加快推進適應(yīng)碳中和目標的電力市場改革

周景彤 汪惠青

電力行業(yè)的二氧化碳排放量約占我國能源活動碳排放總量的40%。在碳中和目標下，電力行業(yè)需要加快改革、深度脫碳。近年來，我國電力市場穩(wěn)步發(fā)展，綠色轉(zhuǎn)型明顯，但依然存在電力供應(yīng)不足、電力資源與負荷中心分布不均衡、聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與輸電技術(shù)不完善、減排方式不合理等問題；電力系統(tǒng)在靈活性和穩(wěn)定性等方面的短板仍無法滿足新能源發(fā)電的發(fā)展要求。近期我國南方多省限電現(xiàn)象，也體現(xiàn)出電力市場深化改革的迫切性。因此，需要從提高電力系統(tǒng)靈活性、完善市場化價格形成機制、加強特高壓、智能電網(wǎng)、新能源接入等技術(shù)和工程實踐、建立低碳減排激勵機制等方面入手，進一步完善我國電力市場建設(shè)。

一、近期我國南方多省限電措施及其原因

近期，南方地區(qū)湖南、江西和浙江等多省采取限制用電措施，引起社會各界廣泛關(guān)注，此次限電情況再次凸顯了我國配網(wǎng)建設(shè)的不足，而限電原因各異，需要具體分析。

（一）“需求旺盛+供給吃力”造成湖南、江西等地電力供應(yīng)偏緊

1.用電需求旺盛。第一，工業(yè)用電需求快速增長。受新冠肺炎疫情影響，2020年國內(nèi)大量工業(yè)訂單推遲到下半年并延續(xù)至年底，疊加下半年國外對我國工業(yè)訂單大幅增加，導(dǎo)致下半年工業(yè)生產(chǎn)繁忙。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2020年11月，湖南規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長7.4%；江西規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長7.9%。工業(yè)生產(chǎn)增加造成工業(yè)用電需求大幅增長。湖南工業(yè)用電量累計同比自5月起轉(zhuǎn)負為正，到11月達到年內(nèi)最高值3.3%。廣東、內(nèi)蒙古和江西等地工業(yè)用電量累計同比也在11月達到高峰（見圖1）。第二，居民用電需求快速增長。受“拉尼娜現(xiàn)象”影響，2020年我國冷空氣活動較以往年份增多，寒冬提前來臨，居民采暖用電需求的高峰較往年提前。據(jù)統(tǒng)計，2020年11月我國全社會用電量同比增加9.4%，居民生活用電量同比增加7.3%，以往年份通常要到12月之后才會達到這一增速（見圖2）。另外，從電力消費結(jié)構(gòu)來看，湖南居民用電量占比在國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)排名第一，接近30%，受降溫影響，2020年冬季居民采暖需求增長尤為突出。

2.電力供給吃力。第一，本地煤電供給短缺。一方面，為了淘汰落后產(chǎn)能，符合安全生產(chǎn)要求，近年來湖南本地煤礦大量關(guān)停；另一方面，受重慶礦難影響，周邊省份煤礦紛紛停產(chǎn)。此外，加之淘汰落后小機組等原因，湖南火電裝機容量從2016年的2322萬千瓦下降到2019年的2300萬千瓦以下。多方因素共同作用下，湖南面臨煤電供應(yīng)短缺。第二，外部電力供給不足。截至2020年12月15日，承擔著湖南近1/5的輸電任務(wù)的祁韶特高壓直流輸電工程，年度輸送電量為200.8億度，遠不及其400億度的設(shè)計年送電量。

3.湖南清潔能源發(fā)電占比較高，用電高峰時期的供需矛盾更加凸顯。水電、風電和光伏發(fā)電等清潔能源受季節(jié)、氣候等自然因素影響較大，調(diào)峰能力存在天然缺陷。如湖南的清潔能源發(fā)電量占比在全國排名第四位，截至2019年底，清潔能源裝機規(guī)模為2594萬千瓦，占全省總發(fā)電裝機容量的54.8%，其中水電裝機1744萬千瓦。受冬季枯水期水位下降影響，水力發(fā)電供給下降，加劇了湖南電力的供需矛盾。

（二）能源“雙控”導(dǎo)致浙江限電限產(chǎn)

與湖南和江西的電力供應(yīng)偏緊不同，浙江的電力供應(yīng)能夠保障全省電力需求，近期限電限產(chǎn)主要是為了達到能源“雙控”的目標。根據(jù)《浙江省進一步加強能源“雙控”推動高質(zhì)量發(fā)展實施方案（2018-2020年）》的要求，到2020年浙江將建立能源“雙控”倒逼轉(zhuǎn)型升級體系，累計騰出用能空間600萬噸標準煤以上。實際上，受新冠肺炎疫情影響，國外企業(yè)仍處于關(guān)停狀態(tài)，大量以化纖、化工、印染和紡織等高耗能產(chǎn)業(yè)為主的圣誕節(jié)、新年制造訂單轉(zhuǎn)移到國內(nèi)浙江、廣東等地。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，2020年11月，浙江省出口總值達2381.6億元，同比增長20.8%。外貿(mào)火熱，訂單飽滿，企業(yè)加班加點生產(chǎn)的同時，也給浙江完成2020年的“雙控”目標和“減煤”工作造成巨大壓力。因此，義烏、溫州等地推出措施，在一定條件下限制機關(guān)單位、公共場所和部分企業(yè)等用電，限制措施截至2020年12月31日。

二、存在的問題

自2002年國家正式啟動電力體制改革以來，我國電力市場化改革取得顯著成效，初步形成了協(xié)調(diào)運行的“計劃（管制）+市場”的“雙軌制”，運用市場機制迅速解決了電力供應(yīng)短缺問題，并改善了電源結(jié)構(gòu)（如出臺可再生能源補貼政策引導(dǎo)可再生能源開發(fā)等）。2020年9月22日，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上指出，“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。作為減排的關(guān)鍵領(lǐng)域，電力行業(yè)清潔低碳發(fā)展的目標將更加清晰。近期“南方多省限電”現(xiàn)象，不僅體現(xiàn)了局部地區(qū)短期供需不均衡的問題，更暴露出碳中和目標下，隨著新能源發(fā)電比例不斷提高，我國電力市場改革亟待解決的深層次結(jié)構(gòu)性問題。

圖1 2018年11月-2020年11月限電省份工業(yè)用電量累計同比增速

圖2 2018年11月-2020年11月全社會電量及城鄉(xiāng)居民生活用電量累計同比增長

（一）電力市場穩(wěn)步發(fā)展，綠色轉(zhuǎn)型趨勢明顯

1.電量供需穩(wěn)定增長。2002-2019年，全國發(fā)電量由1.65萬億千瓦時增加到7.50萬億千瓦時；全社會用電量由1.64萬億千瓦時增加到7.23萬億千瓦時，曾經(jīng)因為發(fā)電能力不足造成大面積、長時間缺電的現(xiàn)象已經(jīng)成歷史。整體來看，電量的供給和需求隨著社會經(jīng)濟發(fā)展保持穩(wěn)步增長（圖3）。

2.清潔電力生產(chǎn)比重明顯提高。近十年來，我國清潔電力生產(chǎn)比重穩(wěn)步提升。2020年10月，一次電力中的水電、核電產(chǎn)量和風電發(fā)電量占比合計為33.6%，較2019年同期提高3.9個百分點，相比2010年10月提升11.2個百分點。

3.電力消費結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。2019年，全社會用電量為7.23萬億千瓦時，同比增長4.47%，較2010年14.76%的增速大幅下降；一二三產(chǎn)和城鄉(xiāng)居民生活用電量分別同比增長4.5%、3.1%、9.5%和5.7%。與2010年相比，2019年我國第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電的占比均有所提升，合計已超過總用電量的30%，第二產(chǎn)業(yè)用電量占比下降6.56個百分點（見圖4）。總體而言，電力消費結(jié)構(gòu)的變化與當前我國發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)優(yōu)化、增長動力轉(zhuǎn)換的社會經(jīng)濟現(xiàn)狀相適應(yīng)。

（二）電力供應(yīng)短缺

1.發(fā)電量和裝機容量持續(xù)增長，能源利用率顯著提升，整體電量供應(yīng)充足。2019年，我國累計發(fā)電裝機容量20.1億千瓦、發(fā)電量7.50萬億千瓦時，同比分別增長4.6%和5.8%；較2010年分別增長78.1%和108.9%。從能源利用率來看，2019年，全國主要流域棄水電量約300億千瓦時，水能利用率96%，同比提高4個百分點；全國平均棄風率4%，同比下降3個百分點；全國平均棄光率2%，同比下降1個百分點。棄水、棄風和棄光狀況明顯緩解。

2.電力供應(yīng)短缺的季節(jié)性、時段性和區(qū)域性特征明顯。受自然因素與社會因素的共同影響，電力供給與需求的暫時性不平衡事件時有發(fā)生，華中、華東地區(qū)“迎峰度夏”“迎峰度冬”備戰(zhàn)特征明顯。如2011年夏季，由于高溫、少雨、少煤、缺水，南方電網(wǎng)所涵蓋的廣東、廣西、貴州、云南和海南五省區(qū)電力供應(yīng)嚴重短缺；2012年冬季，受缺煤少水等因素影響，一季度南方電網(wǎng)電力供應(yīng)形勢緊張。

（三）電力資源與負荷中心分布不平衡，跨區(qū)域調(diào)配需求較大

我國電力資源與電力負荷呈逆向分布。用于火力發(fā)電的煤炭資源呈現(xiàn)明顯的“北多南少”水電資源“西多東少”分布態(tài)勢。然而我國經(jīng)濟格局整體“東強西弱”“南強北弱”。如作為能源大省，內(nèi)蒙古2019年的發(fā)電量達5495.1億千瓦時，占全國總發(fā)電量的7.3%，而地區(qū)生產(chǎn)總值僅有13612.7億元，只占全國GDP的1.4%；作為經(jīng)濟中心城市之一，上海市2019年的地區(qū)生產(chǎn)總值占比為3.9%，而發(fā)電量占比僅為1.1%。通常情況下，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的用電需求相對較高，我國電力負荷中心主要分布在華東、華中及南方地區(qū)，需要通過跨區(qū)域調(diào)配實現(xiàn)電能的供需平衡。

圖3 2003-2019年全社會用電量及全國發(fā)電量增速對比

圖4 2010年與2019年電力消費結(jié)構(gòu)對比

（四）聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與輸電技術(shù)不完善，電力跨區(qū)調(diào)度有難度

1.跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)不完善，缺電與窩電現(xiàn)象并存。我國尚未建立統(tǒng)一的電力能源市場，跨區(qū)域電力輸送與消納發(fā)展滯后，能源豐富地區(qū)窩電問題嚴重，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)缺電時有發(fā)生，缺少完整統(tǒng)一的跨區(qū)域輸電網(wǎng)規(guī)劃。如西部水光風電資源豐富，但由于用電需求增長放緩、調(diào)峰能力有限以及外送通道不暢等原因，近年來頻頻出現(xiàn)棄水、棄風和棄光現(xiàn)象。

2.智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的規(guī)模、范圍和深度不夠。雖然我國是特高壓領(lǐng)域主要國際標準的發(fā)起和牽頭制定者，理論技術(shù)水平遙遙領(lǐng)先其他國家，但對于電力資源相對短缺的華東、華中和南方地區(qū)而言，當前外來輸電通道建設(shè)尚且不足，導(dǎo)致冬、夏季用電緊張時缺乏后備力量。如湖南的主要外來電通道“祁韶直流”多年來送電量不達預(yù)期，近年來線路利用小時數(shù)不到3000小時；江西目前沒有重點外來電通道，僅以三峽、葛洲壩和四川等地的零星電量為主。

（五）新能源發(fā)電對電力系統(tǒng)靈活性要求更高

新能源發(fā)電受自然因素影響大，隨機波動性強。隨著新能源并網(wǎng)比例不斷提高，發(fā)電波動將大幅增加，導(dǎo)致電力平衡難度加大。據(jù)統(tǒng)計，2019年國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營范圍內(nèi)新能源日最大功率波動已超過1億千瓦，山東、山西、寧夏和新疆等地區(qū)日最大功率波動已超過1千萬千瓦。在電源跟隨負荷變化調(diào)節(jié)的運行要求下，其他常規(guī)電源須跟隨新能源波動調(diào)節(jié)，對電力系統(tǒng)的靈活性提出更高要求。

（六）實現(xiàn)減排目標的方式需科學(xué)合理

“限產(chǎn)限電”“能源雙控”等措施的最終目的，是通過倒逼的方式引導(dǎo)企業(yè)、社會和個人自覺形成低碳減排的生產(chǎn)和消費模式。為完成減排目標而限電停產(chǎn)，實際上并不科學(xué)。如浙江許多企業(yè)斷電之后，為了完成訂單生產(chǎn)，被迫購買或租賃柴油發(fā)電機自行發(fā)電。由此帶來的污染物（包括一氧化碳、氨氧化物、二氧化硫等）不僅破壞環(huán)境而且損害健康，單位能耗和碳排放也更高。事實上，2010年部分省份為了完成“十一五”的節(jié)能目標，就曾采取拉閘限電“一刀切”的做法，同時引發(fā)了一場柴油發(fā)電潮。國家發(fā)改委、工信部隨即明確指出“靠拉閘限電節(jié)能減排是錯誤做法”“絕不允許為節(jié)能減排拉閘限電”。習(xí)近平總書記強調(diào)落實自主減排目標和碳中和愿景，是我國實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展的內(nèi)在需要，應(yīng)通過持續(xù)提升能源利用效率、加快能源消費方式轉(zhuǎn)變等科學(xué)的規(guī)劃和合理的路徑實現(xiàn)。

■天寒吹律｜李強/攝

三、政策建議

在碳中和愿景下，電力市場在實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的同時，也需要以經(jīng)濟性可承受的方式保障電網(wǎng)安全、滿足社會用電需求，可以從五方面加快推進適應(yīng)碳中和目標的電力市場改革。

（一）完善電力市場建設(shè)，優(yōu)化跨區(qū)域調(diào)配

我國電力資源與電力負荷逆向分布的現(xiàn)狀，需要通過進一步完善電力市場建設(shè)，實現(xiàn)電力資源跨區(qū)域大范圍優(yōu)化配置來解決。而目前各省電力市場建設(shè)目標不一致、市場規(guī)則和交易品種不統(tǒng)一，省間市場協(xié)調(diào)難度較大。未來，要逐步完善中長期與短期相結(jié)合的完整市場體系建設(shè)，根據(jù)市場發(fā)展需要逐步開設(shè)輔助服務(wù)市場、容量市場、輸電權(quán)交易以及金融衍生品交易等，優(yōu)化跨區(qū)域電力資源調(diào)配。

（二）提高電力系統(tǒng)的靈活性，提升調(diào)峰效率

碳中和愿景下，隨著能源低碳轉(zhuǎn)型的有序推進，風光電的占比將進一步提升，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成沖擊。未來，可以通過優(yōu)化煤電布局，提高電力系統(tǒng)應(yīng)對沖擊的靈活性，提升調(diào)峰效率，為新能源電力的發(fā)展提供更廣闊的空間。如對現(xiàn)有煤電機組進行合理改造，在滿足碳減排要求的前提下，將煤電裝機相對過剩的省份的部分機組轉(zhuǎn)為備用，在新能源占比較高的地區(qū)優(yōu)化煤電裝機布局，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定提供更好的備用保障。

（三）完善市場化價格形成機制，引導(dǎo)煤電機組自主完成后備角色轉(zhuǎn)變

隨著新能源的高比例接入，常規(guī)燃煤發(fā)電機組將更多承擔調(diào)峰、備用責任。市場化價格形成機制有利于引導(dǎo)煤電機組自主完成后備角色轉(zhuǎn)變。通過設(shè)置調(diào)峰電價，調(diào)峰補償金等措施，一方面，使煤電機組獲得合理的發(fā)電收益，以保障基礎(chǔ)的投資回報率；另一方面，確保在尖峰時刻煤電備用機組可以發(fā)揮及時響應(yīng)的特性，完成保供任務(wù)。

（四）加強特高壓、智能電網(wǎng)與新能源接入等方面的技術(shù)和工程實踐

目前我國跨區(qū)域電力調(diào)配技術(shù)尚不完善。在技術(shù)應(yīng)用和工程實踐中，通過加強特高壓輸電建設(shè)，提高輸電效率，減少輸電成本，增加輸電距離；通過組建智能電網(wǎng)，實現(xiàn)跨區(qū)域輸電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，解決跨區(qū)域電力調(diào)配的問題；推動新能源發(fā)電接入現(xiàn)有電網(wǎng)，為跨區(qū)域輸電網(wǎng)絡(luò)中的電力調(diào)配提供更多方案和選擇。

（五）建立節(jié)約用電、低碳減排激勵機制，引導(dǎo)全社會形成綠色低碳意識

節(jié)能減排目標的制定應(yīng)符合客觀規(guī)律，強調(diào)科學(xué)合理。通過建立碳排放權(quán)交易、階梯電價等市場驅(qū)動為核心的激勵機制，“自下而上”引導(dǎo)企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)行為的低碳轉(zhuǎn)變。此外，政府可以通過加強排放監(jiān)管、開展低碳宣傳教育，規(guī)范和引導(dǎo)企業(yè)和居民形成長期的綠色低碳發(fā)展意識。

注釋：

①“拉尼娜現(xiàn)象”是指太平洋中東部海水異常變冷的情況，是“厄爾尼諾現(xiàn)象”的反相。該現(xiàn)象出現(xiàn)時，我國易出現(xiàn)冷冬熱夏，“南旱北澇”現(xiàn)象。

②能源“雙控”是指控制能源消費強度和消費總量。

③2002年12月，國務(wù)院印發(fā)《電力體制改革方案》，推進電力管理體制、廠網(wǎng)分離和電價機制等一系列市場化改革，促使電力行業(yè)整體生產(chǎn)水平迅速提高，用電需求得到保障。

④火電、水電與核電產(chǎn)量統(tǒng)計口徑為年主營業(yè)務(wù)收入2000萬元及以上的工業(yè)企業(yè)，風電發(fā)電量統(tǒng)計口徑為6000千瓦及以上電廠。

⑤電力負荷又稱用電負荷，是指電能用戶的用電設(shè)備在某一時刻向電力系統(tǒng)取用的電功率的總和。

⑥窩電是指由于發(fā)電機組、發(fā)電廠或局部電網(wǎng)因聯(lián)結(jié)元件的限制，造成部分多余電力不能向系統(tǒng)輸送的現(xiàn)象。