首次全天候满功率反送运行。
但在实务中,双向输电通道是极少的。因为这意味着需要建设两条线路,意味着需要海量资本的提前投资与布局。
举个例子,2022年7月1日,四川白鹤滩至江苏800千伏高压直流输电工程竣工,每年可输送清洁电能超300亿千瓦时,成为西电东送工程
更困难的是,由于各自为政,部分西电东送工程的电力交易层面上,存在重大的制度安排缺失。
例如上述白鹤滩水电站
同理,由于行政区划、经济发展不平衡诸多原因,成渝地区与周边地区还没有建立起大规模的互补互济电网系统…
这就是中国电网改革中存在的一个老大难题:
无论厂网分离搞得如何轰轰烈烈、电价市场化交易试点多么如火如荼,却没有一个机制保证以最低成本的机组优先满足局部需求,也没有本地发电有效保障本地需求的安排。
国家发改委原副主任、国家能源局原局长张国宝
到1999年时候,我国各区域的电网还是互不相连的,远未形成全国互联互通的统一大电网,各个电网自己管自己的事。
张国宝局长上任后干的第一件事,就是推进各地电网的互联互通,形成一张世界规模的大电网。
例如当时广东省缺电接近1000万千瓦,当地政府强烈建议在本地新开工火电厂,满足经济需求的同时,带动本地投资、用工以及GDP的发展。而中央综合实际成本、区域经济的考虑,更倾向于开发云贵地区的水电资源,跨网调拨。
在双方焦灼的关键时刻,时任总理立下军令状,并获得长者的资瓷。该书对此是如此描述的:
由此可见,打破部门利益的条条框框、各自为战,难度会有多大?难怪张局长的这部回忆录以筚路蓝缕起名,因为这段开创性的事业蕴含着常人难以想象的阻力,与《左传》中的如下描述是契合的:
筚路蓝缕,以启山林
可喜的是,到2012年,我国先后完成了华北电网与东北电网、华中电网
不存在一个权威的主体去负责整个电力系统的平衡,而是调度部门首先确定联络线计划与电厂出力分配计划,然后下级部门在此基础上进行省内安排。这一流程建立在遵循空间控制边界(Balance Area)的基础之上,本质上是一种序列决策(Sequential Decision)。
因此不难理解,为什么四川缺电后很难推进本地转调、输送地购买的最佳博弈决策,因为目的地的电网属于独立调度机构,没有一个权威的国家调度中心安排协调、共享。
? 变化的未来
综上所述,川渝地区因罕见的干旱而导致水电出力的锐减,这是导致当地电力短缺的直接原因。但由于当地丰富的水力资源,这种电力短缺是相对的短缺,而不是绝对的短缺。如果从全国一盘棋的角度,电力系统还是存在合力做大蛋糕的机会(即外省市加大发电力度,实现跨区域电力调度),而不是你死我活的零和博弈
从这个角度看,挑动区域矛盾、用煽动笔调鼓励局部地区牺牲…这是非常愚蠢而乏味的行为。有关部门应该以这一突发事件为契机,打破行业或区域的分割所造成的僵直,实现电力供需的统一大市场。
米兰·昆德拉
通常情况下,当某种不可逆转的事情不可避免地即将发生时,人们最好的选择,往往是加速该事件的发生。
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