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电力行业深度研究:配套电源成瓶颈 短期内特高压线路影响相对有限

北极星输配电网  来源:中信建投  作者:万炜 高兴 任佳玮  2019/3/15 10:30:43  我要投稿  
所属频道: 电网建设  关键词:特高压 特高压输电 电能输送

北极星输配电网讯:我国能源供需存在区域错配,当前送煤为主输电为辅

我国能源供需格局受历史发展因素及地理因素影响,存在明显错配问题。具体而言,我国中西部地区能源资源丰富(煤炭、水电、风电等),但经济体量较小,能源需求相对较弱;而东南沿海地区经济总量较大,对能源需求量也相对较高。此外,近年来受供给侧改革及环保政策的影响,我国能源开发呈现出进一步向西北及西南地区发展的趋势,能源基地与负荷中心的距离不断拉大。长期而言,我国能源供需存在区域错配、能源生产与消费地区呈现逆向分布的格局不会改变。

我国煤炭资源丰富,近年来虽受国家能源结构调整及“气代煤”、“电代煤”等政策的影响,煤炭占一次能源比重有所下滑,但2017 年其仍占比达60.4%,仍是我国一次能源的最重要组成部分。虽然我国是煤炭生产和消费大国,但我国煤炭资源在供给和需求上存在区域错配。内蒙古、山西和陕西三大省份2018 年分别生产原煤926、893.4 和623.2 百万吨,占全国原煤产量比重达26.1%、25.2%和17.6%,三省原煤产量合计占全国原煤产量近七成。《煤炭工业十三五规划》及煤炭供给侧改革相关政策精神指出,我国要加快大型煤炭基地之外的煤矿关闭退出,降低鲁西、冀中、河南、两淮大型煤炭基地生产规模,有序推进陕北、神东、黄陇、新疆大型煤炭基地建设,未来我国煤炭产能增量仍主要来自内蒙古、陕西和新疆等地。

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从发用电量角度来看,2018 年发电量占比靠前的省份包括山东、江苏、内蒙古、广东和四川等省份,前四者发电主要以火电为主,四川则以水电为主。2018 年用电量占比靠前的省份包括广东、江苏、山东、浙江和河北等省份,整体上以华东及华南地区为主。从电能输送的方向来看,西南水电大省(四川、云南等)和西北火电大省(内蒙古、新疆等)均为电力净流出省份,东南沿海发达省份用电需求较高,保持电力净流入。

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为了解决能源生产与消费呈现逆向分布的问题,我国能源规划制定了输煤及输电两种能源输送模式。输电战略主要是西电东送,根据煤炭资源及水力发电资源的分布特点,我国在内蒙古、陕西、山西、宁夏等地规划了一批坑口煤电基地;在四川、云南、湖北等水电资源富集的省份规划了一批以外送电为主的大型水电站。同时针对环渤海经济圈、长三角和珠三角三个全国电力负荷中心,国家合理规划特高压交直流通道,形成了北、中、南三条西电东送通道,在保障东部地区电力供应的同时也极大了拉动了西部地区的经济发展。

输煤战略主要包括西煤东运和北煤南运,即围绕煤炭产量占全国近七成的内蒙古、山西和陕西三省,通过铁路、水路等方式将煤炭疏运到缺乏煤炭资源的省份。总的来说,西煤东运通道相对较为畅通,内蒙古及山西的煤炭经由大秦线、朔黄线、蒙冀线、瓦日线等铁路通道由西向东送达北方各港口,再经由海运送达华东及华南地区或由海进江向内陆输运。北煤南运通道相对较少,主要通过太焦—焦柳线、京广线等铁路通道向华中地区运煤,但相关线路并非煤炭专用运输线路,运力难以保障。待2019 年10 月蒙华铁路投产后,北煤南运的输送格局有望得到显著改善。

能源外送:输煤还是输电?

从国家铁路的运输数据来看,煤炭运量占货运量的比例近年来保持稳定,维持在50%左右。从跨区送电量占用电量比来看,其近年来占比有所提高,但仍处于较低水平。自2016 年后跨区域送电量绝对值维持15%以上的增速,我们认为跨区送电仍有较大的上升空间。

从煤炭运输方式来看,省内煤炭运输由于运距较短,普遍以公路为主;省际间煤炭运输则以铁路和水路(含铁水中转、海进江等)为主。整体而言,铁路得益于其运力大、单位成本低且较为环保等优势,目前仍是我国煤炭运输的主要方式。但铁路运煤最大的缺点在于其运输方式较为固定,最后一公里的问题难以解决,缺乏一定的灵活性。

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综合而言,输煤和电是我国当前主要的两种能源调配手段。早期受限于输电技术,我国采用远煤、近输电的能源送策略,即距离800公里以内倾向于输电,1000公里以上倾向于输煤。从煤质来看,高热值 从煤质来看,高热值的优质煤炭通常倾向于外送,而低热值煤倾向于就地发电消纳。但随着我国特高压交直流技术的展叠加炭供给侧改革的影响,输电通道经济性优势逐步体现。根据2015年南方电网科学研究院李立浧士等人在《输煤输电的技术经济比较研究及其重要战略意义》一文中的研究结论,如以5500大卡煤炭作为输送源,当送端煤价差在100元/吨时,输送距离在1800 公里以内则特高压直流输电较有经济性优势。

我们依据部分特高压线路披露的数据,结合最新核定的特高压输电价格(随着电改推进,特高压输价格有明显下降) 及线损率进行测算,发现其度电输成本在6.68分到12.67分之间,折算5500大卡吨煤每公里能源输送成本0.128元到 0.265元之间。虽然复奉直流、锦苏宾金等均为水电外送特高压直流,无法简单直接的对比煤炭输送成本,但其相对较低的能源输送成本也佐证了特高压线路是解决西部地区清洁消纳问题的不二选择。哈密-河南(天中直流)和宁东-浙江(灵邵直流)均是西北火电加清洁能源打包外送的特高压线路,输送距离相对较远。据我们测算显示天中直流折算5500 大卡吨煤每公里能源输送成本为 大卡吨煤每公里能源输送成本为 大卡吨煤每公里能源输送成本为 大卡吨煤每公里能源输送成本为0.134元,低于国铁货物综合运价率0.155元/吨公里。如进一步考虑铁路的煤炭装车费、换装费、点装费等用,当前特高压线路已经具有一定的济性优势。

此外,特高压线路输送火电也具有一定的环境优势。尽管特高压输电会增加送出端污染物排放,但如果综合考虑受端地区人口较密集,其污染物排放减少可以带来更大的环境价值,叠加可以减少煤炭疏运带来的能源消耗和污染排放,特高压输电的环保优势较为明显。根据江智军等人在《输煤与输电环境效益比较分析》一文中的研究结论,采用完全输电的能源传输模式有望比完全输煤减少 0.26 元/千瓦时的环境污染物排放价值。

除此之外,特高压线路也有助于西北送出端地区的经济发展和可再生能源的消纳。整体而言,我国能源输送以输煤为主、输电为辅的大格局仍将长期维持,但特高压输电技术的成熟与发展使得输电逐步成为未来新增能源输送通道的优先选择。综合考虑经济性、节能环保、清洁能源消纳和能源安全等因素,我们认为未来应优化能源输送方式、适当提升输电占比,相关规划中的特高压工程有望尽快落地。

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