清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系 麻林巍

近期東北地區(qū)多個(gè)城市發(fā)布限電通知，不僅限制了工業(yè)用電，居民用電也同樣受到影響。不少居民在社交平臺(tái)稱用電高峰期“沒有通知就被突然停電”，生活和工作都受到較大影響。此后包括遼寧、吉林、黑龍江等地均發(fā)布通知作出回應(yīng)。9月26日遼寧電力保障工作會(huì)議就指出，9月23日至25日電力供應(yīng)缺口進(jìn)一步增加至嚴(yán)重級(jí)別。為防止全電網(wǎng)崩潰，東北電網(wǎng)調(diào)度部門依照有關(guān)預(yù)案直接下達(dá)指令執(zhí)行“電網(wǎng)事故拉閘限電”，用電影響范圍擴(kuò)大到居民和非實(shí)施有序用電措施的企業(yè)。其實(shí)從今年9月以來，已有江蘇、云南、廣西、浙江等10多個(gè)省份陸續(xù)啟動(dòng)限電措施。在更早前的夏季，包括廣東、浙江在內(nèi)的多個(gè)省份都有相應(yīng)限電措施，但主要對(duì)象是工業(yè)用電，民用用電并無太大影響。此次東北限電潮對(duì)民用用電的影響較大，才讓新聞迅速發(fā)酵。

總體上東北限電事件背后的原因還缺乏一個(gè)系統(tǒng)性的闡述。就我個(gè)人看，東北限電是一個(gè)偶然中的必然事件，還得從能源和經(jīng)濟(jì)低碳轉(zhuǎn)型的全局高度來理解其表象背后的根源性問題。這背后的根源性問題是長(zhǎng)期性和全局性的，尤其其中凸顯的煤炭利用問題是我國(guó)不得不長(zhǎng)期面對(duì)的一個(gè)大矛盾焦點(diǎn)。

就現(xiàn)實(shí)來看，煤炭還占我國(guó)一次能源消費(fèi)的50%以上，對(duì)發(fā)電、工業(yè)原料和工業(yè)民用燃料都有很重要的基礎(chǔ)性保障作用，仍是支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障能源安全的主要支柱，其作用短期內(nèi)尚難以取代。如果經(jīng)濟(jì)發(fā)展突然提出較大的新增能源需求，又或一旦出現(xiàn)油價(jià)氣價(jià)的劇烈上漲或中斷，那最后的保障還在于煤炭；就長(zhǎng)期來看，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，控制和減少煤炭消費(fèi)又勢(shì)在必行。所以這就構(gòu)成了一組矛盾。就近期而言，個(gè)人判斷我國(guó)圍繞煤炭的爭(zhēng)論和行業(yè)波動(dòng)還會(huì)持續(xù)進(jìn)行，問題仍然會(huì)層出不窮，根源就在于：實(shí)際上我國(guó)目前并沒有足夠擺脫煤炭的能力。這個(gè)能力的缺失是全方位的，不光是技術(shù)，還包括系統(tǒng)、市場(chǎng)、政策甚至社會(huì)制度和文化，都沒有為此做好足夠的準(zhǔn)備。雖然我國(guó)已經(jīng)宣布了雙碳目標(biāo)，但其實(shí)整個(gè)社會(huì)的認(rèn)識(shí)、管理和技術(shù)并沒有及時(shí)跟上，這是一場(chǎng)極其浩大的社會(huì)系統(tǒng)工程。該事件背后隱含了我國(guó)能源發(fā)展中能力缺失的三個(gè)重要方面。

能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不協(xié)調(diào) 能源供需建設(shè)屢次不匹配

東北限電事件并非第一次出現(xiàn)的重大能源供需問題。過去20年我國(guó)能源供需情況始終處于能源供需建設(shè)不匹配的震蕩之中。2000年后，因?yàn)槟茉葱枨蟪鲱A(yù)期、屢次突破規(guī)劃值導(dǎo)致能源供應(yīng)手忙腳亂。當(dāng)時(shí)也是一輪全國(guó)性的煤電油運(yùn)全面緊張，并刺激了之后能源供應(yīng)產(chǎn)能的建設(shè)。2008年金融危機(jī)后，不管是能源供應(yīng)和需求的產(chǎn)能建設(shè)都有所放緩，但恢復(fù)經(jīng)濟(jì)的四萬億投資計(jì)劃又刺激了產(chǎn)能建設(shè)并加劇了能源供應(yīng)的產(chǎn)能擴(kuò)張。2014年后出現(xiàn)了嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩及供需的震蕩，到現(xiàn)在又再次出現(xiàn)了能源供應(yīng)緊張、缺電限電的局面。這說明我國(guó)在這方面的能力上仍有待完善，能源與經(jīng)濟(jì)不協(xié)調(diào)的問題依然存在。能源供應(yīng)的建設(shè)節(jié)奏總是不能及時(shí)地跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化，相互間總有不協(xié)調(diào)的問題存在。

為理解能源與經(jīng)濟(jì)的供需銜接關(guān)系，可用我所指導(dǎo)的章景皓博士論文中的一張“我國(guó)嵌含能分配?；鶊D”顯示，一旦能源的各種管控措施并沒有跟經(jīng)濟(jì)狀況相協(xié)調(diào)，就會(huì)出現(xiàn)供需矛盾，如此可以理解這是個(gè)系統(tǒng)性的問題。背后也有體制上的原因，目前主管能源的部門主要關(guān)注能源安全，經(jīng)濟(jì)的調(diào)控是另一個(gè)部門負(fù)責(zé)，而碳排放又是一個(gè)單獨(dú)的部門在管控，三個(gè)職能不同的部門間協(xié)調(diào)起來避免經(jīng)濟(jì)低碳轉(zhuǎn)型過程中隨時(shí)可能出現(xiàn)的能源供需震蕩，難度無疑較大。

能源與基礎(chǔ)設(shè)施不協(xié)調(diào) 靈活性能力嚴(yán)重不足

低碳轉(zhuǎn)型過程中，能源系統(tǒng)要接納高比例的可再生能源，這對(duì)系統(tǒng)的靈活性要求非常高。為了保障靈活性，不但要有很多靈活的電源，還要有大量的儲(chǔ)能設(shè)施以及電-熱-燃料靈活轉(zhuǎn)換技術(shù)，還要為此去建設(shè)和改造整個(gè)包括智能電網(wǎng)、智能熱網(wǎng)和智能燃料網(wǎng)在內(nèi)的龐大基礎(chǔ)設(shè)施。這不光是智能化改造，也需要硬件的配套建設(shè)，背后涉及的投資動(dòng)輒萬億規(guī)模。因?yàn)榧词挂粋€(gè)小小的配電網(wǎng)改造都需要耗費(fèi)幾個(gè)億。

這樣的投資目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有完成，因此目前來看整個(gè)能源系統(tǒng)的靈活性是嚴(yán)重不足的，一旦出現(xiàn)什么狀況就會(huì)出現(xiàn)東北限電這種電網(wǎng)可能崩潰的事故。以前的靈活性主要是依靠化石燃料尤其煤炭的靈活性、可靠性來保障的，目前化石燃料占據(jù)一次能源消費(fèi)的80%以上。如果2050年切換到80%以上的非化石能源的話，整個(gè)系統(tǒng)的靈活性、可靠性如何保障將是一個(gè)巨大的問題。這一切換并非能夠立刻發(fā)生，也并非一帆風(fēng)順。

如果煤炭和其他能源能夠協(xié)同以利用，建設(shè)多能互補(bǔ)體系也許能提供一些較低成本的過渡性解決方案。如煤和生物質(zhì)耦合發(fā)電可以為煤電站平穩(wěn)過渡到碳中和甚至負(fù)碳電站提供辦法，從早期低比例摻燒生物質(zhì)到長(zhǎng)期的百分之百生物質(zhì)電站。歐洲已經(jīng)有許多煤電站開始這樣的改造，而我國(guó)的進(jìn)展較為緩慢。一方面是生物質(zhì)資源不足、成本過高的問題，另一方面，多能互補(bǔ)體系建設(shè)過程中，需要將許多目前各自核算、各自發(fā)展的行業(yè)整合在一起，這無疑具有較大難度，需要突破許多體制機(jī)制上的問題。東北的生物質(zhì)資源相對(duì)是比較豐富的，生物質(zhì)能源利用和發(fā)電也有較好的基礎(chǔ)，應(yīng)該在這方面加快探索。

能源與區(qū)域不協(xié)調(diào) 區(qū)域間的應(yīng)急支援能力不足

因?yàn)樾姓芾矸指畹膯栴}，各個(gè)區(qū)域在能源供需上存在各自優(yōu)化現(xiàn)象，很多時(shí)候并不能做到全國(guó)一盤棋的理想性優(yōu)化調(diào)度。區(qū)域間的能源互通基礎(chǔ)設(shè)施也是不足的，需要在低碳發(fā)展要求下加強(qiáng)建設(shè)。一旦出現(xiàn)緊急事件，基本以自救和已經(jīng)建立的通道進(jìn)行跨區(qū)域協(xié)調(diào)為主，而且也跟區(qū)域的全國(guó)位勢(shì)有關(guān)。這樣，在區(qū)域協(xié)調(diào)方面東北有可能處于一個(gè)被忽視的地位，也缺乏跨區(qū)域通道。

2016東三省能源供需的主要特點(diǎn)是：除了石油產(chǎn)品方面和外部有較強(qiáng)的互通外，煤炭和電力基本是自給自足的，所以和外部的互通能力應(yīng)該不足。一旦出了事故，因?yàn)楦饨绲哪茉赐凡粔颍菀讓?dǎo)致應(yīng)急調(diào)度能力存在限制。國(guó)家的區(qū)域戰(zhàn)略也是以強(qiáng)調(diào)某片區(qū)域?yàn)橹?，跨大區(qū)域的大規(guī)模協(xié)調(diào)目前應(yīng)該不但缺乏基礎(chǔ)設(shè)施布局，也缺乏體制機(jī)制的保障。

以上指出了我國(guó)能源低碳轉(zhuǎn)型過程中在能力上的三個(gè)薄弱之處，均和東北限電有著密切的關(guān)聯(lián)。所以，我國(guó)為了迎接低碳轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟(jì)波動(dòng)、能源系統(tǒng)靈活性不足以及區(qū)域缺乏協(xié)調(diào)等挑戰(zhàn)，可以考慮照顧到各個(gè)區(qū)域自己的資源和經(jīng)濟(jì)稟賦，加快區(qū)域智慧能源系統(tǒng)的建設(shè)和布局。如農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)比較豐富的偏遠(yuǎn)地區(qū)可以發(fā)展智慧農(nóng)場(chǎng)，利用土地資源大力開發(fā)可再生能源并輸出；工業(yè)和礦業(yè)比較集中的工業(yè)園區(qū)，應(yīng)該建成智慧工業(yè)園區(qū)，在生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品、循環(huán)資源和材料的同時(shí)，也要發(fā)揮工業(yè)園區(qū)穩(wěn)定器的作用，因?yàn)楣I(yè)能耗比較穩(wěn)定可控、且材料的存儲(chǔ)最為方便，相當(dāng)于儲(chǔ)存了嵌含能，這比儲(chǔ)燃料、儲(chǔ)熱和儲(chǔ)電（成本依次增加）的成本都要低。而人口集中、服務(wù)業(yè)發(fā)達(dá)的城鎮(zhèn)需要實(shí)現(xiàn)高度電氣化和能源集約利用，發(fā)展建筑和交通等需求側(cè)調(diào)節(jié)措施。這三類區(qū)域的輸出產(chǎn)品和能源供需有不同的特點(diǎn)，相互間需要比較發(fā)達(dá)的智慧能源和交通網(wǎng)絡(luò)來連接。這樣各類區(qū)域都可以在未來的低碳社會(huì)、美好生活中找到各自的位置并相互聯(lián)系配合，達(dá)到整體最優(yōu)的效果。

我國(guó)區(qū)域智慧能源系統(tǒng)的未來構(gòu)想

上述只是一個(gè)理想化的構(gòu)想，但可能這是未來的方向，因?yàn)橹赋隽嗣利愇覈?guó)、低碳社會(huì)、可持續(xù)能源的未來可能圖景。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)構(gòu)想，其實(shí)現(xiàn)在的體制機(jī)制面臨的挑戰(zhàn)很大：第一，許多事情已經(jīng)超出了傳統(tǒng)的能源管轄范圍，很多時(shí)候需要上升到能夠統(tǒng)一經(jīng)濟(jì)、能源和減碳事務(wù)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)高度；第二，能源治理體系和治理能力的現(xiàn)代化需要加快，尤其目前垂直式、層級(jí)式、條塊分割的管理，導(dǎo)致對(duì)地方、基層出現(xiàn)的一些形勢(shì)變化的反應(yīng)嚴(yán)重不足，管理僵化或過渡調(diào)節(jié)都會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)和行業(yè)的震蕩；第三，能源市場(chǎng)和企業(yè)需要加快改革，很多企業(yè)已經(jīng)在行動(dòng)，聲稱要打造綜合服務(wù)性能源企業(yè)。但實(shí)際上進(jìn)程并沒有這么理想，綜合能源服務(wù)的方向肯定是正確的，但需要一定過程和艱巨的改革；第四，因?yàn)闇贤ń涣髦陵P(guān)重要且需求巨大，所以智慧化管理信息系統(tǒng)的建設(shè)必須推進(jìn)。

就本文整個(gè)結(jié)論來看，東北限電事件其實(shí)是我國(guó)低碳轉(zhuǎn)型過程中保經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保能源安全、保減排目標(biāo)的“三難”困境的一個(gè)具體體現(xiàn)，根源在于低碳轉(zhuǎn)型所需的能力不足。如果能力建設(shè)沒有及時(shí)跟上，今后這種問題還會(huì)持續(xù)出現(xiàn)。為了避免問題過于嚴(yán)重，要大力加強(qiáng)相關(guān)能力建設(shè)，保證能源、經(jīng)濟(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施和區(qū)域的協(xié)調(diào)。很大程度上許多問題已經(jīng)不是單個(gè)領(lǐng)域的工程技術(shù)問題，更多是體制機(jī)制和基礎(chǔ)設(shè)施的問題。但是反過來看這個(gè)事件也許是好事，東北限電充分暴露了低碳轉(zhuǎn)型中的重要能力不足，以及東北振興中實(shí)際問題的缺乏關(guān)注，未來可能就會(huì)得到更多的關(guān)注。（本文有刪減）