电力在我国能源中的战略地位
   来源:中国经贸导刊     2021年07月31日 18:38

洪钟

资源短缺是制约中国当前和未来发展的重要因素。如何解决这一问题,中国战略思想库在2013年通过两期报告着重分析了这一问题,针对石油、天然气等资源的解决,中国应当采取西进战略。而随着中国工业化、城市化的发展,电力作为重要的二次能源在终端能源消费中的比重将不断增大,其战略地位不容忽视。

一、中国经济发展与能源问题

随着中国经济社会的快速发展,对资源特别是能源的需求量不断扩大,由于本土能源相对贫乏,国内的能源供应已经无法满足巨大的需求,越来越多的能源需要依靠外部供应,导致中国在能源问题上容易受制于人。同时,国内能源供需的地域分布不均、跨度大正在对经济的发展造成制约,能源消费结构问题也加大了环境治理的难度。

(一)中国未来发展最大障碍是能源不足

中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升,中国战略思想库在之前的报告中就已经明确提出,资源问题已经成为中国当前和未来经济社会发展的硬约束。在资源对环境和经济增长已经形成制约的情况下,非常迫切和现实的问题就是解决资源不足问题。

当前的经济形势是,全球金融危机已经长期化,为了应对危机,以美国为首的发达国家施以大规模的刺激手段,但由于资本并没有进入到实体经济,其结果只是推动虚拟经济的短期复苏和股市、债市的虚假繁荣,从而制造出一场新的泡沫。未来,危机将会继续深化,在实体经济难有起色的情况下,这些制造出来的新的货币泡沫迟早要破掉。从国内来看,2011年中国进入了产能释放期,由于全球经济危机继续深化,缺少内外部需求来吸纳过剩产能,导致生产过剩严重。因此,一旦世界范围内爆发新危机,外需将大幅度萎缩,而内需调整如果又打不开,中国经济将面临巨大困境。

所以,中国经济增长应当从外向型经济转向内需为主的增长轨道,即通过内需扩张来对经济增长形成新的牵动力。未来,必须大规模的启动城市化,同时伴以分配领域为重点的改革,来推动经济的发展。

目前中国的国情是十三亿人口要完成工业化,这不同于欧洲五亿人口和北美的三亿人口走向工业化的资源需求量。中国城市化的推进,意味着中国三分之二人口的资源需求量要达到城市水平,目前城市资源需求量是农村的三倍,如果中国用二十年完成工业化、城市化,这需要大量的石油、天然气、煤炭等能源矿产和铁矿砂等金属矿产资源。但伴随着工业化的完成,对于金属矿产资源的需求量将会有所下降,但对于能源矿产的需求量的上升趋势不会改变,所以确保能源安全对于中国未来发展具有重要战略意义。

目前世界上的一次能源消费主要以煤炭、石油、天然气为主,其次是太阳能、风能、水能以及核能等能源。中国目前的情况是没有与当前经济发展相匹配的石油与天然气资源,因此中国能源对外依存度上升较快。2012年,我国原油的对外依存度已达57.5%,石油对外依存度则超过了60%,达到61.3%,未来还将以每年一个百分点的速度上涨,预计2030年有可能达到80%以上;另外,2012年天然气的对外依赖程度已达到26.8%,并且近几年呈现快速上升的趋势。

虽然中国水资源也相对丰富,水能占全球第一,煤炭资源的储量在世界排名第三,但人均占有量都不高。而且由于当前中国环境污染问题日益严重,以煤炭为主的能源消费结构已经不再适宜。除了环境问题,中国煤炭产业还面临“两头受挤”的问题。即国内开采成本不断上升,中国十年前采煤的平均深度是300米,现在已超过1000米,而每增加100米的深度,费用将增加约20%。由于价格高、质量差,进口煤挤压国内煤炭业,造成国内煤炭产能相对过剩,2013年我国煤炭产能已经接近40亿吨。因此,当前面临的问题就是,国内煤炭成本日益增高,环境问题日益严重,而不开采就只能大量进口。2009年,我国煤炭由上年的净出口转变为净进口,到2012年,煤炭的对外依存度进一步上升至7.9%。

所以,不管是进口石油、天然气,还是煤炭,中国将对海外能源依赖度越来越高,导致在能源问题上容易受制于人。

(二)中国能源供需地域分布不均、跨度大

从国内来看,不仅从数量上人均能源储量较低,而且还存在着供需地域分布不均、跨度大的问题。

中国的工业化和城市化的发展,与率先进行工业化和城市化的国家情况存在很大相似处。以比较典型的美国和欧洲一些国家为例,所有实现工业化和城市化的国家,其人口分布大部分都集中于平原地带和沿海地带,这些城市和区域成为能源消费的主要地区。

中国平原面积的90%集中在中国沿海三大平原地带,即东北平原、华北的黄河平原和长江平原,其他地区都是小块的平地。三大平原实际距离沿海地区平均在500公里以内,由于城市化适宜在平原地带展开,这就决定了未来中国城市化的增量会更加集中在沿海几大平原地带。所以,中国改革开放以来,快速发展的地区主要集中在以平原地带为主的东中部地区,因为经济发展快,工业比较集中,这里是主要能源消费地,全国2/3以上的能源需求集中在这些地区。

但国内能源在地域分布上,情况恰恰相反,全国2/3左右的煤炭资源、风能、太阳能分布在北部和西北部,4/5左右的水能资源分布在西南部。

国内能源供需在地域上的分布不均是中国能源情况中的一个主要特征。这种情况,一是制约中国经济的发展,因为由于能源供需地区分布不平衡,需要耗费大量资源进行能源调度,能源调度系统的效率如果不够高,将成为经济发展的严重制约;二是不利于中国环境治理,因为如果在这些东中部地区建厂进行能源生产,比如现在“北煤南运”的发电方式,雾霾等环境问题将更难解决。

(三)中国的能源结构造成巨大环境负担

说到中国环境问题,当前以雾霾为代表的环境问题越来越严重,成为一个重要的社会问题。这与中国当前的能源结构和能源消费方式存在很大的关系。

长期以来,中国能源消费中,煤炭始终占据着七成乃至七成以上的比重。尽管由于天然气以及水核风电比重的上升,近年来煤炭消费比重有所降低,但改善并不明显,“一煤独大”的态势并未改变。目前,中国人均国内生产总值已超过6000美元,但在这样的发展水平下,能源消费中七成左右还是依靠煤炭。而相同发展阶段的工业发达国家通常情况是,煤炭在能源消费结构中只占20%—30%的水平,40%以上是石油,其次是其他能源方式。美国则达到80%以上是油、气和其他能源,煤炭占比不到20%。相对于石油、天然气等能源来说,煤炭会造成更大的环境污染。所以,任何一个国家,在达到中国目前这种发展程度而不改变能源结构的话,污染是不可避免的。

但一个不可回避的现实是,中国现在的能源消费结构受其资源条件制约,无可选择。煤炭是中国最丰富的一次能源,中国没有能与其需求相匹配的石油、天然气以及其他清洁能源资源供应。如果中国有像沙特一样丰富的石油资源,中国自然可以选择更加清洁的能源消费模式。尽管存在着这些硬约束,但调整目前这种能源消费结构是必须面对和切实要去做的。

二、电力能源的优势及未来发展

能源中存在的这些问题,对中国的经济、环境等都造成了巨大制约。电力作为二次能源中的重要支柱,随着中国工业化和城市化的推进,在终端能源消费中的比重将不断增大。电力本身具有多种优良特性,随着技术的进步,其优势不断显现。发展电力,是解决我国能源问题的重要途径之一。

(一)电力可大规模生产、高效率远距输送

电力能源具有多种优良特性,特别是随着技术的进步,电力的优势不断显现。表现在:电力可以与多种形式能源之间进行相互转换;电力可以大规模生产,远距离输送,在分配系统中可以无限分割,并易于精密控制;电力使用十分方便,能够精确地实现分散、定时、定量、定点使用;电力是清洁利用化石燃料的最好方式;新能源和可再生能源必须转换成电力才能被方便利用;电力是最清洁、高效、安全、优质的能源,合理使用电力可以节约一次能源。

上述特性中的第二条,即电力可以大规模生产,远距离输送的特性,对于解决我国当前能源供需地域分布不均的难症,可谓对症下药。

由于国内能源生产和消费地域跨度大,如何解决这个问题,涉及到采取怎样的途径进行能源运输。电力能源也面临着“运煤”还是“输电”的问题。经过论证,从我国西部、北部煤电基地输煤输电到中东部负荷中心,无论是基于落地电价还是基于输送环节价格进行比较,输电均比输煤更经济。输电到受端的落地电价比输煤到受端建电厂的上网电价低0.02—0.11 元/ kWh,输电价与输煤折算电价之比为1:1.3—1:3.1。同时输电还可以减少对铁路等运输资源占用问题。

另外,因为人口和工业越来越向沿海地区集聚,这是市场的力量,并不是规划的力量。这也是中国的国情,我国的地情地貌所决定中国的城市化只能是这个方向。而如果把煤炭运输到中东部地区,经过建厂发电,由于该地区人口和工业密集,产生的污染效应更大。而如果放到人口资源和工业密度较低的地区,虽然一定程度上的污染是不可避免的,但对我国社会和居民生活产生的整体影响相对较小。同时,这样可以提高环境整体对污染物的消纳和净化能力,有利于减少污染,并且可以带动相关产业发展促进西部地区的经济发展和解决就业问题。

不仅国内供需两地可以通过“输电”的方式来解决远距离运输能源问题,而且我国能源进口也可以采取这种方式。中国能源战略中,一个主要的方面是必须依靠进口,如果进口的一次能源还要生产成二次能源,一旦直接把能源生产放到沿海,依然会造成污染。所以,从西部通道进来的能源,特别是非清洁能源,可以在国外建厂生产成电力,或者在西部生产成电力,然后再往东部运送。因此,也就没必要从马六甲海峡运煤进入东部沿海地区,以免加剧当地的环境问题。

目前随着我国输变电技术的进步,电力长距离运输已经可以解决。特别输变电技术的进步,可以大大提升我国电网的输送能力,使得上千公里的跨度都能得到解决。

(二)中国变电技术和设备全球领先

正是由于中国能源生产和消费地跨度大,因此需要构建大范围、远距离、大容量输电格局,形成科学的能源输送体系。

目前中国电力、电网行业的发展正站在全球的领跑线上,尤其是输变电技术和智能电网的发展,有着其他国家和地区不具有的技术条件等发展优势。中国在智能电网的关键技术里,比如在遥感技术、信息通道技术、自适应技术、自愈功能和平衡匹配峰值等技术上,特别是输变电技术和设备制造方面已经取得了丰硕的成果,根据相关资料:在试验、研发基地方面,已建成特高压交流、特高压直流、高海拔、工程力学四个试验基地以及大电网仿真、直流成套设计两个研发中心;在示范工程方面,国内已有数个1000千伏交流输电工程与±800千伏直流输电工程投运;在技术标准制定方面,中国已建立特高压与智能电网技术标准体系,制定了200余项国家标准和行业标准,同时编制20余项国际标准;在相关工程技术创新方面,我国已攻克了多个特高压交、直流输电的关键技术,成功地自主研制了特高压交、直流设备,同时掌握了特高压工程设计、施工、试验和运行维护全套技术。除了特高压直流输电技术,一些新的输变电技术正在或即将应用,如柔性直流输电技术、新一代智能变电站技术、标准配送式智能变电站技术,以及智能交流输电线路等。随着国内企业在海外投资和承建工程,智能电网相关高新技术和装备也在不断输出,加大了中国参与国际组织和国际标准制定的力度。

科学技术是引发社会变革的第一生产力。目前,我国无论是输变电技术和设备,还是电力行业标准,都处于全球领先的地位。电力产业已经成为中国争夺国际产业竞争力,进行产业技术设备和标准输出的重要领域。

(三)电网是中国目前最大的基础设施网络

电力作为重要的二次能源,关乎国家安全和经济建设,与民生密切相关。我国电力工业发展已进入大电网、高电压、长距离、大容量阶段,网架结构日益复杂,构成了我国目前最大的基础设施网络,其战略意义就更加突出。

中国电网作为电力运输基础设施,在保障电力供应安全方面的成绩值得肯定。目前,我国大电网安全运行控制能力和调度技术装备水平居于国际领先地位,形成了目前世界上实验能力最强、技术水平最高的特高压实验研究体系,国家电网信息系统建设也取得阶段性成果。截止到目前,中国并没有发生过大面积的停电事件。而从国际上来看,根据相关统计,从2003年美加大停电以来,国际社会发生较大规模的停电事故14次。抛开自然灾害这一不可抗力的因素,主要原因还是由于电网投资不足、调度模式即管理不适应当前大电网运行等因素造成的。

电网作为中国最大基础设施网络,具有不可替代性。除了电力运输方面以外,电网还具有传输信息的功能。所谓的“三网融合”、“四网融合”,是指在电力系统加入一根光纤,这个线既可以供电,也可以提供信息服务,包括电话、上网、数字电视及一系列家庭通讯和信息服务都可以解决。虽然目前因为一些体制上的原因,运作模式遇到了发展瓶颈,但从节省资源、投资,提高资源的利用效率上来说是个不错的方案。

(四)电能消费占比在未来还将不断增大

大力推进工业化和城市化是中国未来发展新的驱动力。而随着工业化、城市化深度发展,中东部地区将会加速推进,西部等地区也将逐步跟进。另外,信息化、新农村建设的推进,“大数据”和“云计算”等新兴行业的兴起,也会进一步激励电力的消费。伴随这一进程,电力需求将保持较快的增长速度,我国电气化水平将进一步提高,电力在终端能源消费中的比重将进一步上升。

人均生活用电量是衡量人民生活水平的重要标志。目前,中国的人均用电量远远低于世界发达国家的人均水平,中国的工业用电与非工业用电的比例大概是7∶3,与美国正相反。其中很大一部分原因是美国城镇化发展水平高,居民用电量大。2010年,我国人均生活用电量为380千瓦时,仅为美国的9.5%、日本的18.7%、韩国的35%。所以,与美国、日本、韩国、以及俄罗斯、西班牙等国家相比,我国人均生活用电量还处于偏低水平。

有报告称中国城市化率是51.3%,其实这是一个囤积城市化率,真实的城市化率应当按照公安部统计的户籍人口来计算。按照公安部的户籍人口统计,2013年中国城市人口是3.8亿,由此推算城市化率只有27.7%。展望未来二十年,到2030年,中国将约有14.5亿的总人口,如果能通过城市化来推动,城市人口增速会加快,城市化率可能会到达3/4,这就意味着有7.8亿城市人口,中国的城市人口要增加2倍,是现在的3倍。随着城市化加速过程,农村与城市之间人均用电量的巨大差距将逐渐拉近,这必将释放出新一轮的电力需求空间。

2013年中国的装机容量达到12.5亿千瓦,虽然已经超过美国跃居世界第一,但是从人均来看,2011年美国是3379瓦,而中国到2013年只有917瓦,发达国家人均装机容量通常至少要在1500—2000瓦的区间内。以中国现在的电力水平,建设规模要翻一番,未来的新增量对中国来说是一个非常庞大的数字。

三、电力在中国能源中具有重要战略地位

如上所述,随着工业化、城市化加速时期的到来,电力需求空间巨大,这种趋势短期内就将显现。电力本身的发展优势和前景,对于解决中国当前能源短缺问题和环境污染问题具有重要意义。也是中国整合周边区域的重要经济手段。因此,电力的战略地位不容忽视。

(一)电力在能源安全中的地位日益重要

能源安全是确保国家发展的重要安全问题。能源安全是一个相对广泛的概念,目前的能源安全问题更多的是强调石油、天然气的安全,不可否认,这的确也是我国能源安全的重要方面,但电力在能源安全中的重要地位不容忽视。

原因在于,我国不同于美国、俄罗斯,这些国家是以石油和天然气为主要能源,而我国的能源结构则不以油气为主,而是以煤炭为主。这是中国在能源对外依存度很高的情况下,还可以保证能源上实现自给为主的主要原因。因此,中国应当根据实际情况制定自己的能源安全战略,正确认识电力供应安全在中国能源战略中的重要地位。电力至少要与油气并列成为能源安全的主要因素。

此外,中国的电力是应用最广泛的能源,涉及国民经济所有的领域和人民生活的各个方面,与现代生活贴得最近。电力供应不同于石油,电力是发电、输电、供电同时完成的,其供应的可靠性直接影响百姓生活和工商业活动,对于中国来说电力供应安全是最重要的能源安全问题。

电力不仅影响终端能源的供应安全,还影响一次能源的供应安全。虽然作为电力生产的主要原料煤炭是不可再生能源,但除此之外还有丰富的水能、风能、太阳能等可再生能源,以及核能等新能源来作为支持。这些可再生能源和新能源,在终端能源中主要是以电力的形式来发挥作用的。可再生能源将会有效地改善我国的发电生产以煤为主的结构,对保障能源的可持续发展和能源供应安全具有十分重要的战略意义。

第三,电力与煤炭、石油、天然气等其他各类能源关联性日益密切,不仅在上游的生产环节可以实现相互替代,保证能源供应安全,在下游的消费环节也可以实现相互替代,达到合理的终端能源消费结构,例如“以电代油”、“以电代气”等。通过这种替代的方式,可以促进能源结构趋于安全,对保障国家能源安全,促进能源可持续发展具有重要的作用。

因此,从理论上讲,电力在供应上可以源源不断。从技术上讲,电力可以替代煤炭、石油和天然气等各类能源。

(二)电力产业发展关乎中国环境治理

去年以来,持续的严重雾霾天气横扫我国大部分地区,其中尤以京津冀地区最为严重,多次出现超过6级的极重度污染天气。2013年中国社科院、中国气象局联合发布《2013年气候变化绿皮书》(以下称《绿皮书》)指出:我国持续性雾霾显 著增加,主要原因是化石能源消费增多而造成的大气污染物排放增加。

今后几十年内,全球能源供应仍将以化石燃料为主,中国以煤为主的能源消费结构短期内也很难有明显变化。而电力是利用化石燃料的最清洁的方式,特别是相对于污染最严重的煤炭。

现代的发电技术已基本解决化石燃料燃烧所产生的烟尘、硫化物、氮化物等污染物的消除问题。燃煤机组基本配置了脱硫、脱硝、除尘等环保设施,因此无论是燃烧效率还是对环境保护而言都具有很大优势。问题在于,目前我国电煤占整个煤炭使用的50%左右,剩余的煤炭使用中,一部分用于煤化工,但是由于成本和对煤质量要求都比较高,只能小批量生产;剩下很大一部分是直接燃烧。根据相关数据,我国终端煤炭直接燃烧大约8亿吨左右,其中占很大比重的粗放的、污染物排放大的煤炭利用方式需要转变,比如分散化的居民小煤炉用煤、冬季采暖用的小燃煤锅炉等等。这些煤炭利用方式的污染物排放控制很不到位,甚至没有控制,污染物直接排放到大气中,造成的污染非常严重,不利于环境改善及能源利用效率的提高。散烧煤虽然只占我国煤炭总消费量的22%,但由于其污染物排放大多没有经过任何处理,在污染物排放总量上却占了50%,同样消耗一吨煤,散烧煤排放污染物约为发电用煤的20倍。

在国外,尤其是从发达国家来看,大多数电煤比重都在80%以上,美国更高达95%以上。所以要想改变煤烟污染,最优的办法是把更多的煤炭转换成电力,这样不仅可以解决地区环境污染等问题,而且还可以提高整体能源利用效率。因此,要进一步提高发电煤比例,进行集中式发电。

集中式发电、跨区域送电可以有效缓解污染问题。未来通过跨区送电,把西部大规模建设的煤电基地所生产的高效、低排放的煤电输送到目前污染严重的东中部地区,比如环渤海、长三角、珠三角地区,以及鄂豫湘赣等地区,从而实现终端用能的“以电代煤”。跨区送电的发展,不仅调整化石能源特别是煤炭的利用结构,同时电力产业发展也是清洁能源发展的基础。只有电力电网的发展才能真正推动清洁能源的发展,从而大幅减少碳排放。

关于雾霾的产生原因,《绿皮书》认为是化石能源消费过多所造成的,但目前关于此问题还存在争议,尚未定论。但无论确切的原因是什么,至少电力产业的升级发展对于减少碳排放、缓解环境压力具有十分重要的意义。

另外,在处理废气问题上,还可以借鉴德国的经验,例如修建300米以上烟囱的方式。所谓污染是因为集中,如果扩散就不会形成污染。并非是大气环流不起作用,而是由于我们为了降低成本建的烟囱不够高所导致效果较差。中国如果能采用300米以上的烟囱,由于季候风的原因,灰尘就不会集结在中国上空。但这些问题的解决不能单纯依靠市场手段,而需要政府的更多介入。

(三)电力产业升级是经济下滑中的新增长点

中国经济目前面临巨大下行风险,要守住增长底线,为改革调整赢得时间,短期来看,必须寻找到新的投资增长点。

2013年下半年以来,美元指数持续走低,11月美国资本外流达300多亿美元,12月更加剧到超过1100亿美元。乌克兰事件爆发后,国际资本不像以往一样选择美元作为资产避险工具,而是用日元和黄金避险,说明美国的金融市场已经进入了高危状态,随时可能爆发新危机。这也意味着外需低迷甚至继续滑落将是大概率事件。

而国内经济已经出现风险动态。今年一月份的货币M1增长率猛然收缩到只有1.3%这一历史最低水平,M1是交易中的货币,M1的收缩说明货币正在大规模退出交易过程,通常这种情况只会发生在企业的生产和投资活动大幅度收缩的时候。虽然今年以来M2的增速并不低,但M1才是交易中的货币,如果M2高速增长而M1却显著萎缩,只能说明无论货币多么宽松,对经济增长的刺激已经无效了。另一个指标是出口,今年前两个月出口负增长1.6%,其中2月当月负增长18.1%,这其中虽有去年同期出口虚高的影响,但自去年8月以来,PMI指数中的新出口订单指数已连降7个月,说明当前出口的萎缩并不仅仅是受去年基数影响。

还需要注意的是,中国自改革开放以来,一直是工业增长率显著高于经济增长率,1990年以后的23年里,工业增长率低于经济增长率的年份只有两个,一个是2009年,另一个就是2013年。2009年是因为次债危机波及到中国,去年的原因只能说中国经济中的内生增长动力开始萎缩了。中国目前的经济减速,不是进入了“中速增长期”,而是在向增长的“断崖”边滑落。

要保持稳定增长,短期来看必须寻找到新的投资增长点。电力产业升级就是增长点之一。虽然电力投资是千亿级的,但电力投资带动的相关产业是万亿级的。电力电网作为整个国民经济的基础设施,可以影响整个国民经济的重要领域,它的转型升级对于中国经济发展是至关重要的。因此,电力投资特别是新电力技术的投资,就是中国对冲经济下滑的重要手段。

(四)电力产业可作为整合周边区域的重要经济手段

从国外电力市场来看,目前跨国、跨区或全国性的大范围电力市场正在逐步形成。欧盟统一电力市场计划在2014年完成,美国区域电力市场的范围正逐步扩大、澳大利亚全国市场和俄罗斯国家市场已建成运行。由此可见各国都在积极行动。

中国在城市化的大背景下,特别是随着远程输电技术的发展,应当思考如何在中国这种地理条件下,在更宽广的领域内去规划电网的建设和改造。不仅要在中国国土范围内好好规划,同时也应当考虑通过中国电力产业链把中国周边区域连接起来,比如东南亚、东南半岛等。所以,发展电力,不应当只考虑中国国内布局的问题,还应当扩大到更大的视野。要把电力作为中国整合周边区域的重要经济手段。

目前中国的特高压等输变电技术和相关设备处于国际领先地位。中国整个电网设备已经实现国产化,中国开始越来越多的承接海外的电网建设工程。说明中国从技术到设备,整个电力产业都具有国际竞争力,并且可以对外形成成套产业设备以及技术标准的输出,是中国争夺国际竞争力以及整合周边的重要抓手。

另外,在能源进口时不一定非要将资源运回国内,可以在国外建设电站电网,在当地发后电再输送回国内,这样不但更加高效,而且由于能够更多的带动当地经济和就业的发展,所以实施起来也会相对容易。而这种模式建立起来之后,由于只有中国拥有巨大的需求市场可以消纳这些地区的电力,从而使得这些地区对中国产生更大依赖,并促进中国对周边的整合。而且整个对外整合的过程也是人民币输出的过程,这对于扩大人民币影响,促进人民币国际化方面也意义重大。

四、确立以电力为中心的能源发展战略

(一)中国能源问题必须要有整体战略规划

不管是石油、天然气等一次能源还是发展电力,在确定能源项目和开发的过程中,既要考虑到国与国之间利益分成问题,同时也应考虑当地政府和地方之间的利益分成问题,甚至一些国家在背后可能制造出的问题,从而维护我国能源安全。中国在整个丝绸之路建设的过程中,要考虑到经济带和经济开发区的建设以及配套的经济设施问题。

从国内来说,不能再像中国的通讯网络一样,当时为了反垄断对通信行业进行了划分,但随着新的技术形态的出现,行业割据状态成为阻碍生产力的生产关系。如何从体制上解决这些类似的问题,避免重复当前的一些错误,必须要有战略规划。

而具体到电力,在美国、日本等发达国家,智能电网战略己成为国家重要战略,是在政府统一主导和支持下,集国家以及相关力量来制定和推动的。智能电网战略已经成为他们抢占未来低碳经济制高点的重要战略措施。中国与其他国家在智能电网发展上的“角力”,不仅是一次综合实力和抢占未来低碳经济制高点的较量,也是推动自身经济可持续发展、确保未来能源安全的需要。中国要尽可能总结成功经验,摆脱可能带来的外部干扰,才能拥有保证经济发展所需要的能源资源。

(二)大力发展以智能电网为核心的电力系统

电力工业是国民经济基础产业,为经济社会发展提供动力支持。虽然电网是中国目前最大的基础设施网络,其重要性和意义不言而喻,但电网的发展还是相对滞后。

总结起来就是“重发轻供不管用”,对发电非常重视,在供电方面,各地供电局,尤其是县市级直接面向用户的供电局,从自动化以及从管理水平等各方面的提升空间都很大。另外,投资不足、体制问题,以及地方保护主义等都制约着电网的发展。

电网建设投入不足导致我国特高压和配电网“两头薄弱”问题突出。一方面,从能源基地至负荷中心的大规模、远距离、高效率输电通道建设严重滞后;另一方面,配电网结构不合理,供电能力弱,供电可靠率有待提高。通过智能电网建设可以有效提高线路输送能力和运行控制的灵活性,最大限度提高能源输送效率,提高电网大范围优化配置资源的能力,从而降低一次能源消耗,促进能源的可持续发展。

而随着风能、太阳能和水能等新能源的出现,储能是一个非常重要和迫切的技术问题。目前储能问题在世界上都没有一个更好的解决方案。可替代性的方案就是加大电网的建设并建设智能电网,从而建成一个大范围调配电力的网络。我国太阳能、风能等资源大都远离能源消费中心,必须走“大规模集中开发”的发展模式,通过大电网在全国范围内消纳。通过建设智能电网,可以实现可再生能源并网接入标准化和运行控制智能化,实现可再生能源的柔性接入和大规模、远距离输送。

另外,用户需求的多元化和供电可靠性要求的不断提高。智能电网可以及时、准确预测和处理各种故障,实现电网与电力用户的双向互动,通过智能电表等高级计量体系,为用户提供实时电价和用电信息,实现用电管理优化、能效诊断等增值服务。

智能电网与传统电网相比优势明显。相关机构对智能电网相关综合效益进行了梳理,包括节约土地、替代减排、环境效益、缓解运输压力,增加就业机会,节省装机容量等一系列问题,最后都折算成资金的形式,预计到2020年电网环节产生的效益是每年200亿元,社会效益为每年1790亿元,前提是我们所预期的社会效益和相关的效益能够在公平健康的市场环境下得以充分的发挥。

因此,智能电网是解决当前电力发展瓶颈的有效途径。未来应当加快发展建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展的智能电网,加快空中能源通道建设,实施输煤输电并举,促进大煤炭、大水电、大核电、大型可再生资源发电基地的集约高效开发,实行大规模、远距离输电和全国范围优化配置能源资源。

(三)智能电网是未来智慧城市建设的重要基础

如中所分析的,工业化和城市化是一种集约式的生存方式,它有利于提高生产和生活效率。但中国的平原面积有限,未来14亿多人口也不可能完全集中在这些地区。除了在地理平原存在相对集中的分布以外,仍然有一些非集约的、分布式的情况存在。

因此,在集约模式的背景下,提供的却是分布式的技术,同时最新技术和旧技术同时并行,这就需要智能化来加以协调。所以智能电网,包括智慧城市,或许是中国发展的一个方向。

智慧城市有望是未来中型以及中型以上城市建设的方向。智慧城市是通过综合运用现代科学技术,统筹业务应用系统,整合各种信息资源,集成规划基础设施,经济发展、城市管理、公共服务、政府效能为一体的城市科学发展新实践。它有利于整体改善民生,提高居民生活水平,是中国经济飞速发展到冷静下来思考“以人为本”的发展模式,是未来的发展趋势。智能电网则是构建整个智慧城市神经系统中的一部分,智能电网支持智慧城市发展,包括绿色发展、安全可靠、产业发展、提升服务内涵等等。

所以,基于智能电网的上述优点和与智慧城市的关系,智能电网是未来发展方向,特别是为智慧城市发展和未来快速城市化提供工具。

它一方面可以解决包括能源结构的一些问题,让城市化以后,进入城市的农民工享受到城市集约化式的劳动达到的成果。同时有利于解决能源区域供需分布不平衡,进行周边整合,改善环境问题。因此是一件值得做的事情。

智能电网与智慧城市是未来发展的一个趋势,未来智慧城市和智能电网需要更大程度上、更广范围内进行技术革新以及技术整合。

(四)智能电网应适当超前发展做好布局

从2013年年中到今年年初来看,用电量同比和环比在一些省市都有所下降,因此在电力系统负荷维持平衡甚至减少的情况,电网是否有必要进入快速发展时期就受到了很多质疑。

从安全角度看,电网作为一个基础设施,未来容量必须有一定的余量,但以往中国电网容量少有富余。

分析这一问题,可以以美国高速公路发展为例子。美国的高速公路很发达,除了纽约、洛杉矶和芝加哥等几个大都市外,其他地方的高速公路大多都很空闲,没有什么车辆。这看似是在浪费资源,但实际上就是对重大基础设施的适度超前发展,我们发展电力从中可以得到如下的启示:

第一,有效的分散了负荷。我国目前的情形是全国保华北,华北保京津唐,京津唐保北京,每个省大一点的城市都是负荷集中中心,这给电网造成极大的麻烦。随着电网越建越复杂,必须考虑在安全情况下的备份,考虑容量。特别是随着城镇化发展,土地越来越稀缺,要建新的变电站和线路以及进行电网扩容和改造,成本将越来越高。

第二,从美国的例子可以看出,包括电网、水、煤气,甚至包括通讯在内的一些基础设施建设,都应当适度超前发展。而不是中国现在这种“连走带跑”的形势。

第三,从另一个层面来看,电网和公里是相辅相成的,除了高山峻岭等地区外,电网一般是沿着公路建设的,这样既可以同步建设,同时也可以把更多信息集成,公路、铁路和电网基本上是可以捆绑在一起发展的。

第四,可以带动各地房地产等产业的发展。在美国,没有真正所谓城市和农村的区分,原因在于其拥有比较发达的公路网。所以这些基础设施只有超前布局,才能带来优势。从而由一个点,带动整个产业及经济发展,并且带动就业的发展。

所以,我们在发展智能电网方面,应当做好布局,超前发展,减少未来建设的难度,节省资源,将基础设施建设提高到新的水平,以带动相关产业发展,为经济转型和改革提供比较好的经济环境。

(五)高度重视未来智能电网发展的安全问题

未来电网系统的构建和改造中,特别是在智能电网的建设过程中,一定要高度重视智能电网的安全问题。

美国曾因为出现过电网事故,因而对于国家电网的安全性极其重视。美军的报告中曾提出电网是最大的安全隐患,由于缺少有效的防御手段,一旦系统本身出现问题,会导致一系列大的问题出现。因此,一个系统一旦大到一定程度、复杂到一定程度,以及智能到一定程度的时候,反而会很脆弱。以美国这样发达和成熟的技术条件下,都可能发生的情况,逻辑上,在常规环境下中国也可能会发生类似的安全问题。

因此,对于系统崩塌的问题和蓄意破坏的问题以及容易度等等问题也要作为一个考虑的重要因素。智能电网和智慧城市一定要有备份方案和备份系统,否则一旦发生问题,后果不堪设想。

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