關于東北限電問題的系統思考

清華大學能源與動力工程系 麻林巍

近期東北地區多個城市發布限電通知，不僅限制了工業用電，居民用電也同樣受到影響。不少居民在社交平臺稱用電高峰期“沒有通知就被突然停電”，生活和工作都受到較大影響。此后包括遼寧、吉林、黑龍江等地均發布通知作出回應。9月26日遼寧電力保障工作會議就指出，9月23日至25日電力供應缺口進一步增加至嚴重級別。為防止全電網崩潰，東北電網調度部門依照有關預案直接下達指令執行“電網事故拉閘限電”，用電影響范圍擴大到居民和非實施有序用電措施的企業。其實從今年9月以來，已有江蘇、云南、廣西、浙江等10多個省份陸續啟動限電措施。在更早前的夏季，包括廣東、浙江在內的多個省份都有相應限電措施，但主要對象是工業用電，民用用電并無太大影響。此次東北限電潮對民用用電的影響較大，才讓新聞迅速發酵。

總體上東北限電事件背后的原因還缺乏一個系統性的闡述。就我個人看，東北限電是一個偶然中的必然事件，還得從能源和經濟低碳轉型的全局高度來理解其表象背后的根源性問題。這背后的根源性問題是長期性和全局性的，尤其其中凸顯的煤炭利用問題是我國不得不長期面對的一個大矛盾焦點。

就現實來看，煤炭還占我國一次能源消費的50%以上，對發電、工業原料和工業民用燃料都有很重要的基礎性保障作用，仍是支撐經濟發展和保障能源安全的主要支柱，其作用短期內尚難以取代。如果經濟發展突然提出較大的新增能源需求，又或一旦出現油價氣價的劇烈上漲或中斷，那最后的保障還在于煤炭；就長期來看，為實現“雙碳”目標，控制和減少煤炭消費又勢在必行。所以這就構成了一組矛盾。就近期而言，個人判斷我國圍繞煤炭的爭論和行業波動還會持續進行，問題仍然會層出不窮，根源就在于：實際上我國目前并沒有足夠擺脫煤炭的能力。這個能力的缺失是全方位的，不光是技術，還包括系統、市場、政策甚至社會制度和文化，都沒有為此做好足夠的準備。雖然我國已經宣布了雙碳目標，但其實整個社會的認識、管理和技術并沒有及時跟上，這是一場極其浩大的社會系統工程。該事件背后隱含了我國能源發展中能力缺失的三個重要方面。

能源與經濟發展不協調 能源供需建設屢次不匹配

東北限電事件并非第一次出現的重大能源供需問題。過去20年我國能源供需情況始終處于能源供需建設不匹配的震蕩之中。2000年后，因為能源需求超出預期、屢次突破規劃值導致能源供應手忙腳亂。當時也是一輪全國性的煤電油運全面緊張，并刺激了之后能源供應產能的建設。2008年金融危機后，不管是能源供應和需求的產能建設都有所放緩，但恢復經濟的四萬億投資計劃又刺激了產能建設并加劇了能源供應的產能擴張。2014年后出現了嚴重的產能過剩及供需的震蕩，到現在又再次出現了能源供應緊張、缺電限電的局面。這說明我國在這方面的能力上仍有待完善，能源與經濟不協調的問題依然存在。能源供應的建設節奏總是不能及時地跟上經濟發展的變化，相互間總有不協調的問題存在。

為理解能源與經濟的供需銜接關系，可用我所指導的章景皓博士論文中的一張“我國嵌含能分配桑基圖”顯示，一旦能源的各種管控措施并沒有跟經濟狀況相協調，就會出現供需矛盾，如此可以理解這是個系統性的問題。背后也有體制上的原因，目前主管能源的部門主要關注能源安全，經濟的調控是另一個部門負責，而碳排放又是一個單獨的部門在管控，三個職能不同的部門間協調起來避免經濟低碳轉型過程中隨時可能出現的能源供需震蕩，難度無疑較大。

能源與基礎設施不協調 靈活性能力嚴重不足

低碳轉型過程中，能源系統要接納高比例的可再生能源，這對系統的靈活性要求非常高。為了保障靈活性，不但要有很多靈活的電源，還要有大量的儲能設施以及電-熱-燃料靈活轉換技術，還要為此去建設和改造整個包括智能電網、智能熱網和智能燃料網在內的龐大基礎設施。這不光是智能化改造，也需要硬件的配套建設，背后涉及的投資動輒萬億規模。因為即使一個小小的配電網改造都需要耗費幾個億。

這樣的投資目前還遠遠沒有完成，因此目前來看整個能源系統的靈活性是嚴重不足的，一旦出現什么狀況就會出現東北限電這種電網可能崩潰的事故。以前的靈活性主要是依靠化石燃料尤其煤炭的靈活性、可靠性來保障的，目前化石燃料占據一次能源消費的80%以上。如果2050年切換到80%以上的非化石能源的話，整個系統的靈活性、可靠性如何保障將是一個巨大的問題。這一切換并非能夠立刻發生，也并非一帆風順。

如果煤炭和其他能源能夠協同以利用，建設多能互補體系也許能提供一些較低成本的過渡性解決方案。如煤和生物質耦合發電可以為煤電站平穩過渡到碳中和甚至負碳電站提供辦法，從早期低比例摻燒生物質到長期的百分之百生物質電站。歐洲已經有許多煤電站開始這樣的改造，而我國的進展較為緩慢。一方面是生物質資源不足、成本過高的問題，另一方面，多能互補體系建設過程中，需要將許多目前各自核算、各自發展的行業整合在一起，這無疑具有較大難度，需要突破許多體制機制上的問題。東北的生物質資源相對是比較豐富的，生物質能源利用和發電也有較好的基礎，應該在這方面加快探索。

能源與區域不協調 區域間的應急支援能力不足

因為行政管理分割的問題，各個區域在能源供需上存在各自優化現象，很多時候并不能做到全國一盤棋的理想性優化調度。區域間的能源互通基礎設施也是不足的，需要在低碳發展要求下加強建設。一旦出現緊急事件，基本以自救和已經建立的通道進行跨區域協調為主，而且也跟區域的全國位勢有關。這樣，在區域協調方面東北有可能處于一個被忽視的地位，也缺乏跨區域通道。

2016東三省能源供需的主要特點是：除了石油產品方面和外部有較強的互通外，煤炭和電力基本是自給自足的，所以和外部的互通能力應該不足。一旦出了事故，因為跟外界的能源通路不夠，容易導致應急調度能力存在限制。國家的區域戰略也是以強調某片區域為主，跨大區域的大規模協調目前應該不但缺乏基礎設施布局，也缺乏體制機制的保障。

以上指出了我國能源低碳轉型過程中在能力上的三個薄弱之處，均和東北限電有著密切的關聯。所以，我國為了迎接低碳轉型、經濟波動、能源系統靈活性不足以及區域缺乏協調等挑戰，可以考慮照顧到各個區域自己的資源和經濟稟賦，加快區域智慧能源系統的建設和布局。如農業、旅游業比較豐富的偏遠地區可以發展智慧農場，利用土地資源大力開發可再生能源并輸出；工業和礦業比較集中的工業園區，應該建成智慧工業園區，在生產工業產品、循環資源和材料的同時，也要發揮工業園區穩定器的作用，因為工業能耗比較穩定可控、且材料的存儲最為方便，相當于儲存了嵌含能，這比儲燃料、儲熱和儲電（成本依次增加）的成本都要低。而人口集中、服務業發達的城鎮需要實現高度電氣化和能源集約利用，發展建筑和交通等需求側調節措施。這三類區域的輸出產品和能源供需有不同的特點，相互間需要比較發達的智慧能源和交通網絡來連接。這樣各類區域都可以在未來的低碳社會、美好生活中找到各自的位置并相互聯系配合，達到整體最優的效果。

我國區域智慧能源系統的未來構想

上述只是一個理想化的構想，但可能這是未來的方向，因為指出了美麗我國、低碳社會、可持續能源的未來可能圖景。為了實現這個構想，其實現在的體制機制面臨的挑戰很大：第一，許多事情已經超出了傳統的能源管轄范圍，很多時候需要上升到能夠統一經濟、能源和減碳事務的統籌協調高度；第二，能源治理體系和治理能力的現代化需要加快，尤其目前垂直式、層級式、條塊分割的管理，導致對地方、基層出現的一些形勢變化的反應嚴重不足，管理僵化或過渡調節都會導致經濟和行業的震蕩；第三，能源市場和企業需要加快改革，很多企業已經在行動，聲稱要打造綜合服務性能源企業。但實際上進程并沒有這么理想，綜合能源服務的方向肯定是正確的，但需要一定過程和艱巨的改革；第四，因為溝通交流至關重要且需求巨大，所以智慧化管理信息系統的建設必須推進。

就本文整個結論來看，東北限電事件其實是我國低碳轉型過程中保經濟發展、保能源安全、保減排目標的“三難”困境的一個具體體現，根源在于低碳轉型所需的能力不足。如果能力建設沒有及時跟上，今后這種問題還會持續出現。為了避免問題過于嚴重，要大力加強相關能力建設，保證能源、經濟、基礎設施和區域的協調。很大程度上許多問題已經不是單個領域的工程技術問題，更多是體制機制和基礎設施的問題。但是反過來看這個事件也許是好事，東北限電充分暴露了低碳轉型中的重要能力不足，以及東北振興中實際問題的缺乏關注，未來可能就會得到更多的關注。（本文有刪減）