文/硬核能源1号

9月2日,原本是成都市2024年秋季学期正式行课的第一天。很多家长本以为“神兽”归校,自己就能卸下重担。

没想到,当天成都高温红色预警,学生们在没有空调的教室里热得不行。为了降温,很多家长自费买来冰块放在教室里。

不过这种降温方式杯水车薪。很多学校在开学当天下午就立刻宣布停课,将返校时间延后到了9月5日。

这不是成都今年第一次因为高温窜上热搜了。

8月23日,多位用户在微博、小红书等社交媒体上发布“成都限电”相关信息。写字楼空调、照明等设施是此次限电的主要目标。

8月底这次电力供应紧张,就是高温天气导致的。

从8月20日左右开始,成都一直持续发布高温预警,并且多次达到了最高温度40摄氏度以上。

高温天气让电网负荷急剧上升。8月21日一天之内,四川电网用电负荷2次创下历史新高,最高达6797万千瓦,较去年最大用电负荷增长近13%!

很多网友不自觉地就想起了2022年成都、乃至整个四川经历的极端高温天气。当时整个四川省都面临着严峻的电力短缺问题,甚至地铁里的照明设施都关闭了。

那时候,可能很多人以为极端高温和缺电只是偶发性的个例。没想到仅仅过了2年,又遭遇了一次极端高温,还有停电的风险。

在大家的印象里,四川有很多水电站,电力资源丰富,不应该缺电。但越来越多的停电事件,让人不免产生疑虑:

为什么停电总是四川?四川为什么那么多水电,还会缺电?


停电、缺电,主要还是因为极端天气


我们先看2022年。

2022年,四川全省有128个站监测到高温天气,日最高气温大于等于35℃。其中,监测到日最高气温大于等于37℃的有112个站,大于等于40℃的有81个站。当年8月24日,渠县的最高气温达到44℃,刷新四川境内的国家气象站点监测的日最高气温历史纪录。

最高温特别高,平均气温也不差。

2022年四川平均高温日数达到30.1天,数量是常规年份的3倍多,突破自1961年四川有完整气象记录以来的最高值;全省89个气象站监测到的高温日数超过30天。其中古蔺县、合江县、渠县3站高温天数都超过了60天。古蔺县最多,有67天。全省75个站点的高温日数都突破了1961年以来的最高纪录。

简单地说,就是温度特别高,高温天气时间特别长。

这产生了几个问题:

1, 温度高需要开空调,用电负荷就增长的特别快。而且由于持续高温,所以大量的空调几乎是24小时开着的。

2, 高温天是没有降雨的,所以四川的水位很低。水电能发出来的就减少了。


从水利角度来看,2022年旱情严重,严重影响了长江流域的水量。6月中旬以来,长江流域降水由偏多转为偏少,其中,6月下旬偏少2成,7月偏少3成多,尤其是长江下游干流及鄱阳湖水系偏少5成左右,为近10年同期最少。

综合全年数据,6月中旬开始长江流域降水转为偏少。7-10月,长江流域平均气温之高、高温日数之多、降水量之少均列1961年有实测资料以来历史同期之最。

那么2022年的问题就很明显了:

用电需求特别多,但电实在是发不出来。

2024年也一样么?

不一样。今年3月,四川省气候中心预计,在接下来的2024年汛期,四川省降水量可能较常年同期偏多,平均温度偏高。

预测是这样,实际也没有骗差太多。今年6月,四川降水偏少。但7月1日以来,四川强降雨天气事件陡增,一举扭转了6月全省平均降水量偏少的局面。7月9日,四川省防汛应急响应由四级提升至三级。7月15日,四川省洪水灾害防御响应由四级提升至三级。

实际上,截止6月30日,四川主要水库蓄水量同比增长36%,蓄水变化量增长600%以上。

从最终发电量来看,2024年1至7月,四川省总发电量2727.3亿千瓦时,同比增长10.7%。

至少在发电量这一块,四川没有拖后腿。

所以2024年的停电,主要的锅还是天气太热。


电不够吗?


首先,要明白电量和电力是两个概念。

举例来说。你的家里有一台功率2kw的空调,再加上其他电器,家里的总功率是3kw。

你家里一年的用电量是2000度电(kwh)。这个是电量,你要为此付出2000度电的电费。

而夏天的某个时间,因为天气太热,你要24小时开着空调,加上其他电器,你家里瞬间的电力需求是3kw。如果保持这个用电负荷,1小时就是3kwh的电,也就是1小时用3度电。

我们来看看四川的情况。

2023年,四川用电量达3711亿千瓦时。当年四川省的发电量是4712.6千瓦时。

显然,从电量上看,四川应该不缺电。(这里我们暂时不考虑电量外送的问题,后面会补充)

其次,我们要看下电力。

2023年,四川省水电装机量、发电量分别为9759万千瓦、3583.3亿千瓦时,占比高达76%、77%。

《四川省电源电网发展规划(2022—2025年)》中指出,到2025年,四川电源结构将更加优化,水电、火电、风电、光伏发电占比将从2021年的77.8%、15.9%、4.6%、1.7%调整为64.1%、16.6%、6.0%、13.3%

8月21日,四川省电力负荷最高达6797万千瓦,较去年最大用电负荷增长近13%。

6797万看起来比9000多万的水电装机要少,再加上大约1000多万千瓦的火电装机。似乎电力也应该是不缺的。

但这笔账算起来,还有很多细节问题。

比如,成都电网的安全承载能力是2040万千瓦,如今当地电网负荷已达2038.8万千瓦。

什么意思呢?就是成都电网最多只能接受2400万千瓦的负荷,但是在今年夏天,已经到了上限。也就是说,再多的用电,电网支撑不了,有电源也不行。

举个例子来说,就是高速公路已经堵车了,你调配再多的车辆,也送不了货物。

另一个细节是,9000多万千瓦的水电装机,是纸面上的数据,并不代表无时无刻都能发出这么多的电。

道理也很简单,水电自然是需要水量充沛才能满发。以2022年12月年投产的白鹤滩水电站为例,今年夏天才实现了第一次全部机组满负荷发电。

一般来说,在电力行业内,火电的可用容量最高,大约为铭牌容量的80%;风光可用容量仅为铭牌容量的20%;水电大概在两者之间。


要建更多的电站、电网么?


增加建设是必然的的。

2023年6月,四川省人民政府办公厅出台《关于进一步加快电网规划建设工作的通知》,并将其列入四川省政府2024年立法项目。如我国西南地区首个特高压交流工程——国家电网有限公司川渝1000千伏特高压交流工程于2022年9月29日提早开工,目前正在论证工程“环网”。

在此之前,四川省内电网建设也存在一定的短板。比如成都电网容量不足;省内输送通道不足,省内水电很多都无法直接输送至负荷中心(成都平原)等等。

电源也在加强,2022年12月1日,四川省人民政府出台了《四川省电源电网发展规划(2022—2025年)》,一方面电源端“多能互补”,到2025年,水电、火电、风电、光伏发电占比从2021年的77.8%、15.9%、4.6%、1.7%调整为64.1%、16.6%、6.0%、13.3%;另一方面,电网端“互联互济”,新增供电能力2000万千瓦以上。正如《2023年四川省人民政府工作报告》所说“确保未来几十年四川不再有这样的缺电之痛”。

不过,我们必须强调的是,加强电网、电源建设,不代表要为了最高6800万千瓦的负荷建设所有基础设施。

很简单地道理,我们还是举例说明。如果有着7000万千瓦的火电,成都电网负荷5000万千瓦,那么肯定不会出现缺电、停电的情况。但这意味着大量的浪费,因为除了夏天、冬天一共2、3个月的时间,其他10个月一大半的机组和电网是完全闲置的。这些设备平时都需要养护,人员要发工资。

这些成本最终还是要全社会来分摊的。


外送电你不知道的1、2、3


上面我们计算了,在丰水期,水电的实际发电容量也大概率能到7成,满足全省6800万千瓦的电力负荷,也应该是成立的。

如果不考虑电网限制的话,如果还是会缺电,那就必须考虑四川水电外送带来的部分缺口了。

四川一年要外送的电量大概在1000多亿千瓦时。互联网上很多挂着四川IP的网友会在缺电、停电的时候,对大量的外送电不满。

其实大家完全不必这样,我们再来算一笔账。

已知四川的水电装机9000多万千瓦,四川一年发电量4700多亿千瓦时,用电量只有3700多亿千瓦时。

如果水电不外送,那么大量的装机就会被浪费掉了,水资源白白流走。要知道水电一旦建成之后,日常运维费用很少,堪称“印钞机”。

事实就是,外送电就是为了不浪费水资源、电资源。为了四川能够更好地把自然优势变成经济优势。

因为水电太多,为了解决消纳问题,四川还出台精准电价政策,把电解铝、多晶硅、大数据、新型电池、电解氢等产业纳入支持范围,到户电价仅0.3-0.4元/千瓦时。当卓越的水电优势转化为清洁能源的成本优势,大量高耗电企业就慕“电”而来,例如锂电池产业、光伏产业等等。

对于四川而言,既可以消纳富裕的电力,又可以引进产业,把GDP做大做强。可谓是双方共赢,一举多得。

但我们已经学习了电量和电力的概念,知道了电是有时间属性的。

上面所有的这一切,从电量角度来看,一点问题都没有。但是从电力角度来看,会有一些隐患。

夏天的时候,用电负荷飙升,尤其是居民用电。但是高耗能企业的电也不是随便就能停下的。有些产业一旦临时停产,可能整条生产线都会出问题。

所以才有了夏天的电力短缺。

这绝不是工业和居民“抢电”,而是发展过程中电力时空不均衡、规划有所欠缺、机制不完善导致的。


以后夏天都要缺电、停电了?


是,也不是。

为什么说是?因为夏天的时候空调负荷一定大幅度增加。今年四川最高负荷比去年增长了13%!要知道2022年最高负荷才不到6000万千瓦。

无论是电源建设,还是电网建设,都是有时间周期的。2022年规划的项目可能2025年才能建成投产。这中间一定有阵痛期。

而且我们说过了,不可能为了满足最高点的负荷拼命建设冗余的基础设施,因为6800万千瓦、乃至以后的7000万千瓦,可能只有1、2天,甚至1、2个小时。

最好的方式是充分调度所有的发电资源,同时尽可能的用经济手段激励一部分用电负荷主动减少用点。用开源节流的手段,度过高峰期。实在是缺乏调度手段,在使用一定程度的需求侧管理,让用户的缺电体验降至最低。

为什么要说不是?因为极端天气虽然越来越频繁,但终究不会规律地每年都出现一次。否则这就不叫极端天气了。

在充分做好电源、电网侧建设的情况下,只要不是特别极端的气候,中国正在建设的电力系统一定是可以应付常规情况的。

而对于极端气候,就像今年的“摩羯”台风,谁能够做好应对保证一点都不受影响呢?

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