清華大學(xué)能源與動力工程系 麻林巍

近期東北地區(qū)多個城市發(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)大到居民和非實施有序用電措施的企業(yè)。其實從今年9月以來，已有江蘇、云南、廣西、浙江等10多個省份陸續(xù)啟動限電措施。在更早前的夏季，包括廣東、浙江在內(nèi)的多個省份都有相應(yīng)限電措施，但主要對象是工業(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系統(tǒng)性的闡述。就我個人看，東北限電是一個偶然中的必然事件，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期性和全局性的，尤其其中凸顯的煤炭利用問題是我國不得不長期面對的一個大矛盾焦點。

就現(xiàn)實來看，煤炭還占我國一次能源消費的50%以上，對發(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)油價氣價的劇烈上漲或中斷，那最后的保障還在于煤炭；就長期來看，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，控制和減少煤炭消費又勢在必行。所以這就構(gòu)成了一組矛盾。就近期而言，個人判斷我國圍繞煤炭的爭論和行業(yè)波動還會持續(xù)進(jìn)行，問題仍然會層出不窮，根源就在于：實際上我國目前并沒有足夠擺脫煤炭的能力。這個能力的缺失是全方位的，不光是技術(shù)，還包括系統(tǒng)、市場、政策甚至社會制度和文化，都沒有為此做好足夠的準(zhǔn)備。雖然我國已經(jīng)宣布了雙碳目標(biāo)，但其實整個社會的認(rèn)識、管理和技術(shù)并沒有及時跟上，這是一場極其浩大的社會系統(tǒng)工程。該事件背后隱含了我國能源發(fā)展中能力缺失的三個重要方面。

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，因為能源需求超出預(yù)期、屢次突破規(guī)劃值導(dǎo)致能源供應(yīng)手忙腳亂。當(dāng)時也是一輪全國性的煤電油運全面緊張，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)，就會出現(xiàn)供需矛盾，如此可以理解這是個系統(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)控是另一個部門負(fù)責(zé)，而碳排放又是一個單獨的部門在管控，三個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)，背后涉及的投資動輒萬億規(guī)模。因為即使一個小小的配電網(wǎng)改造都需要耗費幾個億。

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)一次能源消費的80%以上。如果2050年切換到80%以上的非化石能源的話，整個系統(tǒng)的靈活性、可靠性如何保障將是一個巨大的問題。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

因為行政管理分割的問題，各個區(qū)域在能源供需上存在各自優(yōu)化現(xiàn)象，很多時候并不能做到全國一盤棋的理想性優(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)域的全國位勢有關(guān)。這樣，在區(qū)域協(xié)調(diào)方面東北有可能處于一個被忽視的地位，也缺乏跨區(qū)域通道。

2016東三省能源供需的主要特點是：除了石油產(chǎn)品方面和外部有較強的互通外，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，因為跟外界的能源通路不夠，容易導(dǎo)致應(yīng)急調(diào)度能力存在限制。國家的區(qū)域戰(zhàn)略也是以強調(diào)某片區(qū)域為主，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。

以上指出了我國能源低碳轉(zhuǎn)型過程中在能力上的三個薄弱之處，均和東北限電有著密切的關(guān)聯(lián)。所以，我國為了迎接低碳轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟(jì)波動、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，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，也要發(fā)揮工業(yè)園區(qū)穩(wěn)定器的作用，因為工業(yè)能耗比較穩(wěn)定可控、且材料的存儲最為方便，相當(dāng)于儲存了嵌含能，這比儲燃料、儲熱和儲電（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，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、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。

我國區(qū)域智慧能源系統(tǒng)的未來構(gòu)想

上述只是一個理想化的構(gòu)想，但可能這是未來的方向，因為指出了美麗我國、低碳社會、可持續(xù)能源的未來可能圖景。為了實現(xiàn)這個構(gòu)想，其實現(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、層級式、條塊分割的管理，導(dǎo)致對地方、基層出現(xiàn)的一些形勢變化的反應(yīng)嚴(yán)重不足，管理僵化或過渡調(diào)節(jié)都會導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)和行業(yè)的震蕩；第三，能源市場和企業(yè)需要加快改革，很多企業(yè)已經(jīng)在行動，聲稱要打造綜合服務(wù)性能源企業(yè)。但實際上進(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，因為溝通交流至關(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)。

就本文整個結(jié)論來看，東北限電事件其實是我國低碳轉(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)沒有及時跟上，今后這種問題還會持續(xù)出現(xiàn)。為了避免問題過于嚴(yán)重，要大力加強相關(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，以及東北振興中實際問題的缺乏關(guān)注，未來可能就會得到更多的關(guān)注。（本文有刪減）