关于东北限电问题的系统思考

清华大学能源与动力工程系 麻林巍

近期东北地区多个城市发布限电通知，不仅限制了工业用电，居民用电也同样受到影响。不少居民在社交平台称用电高峰期“没有通知就被突然停电”，生活和工作都受到较大影响。此后包括辽宁、吉林、黑龙江等地均发布通知作出回应。9月26日辽宁电力保障工作会议就指出，9月23日至25日电力供应缺口进一步增加至严重级别。为防止全电网崩溃，东北电网调度部门依照有关预案直接下达指令执行“电网事故拉闸限电”，用电影响范围扩大到居民和非实施有序用电措施的企业。其实从今年9月以来，已有江苏、云南、广西、浙江等10多个省份陆续启动限电措施。在更早前的夏季，包括广东、浙江在内的多个省份都有相应限电措施，但主要对象是工业用电，民用用电并无太大影响。此次东北限电潮对民用用电的影响较大，才让新闻迅速发酵。

总体上东北限电事件背后的原因还缺乏一个系统性的阐述。就我个人看，东北限电是一个偶然中的必然事件，还得从能源和经济低碳转型的全局高度来理解其表象背后的根源性问题。这背后的根源性问题是长期性和全局性的，尤其其中凸显的煤炭利用问题是我国不得不长期面对的一个大矛盾焦点。

就现实来看，煤炭还占我国一次能源消费的50%以上，对发电、工业原料和工业民用燃料都有很重要的基础性保障作用，仍是支撑经济发展和保障能源安全的主要支柱，其作用短期内尚难以取代。如果经济发展突然提出较大的新增能源需求，又或一旦出现油价气价的剧烈上涨或中断，那最后的保障还在于煤炭；就长期来看，为实现“双碳”目标，控制和减少煤炭消费又势在必行。所以这就构成了一组矛盾。就近期而言，个人判断我国围绕煤炭的争论和行业波动还会持续进行，问题仍然会层出不穷，根源就在于：实际上我国目前并没有足够摆脱煤炭的能力。这个能力的缺失是全方位的，不光是技术，还包括系统、市场、政策甚至社会制度和文化，都没有为此做好足够的准备。虽然我国已经宣布了双碳目标，但其实整个社会的认识、管理和技术并没有及时跟上，这是一场极其浩大的社会系统工程。该事件背后隐含了我国能源发展中能力缺失的三个重要方面。

能源与经济发展不协调 能源供需建设屡次不匹配

东北限电事件并非第一次出现的重大能源供需问题。过去20年我国能源供需情况始终处于能源供需建设不匹配的震荡之中。2000年后，因为能源需求超出预期、屡次突破规划值导致能源供应手忙脚乱。当时也是一轮全国性的煤电油运全面紧张，并刺激了之后能源供应产能的建设。2008年金融危机后，不管是能源供应和需求的产能建设都有所放缓，但恢复经济的四万亿投资计划又刺激了产能建设并加剧了能源供应的产能扩张。2014年后出现了严重的产能过剩及供需的震荡，到现在又再次出现了能源供应紧张、缺电限电的局面。这说明我国在这方面的能力上仍有待完善，能源与经济不协调的问题依然存在。能源供应的建设节奏总是不能及时地跟上经济发展的变化，相互间总有不协调的问题存在。

为理解能源与经济的供需衔接关系，可用我所指导的章景皓博士论文中的一张“我国嵌含能分配桑基图”显示，一旦能源的各种管控措施并没有跟经济状况相协调，就会出现供需矛盾，如此可以理解这是个系统性的问题。背后也有体制上的原因，目前主管能源的部门主要关注能源安全，经济的调控是另一个部门负责，而碳排放又是一个单独的部门在管控，三个职能不同的部门间协调起来避免经济低碳转型过程中随时可能出现的能源供需震荡，难度无疑较大。

能源与基础设施不协调 灵活性能力严重不足

低碳转型过程中，能源系统要接纳高比例的可再生能源，这对系统的灵活性要求非常高。为了保障灵活性，不但要有很多灵活的电源，还要有大量的储能设施以及电-热-燃料灵活转换技术，还要为此去建设和改造整个包括智能电网、智能热网和智能燃料网在内的庞大基础设施。这不光是智能化改造，也需要硬件的配套建设，背后涉及的投资动辄万亿规模。因为即使一个小小的配电网改造都需要耗费几个亿。

这样的投资目前还远远没有完成，因此目前来看整个能源系统的灵活性是严重不足的，一旦出现什么状况就会出现东北限电这种电网可能崩溃的事故。以前的灵活性主要是依靠化石燃料尤其煤炭的灵活性、可靠性来保障的，目前化石燃料占据一次能源消费的80%以上。如果2050年切换到80%以上的非化石能源的话，整个系统的灵活性、可靠性如何保障将是一个巨大的问题。这一切换并非能够立刻发生，也并非一帆风顺。

如果煤炭和其他能源能够协同以利用，建设多能互补体系也许能提供一些较低成本的过渡性解决方案。如煤和生物质耦合发电可以为煤电站平稳过渡到碳中和甚至负碳电站提供办法，从早期低比例掺烧生物质到长期的百分之百生物质电站。欧洲已经有许多煤电站开始这样的改造，而我国的进展较为缓慢。一方面是生物质资源不足、成本过高的问题，另一方面，多能互补体系建设过程中，需要将许多目前各自核算、各自发展的行业整合在一起，这无疑具有较大难度，需要突破许多体制机制上的问题。东北的生物质资源相对是比较丰富的，生物质能源利用和发电也有较好的基础，应该在这方面加快探索。

能源与区域不协调 区域间的应急支援能力不足

因为行政管理分割的问题，各个区域在能源供需上存在各自优化现象，很多时候并不能做到全国一盘棋的理想性优化调度。区域间的能源互通基础设施也是不足的，需要在低碳发展要求下加强建设。一旦出现紧急事件，基本以自救和已经建立的通道进行跨区域协调为主，而且也跟区域的全国位势有关。这样，在区域协调方面东北有可能处于一个被忽视的地位，也缺乏跨区域通道。

2016东三省能源供需的主要特点是：除了石油产品方面和外部有较强的互通外，煤炭和电力基本是自给自足的，所以和外部的互通能力应该不足。一旦出了事故，因为跟外界的能源通路不够，容易导致应急调度能力存在限制。国家的区域战略也是以强调某片区域为主，跨大区域的大规模协调目前应该不但缺乏基础设施布局，也缺乏体制机制的保障。

以上指出了我国能源低碳转型过程中在能力上的三个薄弱之处，均和东北限电有着密切的关联。所以，我国为了迎接低碳转型、经济波动、能源系统灵活性不足以及区域缺乏协调等挑战，可以考虑照顾到各个区域自己的资源和经济禀赋，加快区域智慧能源系统的建设和布局。如农业、旅游业比较丰富的偏远地区可以发展智慧农场，利用土地资源大力开发可再生能源并输出；工业和矿业比较集中的工业园区，应该建成智慧工业园区，在生产工业产品、循环资源和材料的同时，也要发挥工业园区稳定器的作用，因为工业能耗比较稳定可控、且材料的存储最为方便，相当于储存了嵌含能，这比储燃料、储热和储电（成本依次增加）的成本都要低。而人口集中、服务业发达的城镇需要实现高度电气化和能源集约利用，发展建筑和交通等需求侧调节措施。这三类区域的输出产品和能源供需有不同的特点，相互间需要比较发达的智慧能源和交通网络来连接。这样各类区域都可以在未来的低碳社会、美好生活中找到各自的位置并相互联系配合，达到整体最优的效果。

我国区域智慧能源系统的未来构想

上述只是一个理想化的构想，但可能这是未来的方向，因为指出了美丽我国、低碳社会、可持续能源的未来可能图景。为了实现这个构想，其实现在的体制机制面临的挑战很大：第一，许多事情已经超出了传统的能源管辖范围，很多时候需要上升到能够统一经济、能源和减碳事务的统筹协调高度；第二，能源治理体系和治理能力的现代化需要加快，尤其目前垂直式、层级式、条块分割的管理，导致对地方、基层出现的一些形势变化的反应严重不足，管理僵化或过渡调节都会导致经济和行业的震荡；第三，能源市场和企业需要加快改革，很多企业已经在行动，声称要打造综合服务性能源企业。但实际上进程并没有这么理想，综合能源服务的方向肯定是正确的，但需要一定过程和艰巨的改革；第四，因为沟通交流至关重要且需求巨大，所以智慧化管理信息系统的建设必须推进。

就本文整个结论来看，东北限电事件其实是我国低碳转型过程中保经济发展、保能源安全、保减排目标的“三难”困境的一个具体体现，根源在于低碳转型所需的能力不足。如果能力建设没有及时跟上，今后这种问题还会持续出现。为了避免问题过于严重，要大力加强相关能力建设，保证能源、经济、基础设施和区域的协调。很大程度上许多问题已经不是单个领域的工程技术问题，更多是体制机制和基础设施的问题。但是反过来看这个事件也许是好事，东北限电充分暴露了低碳转型中的重要能力不足，以及东北振兴中实际问题的缺乏关注，未来可能就会得到更多的关注。（本文有删减）