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專注電力物聯網20年

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從半年數據看我國電力十年運行特點

2021-08-02

2021年7月16日,國家能源局官方網站發布了今年上半年全國電力工業統計數據。截至6月底,全國發電裝機容量約為22.6億千瓦,同比增長9.5%。其中,風電裝機容量約為2.9億千瓦,同比增長34.7%。太陽能發電裝機容量約為2.7億千瓦,同比增長23.7%。可見風電、太陽能發電裝機增長速度遠超發電能力整體增速,構建以新能源為主體的新型電力系統已經進入實操階段。

那么從近十年看,我國電力工業運行呈現什么特點,有哪些值得關注的現象?以年度數據為分析對象的研究報告較多,以半年數據為分析對象的相對較少,事實上半年數據可以為我們提供不同的觀察視角、分析維度。為此,我們基于收集整理的官方當時所發布上半年全國電力工業統計數據,探析我國電力工業2011~2021年的運行特點。

一、電力消費:總量大增,結構優化

(一)全社會用電總量大增,各年份增幅波動較大。2021年上半年全國全社會用電量39339億千瓦時,較2011年同期增長16824億千瓦時、增幅達到74.7%。整體保持較快增長勢頭,但各年份增幅波動較為明顯,刨除因疫情影響的兩個極值(2020年上半年負增長1.3%、2021年上半年增長16.2%),其他年份上半年全社會用電增速為1.3%至9.4%,低點出現于2015年上半年、高點出現于2018年上半年,其中六年上半年用電增速高于5%。與當年全國經濟增速相比,變化趨勢基本相同,但具體數值對應關系不盡一致,呈現出“電力消費與經濟增長脫鉤”之勢。

(二)用電結構持續優化調整,第三產業用電量增長最快。2021年上半年,第一產業、第二產業、第三產業、城鄉居民生活用電量分別為451億千瓦時、26610億千瓦時、6710億千瓦時、5568億千瓦時,占比分別為1.1%、67.6%、17.1%、14.2%。其中,第二產業用電保持較快增長,十年增幅為56.9%,絕對增量仍居首位,但占比與2011年同期相比減少了7.7個百分點。由于國家于2018年對三次產業劃分進行了調整,對用電量數據會造成一定影響,十年的對比口徑不盡一致,但大體趨勢還是比較清晰。第一產業用電量2017年前經歷了三連降和三連升,2018年口徑調整后再次出現三連升,但在用電總量中占比始終有限。第三產業上半年用電量于2017年超過居民生活用電后持續高于后者,即使去除口徑調整影響其差距也呈現拉大態勢,今年上半年差距已超過1100億千瓦時。

二、生產能力:快速擴張,品種差異

(一)全國發電裝機容量翻番,半年新增量存在較大差異。截至2021年6月底,全國發電裝機容量達到22.6億千瓦,與2011年同期9.6億千瓦相比增長了1.4倍,年均增長達到1.3億千瓦,堪稱我國電力裝機增長最快的十年。從新增發電能力看,今年上半年增長5187萬千瓦,時隔兩年再次回到5000萬千瓦以上的高位,此前2016~2018年連續三個半年新增量超過5000萬千瓦,2016年上半年以新增5699萬千瓦居十年高點。十年新增發電能力的低點出現于2012年,其上半年新增發電能力僅2585萬千瓦,與當時的投資意愿不足不無關系。

(二)火電裝機基數大、增長快,但占比下降。2011年上半年,全國火電裝機7.2億千瓦,占比達到75.3%。十年來,除個別年份(2017年)上半年新增裝機略低外,其他年度半年新增火力發電均高于1500萬千瓦,2016年上半年以新增2711萬千瓦居十年之首。截至2021年6月,全國火電裝機12.7億千瓦,較2011年同期凈增長5.4億千瓦;占比56.1%,與2011年同期相比大幅降低了19.2個百分點。刨除天然氣發電等其他火力發電品種,煤電作為主力火電,其裝機容量2020年已歷史性降至50%以下。

(三)水電發電能力翻番,核電裝機增長約四倍。除火電外,統計表中的水電、核電裝機總量也具有完整的十年數據,但半年新增數據僅火電、水電具有完整數據,核電自2018年起方有數據。全國水電發電能力從2011年6月底1.9億千瓦倍增至2021年6月底3.8億千瓦,半年新增量在182萬千瓦(2019年)至1301萬千瓦(2014年)之間,其中六個年份半年增量超過500萬千瓦。今年上半年新增水電812萬千瓦,是2015年以來同期水平的高點。盡管受日本福島核電站事故影響,我國多年未新開工建設核電項目,但對近年新增核電裝機未造成過多影響,由1082萬千瓦增至5216萬千瓦,十年增長約四倍。

(四)風電、太陽能發電成為香餑餑,發電裝機大增。相對而言,風電、太陽能發電尚屬于新能源,數據的發布不如水電、火電齊全。從十年來發布的半年統計表看,風電裝機容量自2014年出現,當時裝機為8275萬千瓦;半年新增容量自2018年出現,其中今年上半年新增1084萬千瓦,是有獨立數據的四年中首次超過1000萬千瓦。太陽能發電裝機和半年新增裝機,均為今年表格中新增內容,此前無獨立數據,今年上半年新增達到1301萬千瓦。截至2021年6月底,風電、太陽能發電裝機達到2.9億千瓦、2.7億千瓦,同比增速分別達到34.7%、23.7%,遠高于發電裝機整體增速。

三、投資情況:網源新變,熱土大熱

(一)電網投資整體高于電源,但近兩年來呈現不同情況。十個年份中,電網上半年投資高于1600億元的年份達到九個,而電源投資有八個年份低于1500億元,且墊底的2018年上半年投資不足千億元。各年對比看,前期只有2012年上半年電源投資略高于電網投資,而后連續七年大幅低于電網投資,以2017、2018年電源不及電網投資五成差距最大。但去年上半年,主要受新能源投資增加影響,電源投資由上年同期1002億元猛增至1738億元,今年上半年進一步增至1893億元,超過同期電網投資100億元以上。對比全年數據看,網源投資的高低關系與半年基本一致,今后電源投資高于電網投資是否成為常態還需觀察。

(二)電網投資半年數據波動大,大體呈現倒V字型。十年來的上半年電網投資均高于2011年同期,連升兩年至2013年上半年1659億元后,兩年微挫到2015年上半年1636億元,而后大幅升到2180億元、再至十年最高點2398億元,2018年上半年以2036億元連續三年處于2000億元以上投資規模,2019年大幅下挫至1644億元,再連續兩年漲至2021年上半年1734億元。除2012年上半年投資1393億元,其他年份同期電網投資均高于1600億元。

(三)電源投資高點出現在首尾,大體呈現正V字型。與2011年上半年電源投資1501億元相比,2012~2019年同期電源投資較為疲軟,頭兩年尚能保持1400億元以上規模,而后除個別年份(2015年)略有回升外,電源投資基本呈現降勢,以2018年上半年970億元為最低點,2019年同期1002億元投資也起色不大。但2020年以來,上半年電源投資出現了大幅增長,形成了十年來電源投資的新高潮,且今年上半年投資額已達2018年同期的近兩倍。

(四)新能源成電源投資熱土,火電投資再腰斬。今年上半年,盡管風電投資同比微降,但仍以826億元居各電源品種之首,加上太陽能發電投資165億元,風光新能源發電投資合計占比超過一半。光電半年投資僅見一個獨立數據,無法進行同期對比。風電投資有四個上半年獨立數據,2018年起,由190億元到294億元,繼而854億元并連續兩個上半年保持在800億元以上高位。水電投資呈現V字型,由2012年上半年553億元持續降低至2017年同期214億元,再逐步攀升到今年上半年475億元。核電投資由2012年上半年321億元波動降至2019年同期143億元,再恢復至今年上半年226億元。火電投資以去年上半年183億元居十年低位,目前恢復至202億元,但仍不及2011年同期482億元投資的一半,而2011年全年火電投資不及2005年2270億元之一半、更只相當于2010年歷史高點的四分之一。

四、設備利用:降勢為主,火電最顯

(一)設備利用小時整體前高后低,后期波動明顯。十年來,全國發電設備累計平均利用小時于2015年上半年以1936小時跌破2000小時后,后面雖有波動,但再未站上2000小時的關口。2012~2017年連跌六年至第一個低點,2018年略有抬升后再跌兩年至十年最低點(1727小時),今年上半年提升至1853小時,但尚略低于2018年同期。整體利用小時偏低,是電力供需整體寬松的真實反映,但與新能源可利用小時數低也不無關系。

(二)各類電源利用小時變化不一,火電以降為主。水電利用小時在1500小時左右波動,低點1430小時、高點1674小時,主要受來水和局部棄水影響。受到今年電力供應緊張影響,火電利用小時有所提高,達到2015年以來的高點,但與2011年同期相比減少了406小時、降幅達到15.7%;十年中有兩年火電半年利用小時甚至低于2000小時。核電今年上半年利用小時達到3805小時,為發布數據的四年最高,且比前三年同期高出約300小時。風電可見非持續六年數據,以2014年上半年986小時為低點,以今年上半年1212小時為高點,且近四年持續保持1100小時以上,表明棄風問題得到較好解決。

五、節能降耗:成效顯著,部分波動

(一)全國供電煤耗率持續降低,總體呈現前快后慢。全國供電煤耗自2011年上半年328克/千瓦時,持續降至今年同期301.4克/千瓦時,累計降低了26.6克/千瓦時。其中,前五年累計下降17克/千瓦時,在十年所降煤耗中占六成以上;后五年累計下降9.6克/千瓦時,占比不到四成,但2020年上半年以下降3.6克/千瓦時的降幅,為2014年以來同期最好成績。

(二)全國線路損失率整體下降,形成兩個“先漲后降”。線損情況近兩年未在表格中發布上半年數據,僅有2019年及以前數據。2011年上半年全國線損5.65%,2012年跳漲至6.12%,繼而緩降三年至5.83%后,再次跳漲到2016年上半年6.1%,而后又連降三年至2019年上半年4.94%,這也是所見數據中唯一低于5%的數據。我國電網已是全球最大規模電網,線損空間可能已經處于飽和狀態。

(三)全國發電廠用電率整體下降,水電火電情況略有差異。十年來,全國廠用電率除個別年份外基本呈下降趨勢,自2011年上半年5.52%開始,到2016年上半年降至4.9%,此后持續在5%以內運行,今年上半年降至4.5%,十年累計降低一個百分點。水電廠用電率從2011年上半年0.41%起步,前四年略有波動,自2016年開始穩定于0.3%的水平。火電半年廠用電率2016年上半年前在6%左右波動,自2017年上半年開始持續運行在6%以內。

六、未來展望:邊界更新,新能至上

(一)電力發展面臨全新的邊界條件。去年,我國鄭重對外宣布力爭2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。我國能源生產和消費相關的二氧化碳排放占總排放量的近90%,而電力工業產生的二氧化碳排放又占能源領域的四成以上。“雙碳”目標能否順利實現關鍵看能源領域,進而也重點要看電力領域,這成為電力工業今后發展的新邊界條件。

(二)裝機容量還將延續快速擴張態勢。隨著能源供應側非化石能源替代、消費側電力替代,電力的中心地位將進一步突顯。國網能源研究院預測,2050年全國全社會用電量將達到14.8億千瓦時,較2020年翻一番;屆時全國電力裝機總量將達到68.7億千瓦,達到2020年全國發電能力的3.1倍。盡管具體數據不一,但多數機構預測電力裝機增長態勢趨同。我國也已對外宣布,到2030年,風電、太陽能發電總裝機容量達12億千瓦以上。

(三)各類電源投資出現不同發展走向。我們已提出了“構建以新能源為主體的新型電力系統”目標,也明確要求嚴控煤電項目,“十四五”時期嚴控煤炭消費增長、“十五五”時期逐步減少。煤電無可避免地將走向沒落,風光新能源發電則將走向巔峰,近十年來的電源投資情況也較為清晰地反映了這一趨勢。水電隨著雅魯藏布江下游開發啟動,投資可能迎來新的小高潮,但總體水能資源就那么多,投資空間相對有限。核電投資關鍵在于其定位,目前比較公開的信息是希望每年開工6~8臺百萬機組,投資力度遠遠超過當前。

(四)儲能將成為新型電力系統的新寵。新型電力系統所面臨的新能源波動性、間歇性、隨機性沖擊,除了采用柔性技術、需求側響應、分時電價機制等技術、政策措施外,以儲能來進行平衡成為不二之選。根據國家發展改革委、國家能源局最新發布的《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》,到2025年,實現新型儲能從商業化初期向規模化發展轉變,裝機規模達3000萬千瓦以上;到2030年,實現新型儲能全面市場化發展。與此同時,相關能源電力企業公布的儲能發展計劃,目標任務更顯勃勃雄心。

(五)發電設備利用小時可能逐步演變。當前出現了較大范圍的電力供應緊張,權威機構預計“十四五”期間,全國電力供需形勢總體趨緊,面臨系統性硬缺電風險。在此情況下,火電作為最為關鍵的電源品種,其利用小時可能延續今年上半年勢頭,保持較好設備利用率,但后續可能更多給新能源讓位,自身作為支撐性和調節性電源存在。核電作為基荷性電源具有優勢,而水電可能需要在作為調節性電源上貢獻更多力量。新能源發電作為新寵,兼有保障性全額收購加持,設備利用前景可期,不過新型電力系統構建過程中面臨部分不確定因素。

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