碳達(dá)峰碳中和下西北“西電東送”重塑研究 執(zhí)行報告

碳達(dá)峰碳中和下西北“西電東送”1面對碳達(dá)峰碳中和要求，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)將成為我國能源轉(zhuǎn)型的核心，電力也將逐步成為支撐我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主力能源利用形式，發(fā)展高比例可再生能源電力系統(tǒng)將是我國能源轉(zhuǎn)型最為切實(shí)可行的路徑，也是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重中之重，但也將重塑我國“西電東送”格局。報告以我國“十四五”及中遠(yuǎn)期電力發(fā)展目個情景（基準(zhǔn)情景和加速情景加速情景是更強(qiáng)調(diào)在全國碳中和背景下最大限度發(fā)揮西部綠色電力潛力，相比基準(zhǔn)情景進(jìn)一步加快西部風(fēng)光發(fā)電建設(shè)，加緊中東部煤電退役，形成更多西部綠電支援中2一、國際跨區(qū)（跨國）電力交換趨勢可再生能源和天然氣成為各國推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的主要抓手。各國根據(jù)自身的國情與資源稟賦特點(diǎn)開展能源低碳轉(zhuǎn)型，可再生能源和天然氣替代煤炭是當(dāng)前兩條主要的選擇路徑。歐洲大部分國家煤炭和天然氣資源有限，但風(fēng)光發(fā)電資源較豐富，陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電速實(shí)現(xiàn)可再生能源完全替代煤電是不現(xiàn)實(shí)的，德國等部分國家選擇通過氣電替代煤電作為中間過渡方。美國選擇了天然氣替代煤炭的路徑，美國氣源豐富，通過大規(guī)模開采頁巖氣降低了供氣成本，提持續(xù)加強(qiáng)跨區(qū)跨國輸電成為各國電力發(fā)展共識和趨勢。歐美國家也存在能源供給與消費(fèi)區(qū)域分離導(dǎo)致能源運(yùn)輸壓力較大的特征，德國、丹麥與美國的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與研究成果均表明，電網(wǎng)互聯(lián)互通將是新能源高占比電力系統(tǒng)的重要特征，跨省跨區(qū)輸電是保障國家能源戰(zhàn)略安全，解決本國能源資源和負(fù)荷中心逆向分布矛盾的重要手3傳統(tǒng)電源在跨國跨區(qū)輸電中發(fā)揮基礎(chǔ)支撐和兜底保障作用。受俄烏沖突影響，德國本土面臨電力嚴(yán)重短缺，也導(dǎo)致在跨國電力交換中處于被動，德、意及部分東歐國家考慮推遲退煤進(jìn)程。2021年美國德州大范圍輪流停電、電價飆升，加州也曾因極端天氣多次宣布進(jìn)入緊急狀態(tài)，出現(xiàn)大面積停電情況。盡管美國多州可通過區(qū)域電力市場互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)電力交換，在面對極端天氣時仍會引發(fā)電力短缺和電價飆升等問題，傳統(tǒng)電源仍發(fā)揮不可替代的基礎(chǔ)支撐和兜儲能與需求響應(yīng)逐步成為跨區(qū)跨國輸電供需平衡的重要支撐。支撐高比例新能源并網(wǎng)、提高大電網(wǎng)運(yùn)行安全性和可靠性，電力系在售電側(cè)引入競爭能夠充分發(fā)揮需求響應(yīng)的潛在效益，這實(shí)際上也是一種重要的靈活性資源。德國政府認(rèn)為，從能源需求端發(fā)力往往跨區(qū)跨國輸電相關(guān)機(jī)制也在不斷發(fā)展完善。歐美不斷明確儲能的市場主體定位，擴(kuò)大儲能的市場參與范圍，提高市場機(jī)制設(shè)計(jì)對儲能的適配性。美國、德國等過還通過強(qiáng)化需求側(cè)管理，將需求側(cè)資源作為常態(tài)化資源納入電力系統(tǒng)運(yùn)行管理，完善電力需求響應(yīng)機(jī)制、市場交易和激勵機(jī)制，充分挖掘需求側(cè)資源的潛力。另外，美國各大市場范圍不斷擴(kuò)大，歐洲統(tǒng)一電力市場建設(shè)取得了階段性進(jìn)4二、當(dāng)前西北五省“西電東送”現(xiàn)狀全國跨區(qū)輸電加快推進(jìn)，配置資源能力持續(xù)提升。十三五”是我國特高壓建設(shè)高峰期，大氣污染防治行動“四交四直”和酒泉~湖南、準(zhǔn)東～皖南、扎魯特～青州直流相繼建成投運(yùn)。規(guī)劃補(bǔ)短板的“五交五直”特高壓工程加快推進(jìn)，其中駐馬店～南陽、張北~了以東北、西北、西南區(qū)域?yàn)樗投?，華北、華東、華中、南方區(qū)域?yàn)槭芏?，以特高壓?00（750）千伏電網(wǎng)為主網(wǎng)架，區(qū)域間交直流輸電加快建設(shè)，成為“西電東送”跨區(qū)輸電的“主力”，截至2023年底，我國“西電東送”規(guī)模超過3.0億千瓦。陜西電網(wǎng)已建成特寶直流與西南電網(wǎng)相連，500kV府谷電廠送河北線與河北南網(wǎng)相連，綠色電網(wǎng)格局。寧夏電網(wǎng)電力送出通道有三條，即±660kV寧夏寧東—山東青島直流輸電工程，±800kV寧夏靈州—浙江紹興特高壓臨沂±800kV直流輸電工程外送伊克昭換流站電源點(diǎn)的重任，構(gòu)成千伏第二通道工程、天山-中州±800千伏特高壓直流輸電工程、準(zhǔn)5海至河南特高壓直流、±400kV柴達(dá)木至拉薩直流，并通過6回750kV交流線路與西北電網(wǎng)相連，外送能力超過960萬千瓦。坊北興州南南“西電東送”發(fā)展面臨一系列問題。一是“西向東送”可持續(xù)跨區(qū)輸電量增速逐年下降，分別由2018年14.6%和13.5%下降到2022年的4.3%和6.3%。東部面臨更強(qiáng)的能耗、碳排放約束，能效提6升將推動經(jīng)濟(jì)增長與能耗脫鉤。同時，東中部受端地區(qū)也有意降低電力對外依賴程度和安全穩(wěn)定風(fēng)險，海上風(fēng)電和分布式能源規(guī)模將大幅提升。另外，跨省區(qū)輸電通道資源緊張，前期工作協(xié)調(diào)難度大。若網(wǎng)源協(xié)調(diào)、外送經(jīng)濟(jì)性等問題不能妥善處理，將影響未來西電東二是送端受端爭電矛盾日益凸顯。西部送端省份電力供需偏緊，自用和外送矛盾加劇，送電能力和意愿雙雙下降。政府間關(guān)于外送游水電、白鶴灘水電、隴東新能源的情形，影響配套送出線路的核準(zhǔn)建設(shè)進(jìn)度。省間中長期交易組織日趨困難，跨省區(qū)送受電計(jì)劃難以足額落實(shí)。另外，送、受電曲線匹配困難，調(diào)峰需求難以達(dá)成一三是價格機(jī)制有待完善。對于主要輸送清潔能源的特高壓輸電工程，由于送端可再生能源來水來風(fēng)日照的周期性和隨機(jī)性，輸送電量呈現(xiàn)波動性，需由火電等可調(diào)節(jié)電源參與調(diào)節(jié)，滿足送電曲線要求。西部省份為保障水電和新能源穩(wěn)定外送，增開高價火電機(jī)組調(diào)峰調(diào)頻，擴(kuò)容投資加強(qiáng)送端網(wǎng)架，其成本未能向受端用戶合理疏導(dǎo)，推高省內(nèi)用戶電價。同時我國以送電功能為主的跨區(qū)域電網(wǎng)工程輸電價格實(shí)行單一電量電價形式，若可調(diào)節(jié)電源容量不足或送端省份留存電量，將導(dǎo)致直流輸送電力不足，輸電利用小時數(shù)低于設(shè)計(jì)值，投資成本回收周期拉長，經(jīng)濟(jì)效益下降，通過傳統(tǒng)的單一制7三、西北“西電東送”綠色重塑格局跨區(qū)輸電規(guī)模持續(xù)增長，風(fēng)光可再生能源加快發(fā)展帶動由西向東更大跨區(qū)通道需求。西北電網(wǎng)作為大型綠色能源基地將以外送為主，華中電網(wǎng)作為樞紐連通東西資源與需求，華北、華東和南方電網(wǎng)將作為主要的電力消費(fèi)中心，東北電網(wǎng)在滿足自身需求的基礎(chǔ)上萬千瓦萬千瓦2030年后，西北地區(qū)外送清潔能源電量顯著增加?；鶞?zhǔn)情景下，8四倍。加速情景下，2030年預(yù)計(jì)西北地區(qū)外送清潔能源電量達(dá)到億千瓦時億千瓦時0113721137510323103238872705658086413526148934524302125471247160819909969961238i1518i672220232024202520302035204020452050華北、華東和華中仍是西北外送的主要方向，可再生能源將重是未來我國電力流的主導(dǎo)方向，受資源稟賦和輸送距離制約，西北地區(qū)綠色電力將主要輸往華北、華東和華中“三華”地區(qū)?；鶞?zhǔn)情過99.0%。加速情景下，2030年西北整體外送規(guī)模將增長至超過9萬千瓦萬千瓦0億千瓦時億千瓦時0西北送華東將是“西電東送”規(guī)模最大的通道，遠(yuǎn)期將超過8400萬千瓦。得益于電價優(yōu)勢，西北送華東將成為“西電東送”的主力?；鶞?zhǔn)情景下，西北送華東將從目前的2000萬千瓦逐步增至速情景下，2030年西北送華東規(guī)模將增長至超過2700萬千瓦，2035時左右，將重點(diǎn)布局甘肅-安徽、甘肅-江蘇、寧夏-浙江、青海-福建萬千瓦萬千瓦0億千瓦時億千瓦時0華中電網(wǎng)將是我國最主要的電力樞紐，西北送華中通道需求將速情景下，2030年西北送華中規(guī)模將增長至超過4000萬千瓦，2035外送電量將增至3700億千瓦時左右，將重點(diǎn)布局新疆-河南西北送華中8000400070006000500040003000200010000350030002500350030002500200015001000500020252030203520402045205020552060基準(zhǔn)情景交換電量加速情景交換電量基準(zhǔn)情景通道容量加速情景通道容量四、西北“西電東送”綠色重塑效益西北地區(qū)平均上網(wǎng)電價相比華北、華東和華中具有優(yōu)勢，并且遠(yuǎn)期呈現(xiàn)優(yōu)勢不斷拉大趨勢?；鶞?zhǔn)情景下，2025年前西北地區(qū)平均上網(wǎng)電價與華中地區(qū)基本持平，低于華北和華東地區(qū)，差價在其中較華東優(yōu)勢明顯；2035年前西北地區(qū)平均上網(wǎng)電價與華北、華東價差進(jìn)一步拉大到0.035元/千瓦時左右，與華東價差達(dá)到0.080元速情景下，2025年前西北地區(qū)平均上網(wǎng)電價與華北、華東和華中地區(qū)相比有一定優(yōu)勢，但優(yōu)勢不大，價差最大在0.010元/千瓦時；2030年前更多的風(fēng)光可再生能源開發(fā)推動西北地區(qū)平均上網(wǎng)電價與2035年前西北地區(qū)平均上網(wǎng)電價低于華北、華東和華中地區(qū)，與華網(wǎng)電價相比華北、華東和華中均有一定優(yōu)勢，但受各地可再生同步加速發(fā)展，優(yōu)勢收窄，低于華北0.025元/千瓦時，低于華東0.094元/千瓦時，低于華中0.046元/千瓦時。0.400基準(zhǔn)情景0.3500.3000.2000.1500.1000.0500.00020252030203520402045205020552060華北華東華中西北元/元/千瓦時“西電東送”重塑帶來顯著二氧化碳減排效益。基于各水平年西北地區(qū)發(fā)電量結(jié)構(gòu)測算，基準(zhǔn)情景下，2025年西北送華北可以減2060年西北外送重塑效果凸顯，西北送華北可減少華北地區(qū)二氧化排2.9億噸/年。加速情景下，隨著西北可再生能源發(fā)電量占比進(jìn)一步提升，減少二氧化碳排放效益更加顯現(xiàn)，2025年西北送華北可以北送華北可減少華北地區(qū)二氧化碳排放3.6億噸/年，西北送華東可萬噸萬噸0萬噸萬噸0367503675017417639075806390758038094035499340065204221468048255968764190661468045544554202520302035萬噸萬噸0 365982917821827218271347611360134761136088776772717388776772717320252030“西電東送”重塑污染物減排效益同樣顯著?；鶞?zhǔn)情景下，可分別減少華中地區(qū)二氧化硫排放約29.2萬噸/年和氮氧化物排放年西北外送重塑減少污染物效果持續(xù)顯現(xiàn)，西北送華北可分別減少加速情景下，同樣隨著西北可再生能源發(fā)電量占比進(jìn)一步提升，減少二氧化碳排放效益更加顯現(xiàn)，2025年西北送華北可以分別減少年，西北送華中可分別減排二氧化硫58.0萬噸/年和氮氧化物36.4萬西北外送重塑效果凸顯，西北送華北可分別減少華北地區(qū)二氧化硫五、政策建議源宏觀管理的重要措施，也是能源開發(fā)建設(shè)管理的基本依據(jù)，大型跨省跨區(qū)電力布局涉及點(diǎn)多面廣，一是，必須加強(qiáng)統(tǒng)一規(guī)劃協(xié)調(diào)，“全國一盤棋”做好電源、電網(wǎng)等電力全要素布局安排。二是，超前做好“西電東送”通道頂層論證工作，要充分結(jié)合各地“源-網(wǎng)-荷-儲”特點(diǎn)，充分論證線路的必要性和可行性，在方案中好中選優(yōu)。三是，加強(qiáng)與環(huán)境和國土規(guī)劃空間銜接力度，提前開展國土空間、生態(tài)紅線、環(huán)境容量、自然資源統(tǒng)籌規(guī)劃銜接，避免形成密集通道。四是，加強(qiáng)各省（區(qū)、市）發(fā)展規(guī)劃要求，結(jié)合本地區(qū)實(shí)際編制本?。▍^(qū)、市）通道開發(fā)規(guī)劃，明確本地區(qū)建設(shè)目標(biāo)、項(xiàng)目布局和保“西電東送”將是我國電力綠色轉(zhuǎn)型的助推劑，將為中東部輸送大量綠色電力。一是，加快建立基于綠電消費(fèi)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識體系和公示制度，強(qiáng)化綠電環(huán)境價值體現(xiàn)，擴(kuò)大社會認(rèn)可度，形成綠電消費(fèi)的利好效應(yīng)。二是，培育綠電消費(fèi)市場，鼓勵終端用戶消費(fèi)綠電，鼓勵出口企業(yè)通過市場化方式購買綠電降低碳排放，推動發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、終端用戶形成擴(kuò)大綠電消費(fèi)的共識。三是，積極推動可再生能源消納權(quán)重向終端用戶分?jǐn)?，推動用戶通過參與綠電交易完成指標(biāo)。四是，推動完善綠電市場化交易機(jī)制，推進(jìn)綠電綠證與碳排放權(quán)交易機(jī)制、溫室氣體自愿減排交易機(jī)制銜接，更好發(fā)揮制度再生能源發(fā)展規(guī)劃。一是，圍繞中東部綠色電力需求，因地制宜開發(fā)西部各省風(fēng)、光發(fā)電項(xiàng)目，形成需求引導(dǎo)發(fā)展的格局，避免大規(guī)?？稍偕茉礂夒?、限電。