湖南限电背后:脆弱的城市供电系统
作者: 杨智杰毫无征兆,12月15日,国网湖南省电力常德公司的工作人员突然接到公司通知,因为电力超负荷要限电。通知要求,如果电力负荷达到一定的限度,就要随机切掉几个线路,起到减负荷作用。这次限电来得非常突然,近5年,都没有见过常德电力有这么紧张的时刻。业务班同事需要联系市内大宗用户,希望他们在这期间减少生产。
在省会长沙,长沙火车站、橘子洲大桥原本明亮的夜间灯光亮化工程,被关掉了大部分光源,当地人在网上感慨,长沙成了“一座静悄悄的城市”。与此同时,江西、浙江、内蒙古相继发布限电限产通知,陕西、上海、河北、广西等地也表示电力供需紧张,倡导有序用电。
湖南之难
停电很快蔓延到岳麓区麓谷企业广场、高新区、浏阳市等长沙许多地方。麓谷高新区一产业园的工作人员告诉《中国新闻周刊》,他所在公司停电了两天,随后可以正常上班,但要按照要求节约用电,空调温度不能超过20℃。
一场“节电”运动在全省铺开。湖南省发展改革委通知要求,12月8日起,全省启动有序用电,限电涉及居民生活用电、工业用电、企业事业单位用电等方方面面。以常德为例,政策呼吁人们下班关空调,室外不必要照明及景观亮化设施和电子大屏幕关停,室内空调设置在20℃以下;各类公共场所、经营场所必须做到人走电停,居民在家节约用电,主动避开高峰时段使用电热水器、空调、取暖器等大功率电器设备等。
“湖南是比较有代表性的,全国第三产业和居民的电力负荷通常占最大负荷的35%左右,但湖南已经接近50%。”华北电力大学经济管理学院教授袁家海告诉《中国新闻周刊》。2019年,湖南省三产及城乡居民生活用电量快速增长,占总用电量的46%。袁家海分析,湖南用电负荷有夏季和冬季两个高峰,夏季高温开空调,冬季低温靠电取暖。今年更加特殊,遭遇连续多日阴雨无风的极端天气。
冬季气温持续偏低,防冻融冰也成了湖南电力迎峰度冬的重要挑战。电线上的覆雪覆冰如果不及时融化,会导致大规模停电,湖南多地曾因此受到过重创。2008年1月,中国南方经历50年一遇的雪灾,湖南、贵州等地的电力系统遭受严重损坏,湖南郴州、贵州18县大范围停电,公路铁路瘫痪,10省区3287万人受灾。2020年的情况也不容乐观,据《湖南日报》报道,国网湖南防灾减灾中心预测,从现在到春季,湖南电网总体遭遇中等到严重程度覆冰的可能性大。
除了天气因素,湖南省供电压力其实早有预兆。“不论今冬我省为正常天气还是极端天气,供电都存在缺口。”在2020年12月2日的湖南电力迎峰度冬动员暨防冻融冰视频会议上,国网湖南电力新闻发言人陈浩曾表示,从2020年前11个月用电情况分析,预计迎峰度冬期间,湖南省最高用电负荷、用电量都将突破湖南电网供电极限。
复产复工后工业用电需求旺盛,加剧了湖南省的电力危机。2020年1~11月,湖南省全省社会用电量为1723亿千瓦,同比增长2.3%。其中,工业用电量同比增长3.34%,比全国高1.2个百分点。作为制造业大省,下半年出口订单大增。11月,湖南全省进出口总值比上年同期增长了近四成,使得用电量攀升。服务业也快速恢复,11月,信息传输、软件和信息技术服务业的当月用电量同比增长超过20%,批发和零售业用电量同比增长12%。
“燃煤之急”
一场突然的电力紧张,在不少业内人士看来,暴露出湖南省供电能力的不足。
国网湖南电力副总经理张孝军指出,受各方面综合影响,这个冬天湖南省现有电源装机容量可能无法实现满负荷发电。
湖南的供电能力并不丰沛。“2019年底,湖南省发电装机达到4669万千瓦,非化石能源占51%。过去4年,湖南总装机仅增加821万千瓦,年均增长4.7%,远低于全国发电年均增速(7.1%)。”中国电力企业联合会(以下简称中电联)行业发展与环境资源部副主任叶春接受《中国新闻周刊》采访时介绍,在新增的821万千瓦中,水电占16.85%,风光合计占82.15%,煤电仅占1%。发电类型上,包括火电、水电、风电、太阳能发电。
湘水、资水、沅水、澧水是湖南境内的“四水”,水电是湖南省夏季最主要的供电方式,装机容量为1612万千瓦,在全省电力总装机容量中占比超过三分之一。但水电具有明显的季节性,“当前湖南水电处在冬季枯水期,出力不足,特别是湖南水电站规模相对较小,多为径流式水电,受来水影响较大,水电出力具有明显的波动性,对电网的支撑调节能力有限。”叶春解释。
在澧水支流上经营一家小型水电站的一位负责人告诉《中国新闻周刊》,2020年11月雨水还算可以,但进入12月,水电站完全没办法发电。一直到2021年1月,只能进行维修保养。他坦言,小型水电站都是靠天吃饭,有明显的枯水期和丰水期,“只能靠下雨、靠山泉水”。
风电和太阳能发电的装机容量,是近年来湖南省增长速度最快的部分,装机占全省电力总装机的16%。但是到了冬季,这些新能源发电能力不稳定。“这以后也可能会是个常态化的问题,以风电为代表的新能源装机比重越来越大,但是新能源机组的平均发电小时不太高,和湖南电网的负荷特性有点不匹配。比如说,现在冬天电网负荷高峰,但不是风电出力最大的时候,所以负荷高峰时期供需矛盾更加突出。”一位不愿具名的湖南大学电气与信息工程学院教授说道。
相比之下,火力发电最为稳定。“截至2019年底,火电发电量占比超过六成,虽然比重逐年降低,仍然是电网主力电源,在电力系统中起到不可替代的兜底保障作用。”叶春告诉《中国新闻周刊》。
但2020年,“火电主力军”也遭遇了意外。近日,国家发改委指出,煤电因长期高负荷运行、故障风险增加,湖南岳阳电厂、宝庆电厂机组相继因故障停运,影响电力供应102万千瓦。
更大的困难,在于燃料的短缺。国网湖南电力对外透露,2020年11月30日,全省电煤库存同比下降18.5%,后期北方地区供煤紧张、春运运力受限,湖南省电煤储运形势不容乐观,对火电企业发电可能形成不良影响。
湖南缺煤无油少气,火电用煤超过80%靠外省输入,主要来源集中在山西、内蒙古和陕西三省,运输形式有铁路以及长江水路中转。华南地区某发电企业燃料部负责人接受《中国能源报》采访时提到,湖南每年需要从外省调入6000万~7000万吨煤炭,原先湖南本地还有2000万吨左右的产量,但近年来湖南本地煤矿大量关停;近两年湖南省每年只有50万吨进口煤指标,且只减不增,种种因素都使得湖南电煤供应紧张。
这不是湖南一省的“燃煤之急”。叶春指出,2020年5月份以来,由于部分主产区的内贸煤和全国的进口煤供应持续收缩,与经济复苏带来的电煤需求快速恢复形成“剪刀差”,加上非电行业用煤需求也比较旺盛,电煤供应从平衡转为偏紧,11月中旬以来比较突出。与此同时,11月以来,东北、华中、华东地区相继降温,冷空气也带动了取暖用电量攀升,电煤需求持续提升。
除了自发电,三峡水电和±800千伏祁韶特高压直流输电,是湖南主要的外来电源。祁韶直流起于甘肃省酒泉,穿过5省到达湖南省湘潭市湘潭县,是国内首条大规模清洁能源输送特高压直流输电工程。一位电力专家介绍,祁韶直流虽然设计送电800万千瓦,但业内都知道,目前只能运送400万千瓦左右。国网湖南省电力有限公司董事长孟庆强在接受《人民日报》采访时曾提到,由于送出端的供应能力受限、接入端的联络通道薄弱,祁韶直流送电能力未能充分发挥,输电能力发挥还不到50%。

目前,湖南电网最大负荷为3150万千瓦,创冬季历史新高。袁家海做了一个计算,更为直观地展现湖南供电的压力。“要保证全省最大负荷以及电网安全运行,留有备用,湖南省电力的有效容量应该是3500万千瓦左右。”但实际上,12月供电紧张阶段,减去前段时间两台102万千瓦的机组在检修,湖南火电装机容量约为2000万千瓦。此外,水电约300万千瓦,祁韶直流400万千瓦,3回鄂湘联络线约270万千瓦,加起来只有近3000万千瓦的电机容量。“所以湖南省电网安全运行,还有400~500万千瓦的缺口。”袁家海说。
并非“电荒”
华北电力大学能源互联网研究中心主任曾鸣注意到,近些年,中国城市缺电问题已经多次发生,只不过不是固定在一个地方。“供需关系还是比较脆弱,一有点风吹草动,就缺电了。”曾鸣对《中国新闻周刊》说。
除了湖南,2020年12月中旬,江西、浙江也相继发布限电通知。江西省发改委决定,12月15日起,每日早晚高峰段实施可中断负荷,并启动有序用电工作。浙江省机关事务管理局发布通知,省内各有关单位办公区域在气温达到3℃以下(含3℃)时方可开启空调等取暖设备,且设置温度不得超过16℃。12月15日晚,义乌城区主干道、小区内主干道的路灯都被关掉,街道两旁的招牌和景观灯也全都熄灭,有企业收到错峰生产通知,政策延续到2020年底。
据公开信息,浙江与湖南情况有所不同,并非因为缺电。国家发改委秘书长赵辰昕公开表示,浙江不存在电力供应不足的情况,而是省内个别地方为了促进节能减排,采取了限制电力消费的一些措施。作为印证,温州市机关事务管理局下发的通知显示,此次限电,是针对“目前省、市能源‘双控’和‘减煤’工作面临的严峻形势和绿色发展的要求”。
但也有不同声音。据《财新》杂志报道,浙江省能源局一位工作人员表示,浙江省限电不仅仅是缺用能指标空间,更是因为缺电。这位能源局工作人员提到,浙江一次性能源超三分之一依靠外采,外来电比重高。他担心,12月底的寒潮一来,“用能保障压力就会更大”。
湖南在电网最高负荷时期的缺电,则是无可争议的。湖南省国网湖南省电力有限公司董事长孟庆强,在2019年发表于《中国能源报》的一份两会建言中指出:预计2020年、2025年湖南电网最大负荷约为3520万千瓦、4860万千瓦。“十三五”期间,湖南新增大型电源最好情况下也仅有2020年底投产的神华永州电厂1台100万千瓦机组,2020年湖南电网电力缺口将达到600万千瓦以上。“十四五”期间,考虑长沙特高压交流工程2021年投产送电,祁韶直流满功率送湘800万千瓦,华电平江、神华岳阳及怀化石煤(共460万千瓦)等电源中部分能够在2022年前投运,并考虑雅中直流50%电力分送湖南的情况下,2022年仍存在约500万千瓦的电力缺额;到2025年,湖南电力缺额将扩大到900万千瓦以上,全省面临大面积缺电局面。
曾鸣认为,湖南出现供电紧张的问题,不是总量上缺电,而是结构性缺电。“一个最突出的特点就是尖峰时刻缺电,它可能在一年的某一个季节当中的某些时段缺电,这就是结构性缺电。”
2018年和2019年夏天,由于持续高温,山东、 湖南、湖北、浙江、河南、江苏等地,都陆续出现用电负荷出现历史新高。不过,从全国来看,季节性缺电并不意味着“电荒”。根据中电联统计,截至2019年底,全国全口径发电装机容量突破20亿千瓦,稳居世界首位,总体电力装机供应能力能够满足电力负荷增长需求。