风电光伏弃电限电、消纳问题难解,都指向了大电网的消纳“瓶颈”。值得奔走相告的好消息是,进入2025年大电网投资肉眼可见的加速了。
在过去4年间,中国的新能源装机从2020年底的5.3亿千瓦,狂飙突进至2024年底的14.1亿千瓦。应该说,这一过程没有一张坚固的大电网,是根本无法想象的。幸运的是,中国电网整体上经受住了考验。
但另一方面,相比突飞猛进的新能源装机增长,电网系统显示出了前所未有的“不适应”,新能源接网限电难题正在几何级增长。至少在2030年前的这6年间,中国新能源装机年增长量预计都将在2亿千瓦以上,届时新能源装机将达到30亿千瓦左右。大电网的承载与适应能力,能否与这一伟大征程相匹配,各方极为关注。
2025新年伊始,国家电网投下了一枚“重磅炸弹”:今年电网投资将超6500亿元(过去几年,国家电网的平均投资规模在5000亿元以下);紧随其后,南方电网也预告了2025年1750亿元的电网投资规模。
这意味着,国网、南网今年的电网总投资将超8250亿元,比2024年陡增了2200亿元,直追近几年来一直高位运行的电源投资。这向外界传递了强烈信号:是时候清偿电网投资欠账,破解新能源“卡脖子”难题了!
在去年8月举行的2024电力低碳转型年会上,来自五大电力集团的行业权威人士演讲指出:在“双碳”目标提出前的2018年,电网投资在整个源网投资中占比高达66%,彼时,电网投资是电源投资的2倍;“双碳”目标提出后,电源投资明显加速,截至2023年底,电源投资已经超过电网投资4400亿元。
2018年,电网投资与电源投资的占比分别是66%、34%。其后数年间,这一比例关系发生了惊人逆转。2020年,中国全部电力工程投资是1万亿元,电源和电网投资分别占比52%和48%。而到了2023年,中国电力工程投资提高到1.5万亿,总投资额增长了50%。但是,电源和电网投资占比变成了65%和35%。
上述数据明确无误地表明,中国的电源、电网投资已经极不均衡,电网投资远落后于电源投资的问题很严重。
值得注意的是,源网投资比例失调在2024年仍在持续:最新数据显示,2024年全年电力工程投资超过1.7万亿元,其中电源投资11687亿元,占比66%;电网投资6083亿元,占比34%。
以2023年数据来看,水电和风电的投资,2023年和2020年的水平接近。而火电则比2020年高了80%,核电高了1.5倍,光伏则是2020年水平的6倍。
电源投资中占大头的要数新能源与火电。4年间新能源装机增长了近9亿千瓦,光是这一部分的电源投资,预计就在4万亿元左右。2020年到2024年电力投资总量在7万亿左右,新能源就占了全部电力总投资的一半以上。
电网投资跟不上电源投资的增长,尤其是跟不上新能源投资的增长,自然而然就会带来新能源消纳难题。这体现在两个方面:
一个是接网红区的增多,据不完全统计,截至2024年上半年,有10几个省份400多个地区成为光伏接网红区;一个就是新能源限电突出,无论是西北的集中式光伏电站,还是中东部的分布式光伏,都不同程度出现了午间限电几个小时的状况。
当然,造成电网投资滞后、新能源消纳困难,既有新能源规划与开发大开闸的原因,也有机制体制障碍电网投资加速的原因。电源侧的投资是放开的,发电集团之间互相竞争;而电网投资则是受到管制的,电网投资都是提前计划好的。最新一轮的监管周期是2023-2025年。
好在这个问题在逐步纠偏了。为了偿还历史“欠账”,2024年的电网投资增速就已经明显提速,1-11月累计增速接近20%,超过电源的12%。2025年,两网年度投资一举突破了8250亿元,再为电网投资加速,由此带来的行业变化影响深远。
提升新能源消纳,必须要追加电网投资。这当中自然也包括追加风光大基地特别依赖的特高压通道的投资。
2024年6月,国家审计署发布《国务院关于2023年度中央预算执行和其他财政收支的审计工作报告》指出,西北5省部分地区个别已投产的风光大基地项目,2021年以来已累计弃电50.13亿千瓦时。50个“沙戈荒”大型风电光伏基地项目当中,部分项目还没有对应的特高压。
一直以来,电网投资存在着严重的结构性问题。受到相关机制体制的限制,大电网的投资重点一直是骨干输电网,而分布式新能源严重依赖的配电网,其投资远较输电网更为滞后。
这几年电网投资增长最主要的是输电网,2023年的输电网投资比2020年增长了近20%。而在2023年的电网投资中,有3000亿元是配电网投资,遗憾这个数字从2020年以来一直就几乎没变化。
电网企业高度重视骨干输电网,是有原因的(见华夏能源网此前文章《电源电网投资错位,谁才是“解铃”人?》)。由于输电网是电力系统的枢纽和安全稳定的基础,具有全局性的影响力,电网企业无论过去、现在和将来,都必然将输电作为自己的主要业务与建设重点。
电网企业对配电网建设提不起“兴趣”另有“隐情”。高电压等级的输电网与低电压等级的配电网的输配电价收入比是7:3,但是建设成本则是倒过来的3:7。也就是说,相比赚钱的输电网投资,配电网投资是“高投入低产出”。
这种局面下,电网企业对配电网投资和建设自然是不太重视。2023年4月在第四届配电圆桌会议上,中国工程院院士、天津大学教授余贻鑫在演讲中就一针见血地指出:今日之配电系统所面临的一大核心挑战,是“高成本与低使用系数之间的矛盾需要解决”。
建设配电网,如果只是为“小散乱”的分布式光伏输电,如果整个系统还找不到足够的用电负荷,那么新建配电网的利用率就不可能高。所以说,配电网一要加大投资力度,二也要做好前期规划。严重算不过账来的配电网,也许真的不值得下血本去大力建设——与之相对应,不是所有地方都适合大干快上分布式光伏。
因此,在逐步加大的电网投资中,平衡好输电网与配电网的投资比例,是题中应有之义。
今年初,国网召开2025年工作会议后发文《全面深化改革着力推动国家电网高质量发展》,文中称“公司建立增量配电改革常态长效机制,全力支持增量配电改革试点各项工作”。可以期待,2025年增量配电改革有望取得新突破,配网建设或许也会开始补短板。
大力度追加投资、补齐短板,是必须要做的事情。但是,摆在大电网面前的难题,还不仅仅是硬件建设的问题——传统大电网要尽快转型新型电网,变得更加智能、柔性,可以去接纳更多新能源。
传统大电网的新能源承载与输送能力有缺陷,这一点,从特高压身上就有所反映。
“十四五”规划要求,新建特高压通道的可再生能电量比例原则上不低于50%。可是,根据国家能源局数据,2022年,天中、灵绍、祁韶、昭沂、吉泉、陕武等特高压通道的可再生能源占比分别仅为40%、20%、15%、28%和28%。
而2023年,这一状况仍无明显改善。例如,青海2200万千瓦光伏、近1000万千瓦的风电,是靠青豫直流送电河南的。青豫直流2020年底建成投运,设计年送电能力400亿度,但是直到2023年,全年实际送电量也不及设计能力的四分之一。
特高压送电绿电占比提升缓慢,不能够简单归因于电网,这是一个较为复杂的系统性问题。可是,最关键的责任人非电网企业莫属,大电网需要想方设法,透过各种技术的、非技术的手段去攻坚克难,不断提升自身的绿电承载与输送能力。这一软性能力的提升,才是转型新型电网的核心本质。
传统电网的工作机理是“源随荷动”,火电出力可控性强,可以随着负荷波动随时加加减减,电网单靠计划调度体制,就能轻松实现电力系统的有效运转。而新能源出力是“靠天吃饭”,高度不可控,发电多了少了皆为大难题,这就导致传统的源随荷动、传统的电网计划调度体制,严重失灵。
中国工程院院士、南方电网专家委员会名誉主任委员李立浧认为,所谓的风光新能源的随机性、间歇性、波动性,仅是感性的描述,从技术角度来看可将新能源“三性”归结为不可预测性。这就意味着,新型电网的柔性智能,首先必须针对新能源实现高精度预测,有了高精度预测,电网才能够走向“无条件”接纳新能源。
中国工程院院士刘吉臻则形象地将新型电网工作机理描述为能量流、数据流、信息流。新型电网要源网荷储“双向互动”“多向互动”,核心的就是要实现数据流、信息流和能量流的“同流合屋”,电网要用自身的柔性智能,将来自于源荷储各方的即时数据流、信息流和能量流融为一体,根据系统数据流、信息流的即时变动,去智能调整电能量流的流动。
刘院士、李院士“英雄所见略同”的是,新兴的数字化、智能化技术,包括人工智能、大数据、区块链、云计算、物联网等,在大电网的数字化、智能化、柔性化改造中空间极其巨大。事实上,相比大比例追加投资建设电网硬件,电网的软件能力提升,更具有决定性的意义。
总而言之,没有“海量”的电网硬件设施,新能源消纳会被“卡脖子”,这就需要迅速追加投资;除了必不可少的大量硬件建设,新型电网要具有强大的新能源承载与输送能力,重点还是在“软件要足够软”。
软硬兼施,硬件先行。国家电网、南方电网规模高达8275亿的加速投资,开了一个好头,为加快建设新型电力系统打下了坚实的基础。九游体育官方网站