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工農業生產和城鄉人民生活中普遍使用的電力,是現代文明進步的重要標志。電氣化與經濟社會發展相互作用,呈現正相關性,電力的廣泛應用促進工農業生產效率和社會生產力不斷提高,經濟社會的發展又促進電力在終端能源消費中的占比提升。
準確把握我國電氣化發展階段,深入分析電氣化發展潛力,科學規劃、政策引導、重點推進,不斷提升我國電氣化水平,是推動經濟社會高質量發展、決勝全面小康社會、建設社會主義現代化強國的必然要求。
我國電氣化發展水平衡量電氣化發展水平的重要指標,包括發電能源占一次能源消費比重(發電用能占比)、電能占終端能源消費比重(終端用電占比)以及單位GDP用電量、人均用電量、人均生活用電量等。
從全球范圍看,近年來,無論是發電用能占比還是終端用電占比,發達國家基本處于平穩發展階段,而發展中國家則增長明顯。經過40年的改革開放,我國電力工業實現了從落后、追趕到超越的跨越式發展,電力供應和保障能力迅速提高,電氣化進程不斷推進,成為提升全球電氣化水平的重要動力。
——我國發電用能占比、終端用電占比與發達國家基本持平。2013年我國發電裝機容量躍居世界第一。2019年,我國發電總裝機容量20.1億千瓦,約占全球總裝機容量的27%;全社會用電量72255億千瓦時,人均用電量、人均生活用電量分別達到5161、732千瓦時。2018年,我國發電用能占比、終端用電占比分別達到46.4%、25.5%,均高于世界平均水平,與發達國家基本持平(美國約為48%、24%,OECD國家約為45%、22%,日本約為52%、30%,世界平均水平約為40%、17%)。
——建成世界上規模最大的交直流混合電網,形成了“西電東送、北電南供、水火風光互濟”的電力供給格局。2011年我國電網規模躍居世界第一,2019年底,我國500千伏及以上輸電線路回路長度26.8萬千米、變電容量21.3億千伏安,220千伏線路回路長度45.3萬千米、公用變電容量20.1億千伏安,110千伏及以下線路回路長度118.2萬千米、變電容量22.6億千伏安。2015年全面解決了無電人口用電問題。
——清潔綠色轉型發展成效顯著,成為世界清潔能源發展的領跑者。改革開放40年來,我國新增非化石能源發電裝機占全球增量的1/3。至2019年底,我國非化石能源發電裝機8.4億千瓦,占41.9%;發電量2.39萬億千瓦時,占32.7%。煤電污染物排放控制、二氧化碳排放控制達到世界先進水平。與世界主要國家相比,我國煤電發電效率與日本相近,高于美國、法國、德國、韓國等其他國家。全國線損率2019年為5.90%,居同等供電密度國家先進水平。
——智能化水平持續提升,電力系統保持安全可靠運行。近年來,通過采用先進信息通信技術和電網控制技術,持續建設智慧電廠、智能電網,全面加強電力二次系統安全防護,我國大電網運行持續安全穩定,全國用戶供電可靠率多年來保持在99%以上。世界銀行發布的全球營商環境報告2020,我國“獲得電力”指數從2017年的全球第98位,躍升至2018年的第14位、2019年的第12位。
我國電氣化水平具有較大發展空間縱向看,經過40年發展,我國電氣化水平得到了顯著提升;但橫向比較,我國電氣化水平的有關指標較發達國家還有一定差距,國內各地區、不同產業領域電氣化水平也存在差異。從總體上看,我國電氣化還有較大發展空間。
一是,我國電氣化水平與發達國家存在一定差距。
2019年,我國單位GDP用電量為0.621千瓦時/美元,是2016年美國(0.245千瓦時/美元)的2.5倍、日本(0.167千瓦時/美元)的3.7倍、德國為(0.151千瓦時/美元)的4.1倍。
2019年,我國人均用電量、人均生活用電量分別為5161、732千瓦時,而美國2018年的人均用電量、人均生活用電量分別為11473、4980千瓦時,是我國2019年指標的2.2、6.8倍。
從用電結構上看,2019年我國第二產業用電量占全社會用電量比重為68.3%,美國為25.1%;我國第三產業用電量占比為16.4%,美國為36.4%。美國居民生活用電量為工業用電量的1.5倍,我國居民生活用電量為工業用電量的20.7%。顯示出不同的經濟結構和發展階段。
二是,各區域電氣化發展不平衡。
我國各區域經濟發展水平差異較大,與之相對應,電氣化水平參差不齊??傮w上看,南方、華東經濟發達地區電氣化水平高于華北、華中、西北、東北等區域。2017年,華東、南方、華北、華中、西北、東北區域終端用電占比分別為25.5%、24.4%、23.0%、18.5%、22.4%、15.6%。
我國人均生活用電量各省市差距也十分明顯。人均生活用電量指標與經濟發達程度、城鎮化率、居民收入水平基本保持一致。
三是,各產業領域電氣化水平存在差異。
2017年,我國第一、二、三產業用電占一次能源消費比重分別為15.9%、18.0%、13.7%。各產業中,第一產業用能結構相對穩定,其用電占用能比重長期保持在16%左右。
受工業電氣化加速影響,特別是近年來高新技術產業、高端制造業的影響,第二產業電氣化進程總體快于第一、三產業。2010-2017年第二產業終端用電占比累計提高3.5個百分點。四大高載能行業終端用電占比從2011年的11.8%提升到2017年的13.6%,仍低于工業部門平均電氣化水平4.7個百分點。其中,有色金屬行業終端用電占比略高于30%,電氣化水平顯著高于10-12%的化工、建材、黑色金屬行業。
2019年,第三產業和城鄉居民生活用電量對全社會用電量增長的貢獻率超過50%,成為全社會用電量增長的主要動力。第三產業中的互聯網和相關服務業、軟件和信息技術服務業、充換電服務業與城市公共交通運輸業等行業近年來用電量持續快速增長,2017年以來增速分別達到10.7%、12.9%、9.5%,帶動第三產業電氣化發展水平穩步提升。第三產業終端用電占比從2011年的11.3%提升到2017年的13.7%,與第一、第二產業的差距正在逐步縮小。
四是,農村電氣化水平尚有很大提升空間。
2018年,我國城鎮人均用電量8300千瓦時,農村人均用電量4954千瓦時,為城鎮的60%。據統計,2018年,我國每百戶家庭擁有的電器數量,城鎮家庭與農村家庭相比,房間空調器為2.18倍、熱水器為1.4倍、微波爐為3.1倍、家用電腦為2.7倍、抽油煙機為3倍,電冰箱、電視機、洗衣機的數量高出5%-10%。2019年,我國城鎮居民人均可支配收入42359元,比上年增長7.9%;農村居民人均可支配收入16021元,比上年增長9.6%。農村居民人均可支配收入增速近年來均高于城鎮居民人均可支配收入,隨著鄉村振興戰略的深入實施,農村電網持續改造升級,農業生產、鄉村產業、農村生活等方面的電氣化水平還將不斷提高。
我國電氣化發展的機遇與挑戰第一,電力需求具有較大增長空間。
黨的十九大報告明確提出,2035年要基本實現社會主義現代化,2050年要建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現代化強國。綜合考慮需求增長、能效提升等因素,預計2020-2035年我國用電量年均增速在2.7%-3.3%之間,到2035年,我國全社會用電量將達到11.4-12.4萬億千瓦時,人均用電量、人均生活用電量分別達到8000、1900千瓦時,發電能源占比有望達到57%,終端用電占比達到38%,與發達國家的電氣化水平差距將顯著縮小。
第二,煤電發展受碳減排約束,非化石能源發電競爭力持續增強。
受資源稟賦限制,我國煤電一直是電力供應的主力電源,2019年煤電裝機容量占52%、煤電發電量占62%。受二氧化碳排放約束影響,“十四五”及今后一段時間,煤電發展受到制約。過去五年,風電開發成本下降約30%,光伏組件價格下降約50%,我國風電、光伏發電在“十四五”期間將進入平價上網時代,預計到2035年,風電、光伏裝機均達到6億千瓦,水電裝機達到4.8億千瓦。預計到2025年、2030年、2035年,核電裝機容量分別達到0.89、1.37、1.7億千瓦。2035年我國非化石能源發電裝機將達到20.3億千瓦,占全國總裝機容量的57%,非化石能源成為我國新增能源需求的主要來源。
第三,新技術革命推動產業結構調整,多種能源融合發展。
云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能為代表的新一代科學技術的應用,在促進能源效率提升和電力系統安全穩定運行的同時,也極大地推動了產業結構調整。儲能及綜合能源、電動汽車快速增長,不僅改變傳統電網的運行狀態和控制模式,也將有效提升電能在終端能源消費中的比重。
借助新一代科學技術,電網配置資源的能力持續增強,以電力為中心的能源結構趨向進一步加速,橫向的多能互補與縱向的源、網、荷、儲深度融合,將促進形成以新能源為主體的智慧電力系統。
第四,提升電氣化水平,需要在電力供應側、消費側同時發力。
從電力供應側來看,增加非化石能源發電裝機的比重,電網調節能力不足的問題日益顯現,棄風棄光棄水不同程度存在。在加強電網穩定控制能力建設的同時,要加強電源側調節能力建設,包括可調節水電站、燃氣電站以及抽水蓄能、化學儲能電站等。受資源稟賦所限,沿海和北方地區加強煤電機組靈活性改造是當前提升電網調節能力的現實和有效措施。實施大規模的煤電機組靈活性改造,還需要從市場機制、政策、技術、標準等方面全方位予以支持。
從電力消費側來看,用戶負荷調節需求響應潛力巨大,但需要有效政策的引導和激勵。工業領域智能制造不斷升級和對傳統產業的改造,高技術及裝備制造業與現代服務業等新興產業將成為未來用電增長的主要推動力。近些年,交通領域、工業過程和居民生活領域電能替代發展迅速,2016-2018年年度替代電量分別完成1079、1286、1558億千瓦時。2019年底,我國電動汽車保有量310萬輛,充電基礎設施120萬個。據有關機構預測,2030年我國電動汽車保有量將達到8000萬輛,充電基礎設施缺口巨大。但是,電能替代政策的持續性不強,技術標準及法律法規滯后,需要進一步完善。
2020年是我國脫貧攻堅的收官之年,隨著農村經濟發展和農民收入增加,將進一步提升我國農村的電氣化水平,需要繼續加強農村電網的改造升級,不斷提升農村供電的可靠性。
多措并舉,全面提升我國電氣化水平電能是清潔、高效、便捷的二次能源,據測算,電力在終端領域創造經濟價值的效率為石油的3.2倍、煤炭的17.3倍。當前,新一輪科技革命推動電氣化發展步入新的歷史階段,能源電力的開發更加綠色化,電力的輸送與使用更加智能化,能源電力與經濟社會和人民生活的融合更加泛在化,以電力為中心的能源轉型升級正在加快推進。
提升電氣化水平是滿足人民群眾對美好生活向往的重要路徑。當前,正處于能源電力發展“十四五”規劃編制的關鍵階段,將提升我國電氣化水平納入國家有關規劃,在能源電力供應側與消費側共同發力,持續推動能源消費、供給、技術、體制革命與全方位加強國際合作,對促進能源電力的可持續發展、支撐經濟社會的高質量發展具有重要意義。
一是積極服務國家重大戰略。
按照推動新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展的要求,貫徹落實國家區域協調發展戰略,統籌考慮能源電力中長期發展規劃,提升規劃、投資、服務的精準性、有效性,切實保障各地區不同的能源電力需求。服務城鎮化戰略,重點加強對京津冀、長三角、粵港澳等城市群的能源電力保障。
深入貫徹可持續發展戰略,堅持集中式和分布式并舉,大力發展清潔能源。強化電網在能源轉型和資源配置中的中樞和平臺作用,優化跨省跨區輸電通道布局,促進清潔能源在更大范圍優化配置。
服務國家鄉村振興戰略和美麗鄉村建設,大力提升農業生產、鄉村產業、農村生活電氣化水平。持續推動農村電網改造升級,推進東部地區城鄉電網一體化發展、中部地區電網提檔升級、西部地區農村電網改善。
二是建設以新能源為主體的智慧電力系統。
加大新能源發電消納力度,推動傳統火電、核電機組增強深度調峰能力,加快發展電網友好型先進發電技術、新能源機組調頻技術和大規模電池儲能技術、精準負荷控制技術,支持電動汽車、分布式電源、微電網以及各類智能用電裝置參與系統平衡調節,實現源-網-荷-儲協調互動。
持續優化電網結構,加快發展柔性交、直流輸電,推動各級電網協調發展。加強5G、區塊鏈等先進技術與電力系統的深度融合,提升電力系統全環節智能感知能力、實時監測能力、智能決策水平、信息安全防護水平,保障系統安全穩定運行。
加強電力需求側響應,著力培育新業態、新模式,大力完善相關技術標準體系,促進電力、燃氣、熱力、儲能等資源,通過電網實現互聯互通,推動電力光纖通信、車聯網等跨界融合技術不斷創新,提升多種能源綜合利用效率。
三是大力實施電能替代。
在交通運輸領域,完善電動汽車充換電標準和充電設施建設規劃,優化主干高速公路和環渤海、長三角、粵港澳地區城際充換電服務網絡,因地制宜開展城鄉充電設施建設,滿足電動汽車發展需求;大力發展電氣化鐵路、城市軌道交通;加強沿海、沿江、沿海港口岸電利用,推動解決遠距離供電、船舶移動儲能利用等技術難題。
在工農業生產領域,繼續推進蓄熱式與直熱式工業鍋爐應用,特別是加大在鋼鐵行業發展電爐鋼、在建材行業發展電窯爐、在輕工行業發展蓄熱電鍋爐的力度,提高我國工業領域電氣化水平。
在城鄉居民用電領域,加大北方地區清潔取暖工作力度,提升清潔能源供熱能力,發揮電供暖示范作用;進一步普及推廣家用電器,推動家居電氣化;進一步提升農村電網保障能力,推廣農業生產、農民生活領域電驅動器具,促進提升農村電氣化水平。
加強電能替代政策引導。完善相關激勵政策,對符合條件的電能替代技術研發、電能替代項目實施予以支持。推廣合同能源管理,推進電能替代模式的多元化發展。
四是深化電力市場化改革。
加強頂層設計,構建統一開放、高效運轉的電力市場體系。重點完善與全國電力市場相適應的交易機制,逐步統一省間電力交易規則,促進跨區跨省直接交易,打破省間壁壘和市場分割。著力破除新能源消納存在的體制、機制障礙,構建發電側、電網側、用戶側協同機制。
還原能源電力商品屬性,加快完善一次能源價格、上網電價、銷售電價之間的聯動機制,使電價真正反映能源供應的合理成本、供求關系、資源狀況和生態環境治理成本,實現電力在更大范圍內優化配置。
深入研究推動電力市場與碳交易市場深度融合,構建電碳綜合市場,發揮市場高效配置資源優勢,實現碳減排與能源轉型協同推進。
進一步加強電力信用體系建設,實現信用信息交換共享、信用獎懲協調聯動,促進形成良好的行業信用應用機制與環境。
完善運行機制,深入實施電力普遍服務,堅決打贏脫貧攻堅戰。
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