这个冬天,全球气候出现了反厄尔尼诺现象,冬季极其严寒,电力供给和需求一度激增。
2020年12月中旬,中国多地出现拉闸限电现象,浙江、湖南、江西等省份都出现了拉闸限电的现象。
2021年2月15 日开始,北极暴风雪南下横扫美国德州,德州电网不堪负荷,发生近年来最严重的大规模停电,约400 万户人家无电可用。
中美同为发电大国,都在这个冬季产生了不同程度的“电荒”问题,这也让各界议论纷纷:为什么自然资源这么丰富的两大国家,会发生如此大规模的停电危机?
Part 1
关于电荒的根本驱动原因
供求关系去看电荒,大规模停电的问题,本质上是因为电力的供给无法瞬时满足电力的需求。
极度严寒对需求的影响在于:
由于严寒,无论是居民还是商业楼宇,都会加大采暖(空调)力度,从而导致与温度明显负相关的需求集中释放。
一般而言,各国的电力供给相比需求都存在一定的备用余量(比如20%-30%),但当出现100年一遇、1000年一遇的极端天气时,这种余量自然是不够的。
因为冗余量总是有成本的,在电力经济性、电力供应保障这两个目标函数之间总存在取舍。
极度严寒对供给的影响在于:
对发电机组的影响、对输电网络的影响。
在本次美国的电荒中,由于南方的风电机组采用简配(没有防冻装置)而出现了供给不足;而在2008年国内雪灾事件中,不少输电网络出现了中断。
Part 2
从电荒中折射出的体制差异
当资本利益和人民利益发生矛盾的时候,社会主义制度优先服务于人民,然后再是考虑资本。资本主义国家的机制是为资本家服务的,不是为人民服务的。从2020年疫情的应对中,中美的社会制度差异就非常明显。
在电力领域,中国是全球主要经济体中唯一通过超过半个世纪的“剪刀差”实现工业用电对居民用电进行补贴的国家。居民用电本身就“长期违背经济性规律”地低于工业用电。在电荒中,中国电力体系历来的优先顺序是:优先保障居民的电力供应,再对工商业用电进行“拉闸限电”。
所以本次寒潮来袭,国内大部分居民的用电是没有受到影响的。而对于限电的原因,每个地区都不相同。就比如浙江义乌,根据义乌市发布的《节约用能提倡书》来看,其中提及了行政事业单位尽量减少开空调,而且还提倡使用灯光照明,三楼以下的禁止使用电梯。
但在美国,则完全采用市场经济,通过价格手段来抑制需求——在10美元/kWh的电价下,自然能让不少居民不去开空调,结果就是导致了部分居民的死亡。
进一步剖析美国电荒背后的情况:
● 当下美国70%的输电线路和变压器运行年限超过25年,60%的断路器运行年限超过30年,陈旧的电网设施面临保障供电可靠性的巨大挑战
● 此次极寒天气导致得克萨斯州约一半的风力涡轮机容量被“冻结”。
电网公司为了获得最大利益,不去实施电网升级改造的再投资,自然出现“线路老化”。风电运营商为了获得最大利益,不考虑小概率的极寒事件而配置防冻装置,结果导致风机被“冻结”。
对于所有的电网企业而言,发生小概率事件的时候,正是电力企业大赚特赚的时候——电力供应的数量虽然有所减少,但电力供应的价格出现了100倍以上的增长,自然是有利可图。
Part 3
中美总发电量对比
近些年全球用电量持续增加,中国在2019年就成为全球发电量排名第一的国家。
据统计,2019年度全球国家和地区的发电量首次超过27万亿度,同比增长1.3%。中国年度发电量约占全球总发电量的27.8%,高达75034 TWH,稳居世界第一,同比增长4.7%。其中火力发电总量接近5200 TWH,达到全球火力发电量的一半,水力、风力、太阳能发电量均是各自类别中的第一名。
而美国在过去的几十年中由于用电设备市场的饱和、设备效率的改进、对需求侧管理的投资及更严格的设备效率标准,电力需求增长缓慢。
只从数据来看,中国的发电量已经力压世界第一大经济体美国。后者的2019年的总发电量只有4401.3 TWH,同比下降1.3%。
看到这很多人不免有些疑问,中国发电量比美国要高究竟是好还是不好?
只从发电量这一项上来看,那当然是前者在这方面的实力比较领先,但考虑到用电量背后的经济意义,这个问题就复杂很多。
一般来说,用电主要划分为居民用电、农业用电、工商业用电以及制造业用电,由于两国工业结构不同,用电量也存在很大差距,美国企业耗能较低仅达到11%。
而中国作为全球制造业规模最大的国家,为了填补内部国家内部需求和对外出口,用电量需求不断增加,导致制造业的用电量占比最高。
这也是中国一直在深化改革产业结构,大力发展新能源的重要原因。
Part 4
“闹电荒”怪新能源?大错特错
针对近日美国得克萨斯州停电问题,《得州论坛报》发表题为《不,被冻住的风机并非得州停电的罪魁祸首》的文章表示,风力发电损失仅占冬季发电量的一小部分,而天然气发电、核电、煤电和太阳能等各种能源在极寒风暴期间都遇到了困难。
如果非要说清洁能源有问题,停电事故正说明,需要投资建设更多更好传输和储存的可再生能源,以取代已经过时的老的系统。
近日,国家发改委能源研究所发布《2020年中国可再生能源展望报告》。同时,国际能源署也发布了《2020年可再生能源报告》。
对于中国的可再生能源发展,国际能源署预计2025年之前中国将占所有可再生能源容量增长的40%,其中光伏产能中国将占到80%。
“十四五”规划是中国进一步加快可再生能源的关键机遇,将帮助中国碳中和目标的实现。
到2050年,中国风电将占到能源消费的38.5%,光伏占到21.5%,排在之后的就是天然气占9.8%,水电占到9%。
未来我国的电力发展将从过去的主要考虑供应保障,转向更加注重电力产供销综合保障体系建设,需要将重点调动电源侧、电网侧和负荷侧,建立电力综合安全保障体系。
资料来源:SOLARZOOM新能源智库、中国电力、三分亮剑