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摘要：西電東送是國家西部大開發(fā)的標(biāo)志性工程，是促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、實現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置的重要舉措。經(jīng)過四十年發(fā)展，我國西電東送已形成“北、中、南”三個通道輸電格局，外送能力持續(xù)提升，發(fā)展成效十分顯著。本文全面總結(jié)了西電東送在保障電力供應(yīng)、推動低碳轉(zhuǎn)型、帶動產(chǎn)業(yè)升級、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面取得的突出成效，系統(tǒng)性分析了西電東送持續(xù)推進(jìn)中面臨的多重挑戰(zhàn)，并從通道規(guī)劃、電源協(xié)同、運行安全、市場機(jī)制等方面提出了對策建議，推動西電東送高質(zhì)量發(fā)展。
關(guān)鍵詞：西電東送；輸電通道；特高壓；多能互補(bǔ)；西部大開發(fā)
1984年7月，山西大同至北京房山500千伏線路投入運行，正式拉開了全國西電東送的序幕；1999年9月，中國共產(chǎn)黨第十五屆中央委員會第四次全體會議在北京召開，明確提出實施“西電東送”戰(zhàn)略。四十年來，西電東送工程從無到有、輸電規(guī)模從小到大、電壓等級從超高壓到特高壓，總輸電能力已超過3.2億千瓦，配套電源規(guī)模已超過3.8億千瓦，該項目已是國家“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略的標(biāo)志性工程。
實施西電東送是我國根據(jù)資源分布與生產(chǎn)力布局的實際情況所采取的策略，其目的是將西部地區(qū)的資源優(yōu)勢有效轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，同時保障中東部地區(qū)的電力需求，并推動?xùn)|西部地區(qū)的協(xié)調(diào)發(fā)展，對于優(yōu)化全國電力資源配置、推動清潔低碳轉(zhuǎn)型、保障國家能源安全具有十分重要的意義。
在邁向全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家、邁向第二個百年奮斗目標(biāo)的新發(fā)展階段，我國正依托自身的能源和資源特點，積極而謹(jǐn)慎地推動碳排放達(dá)到峰值并實現(xiàn)碳中和，同時加速推進(jìn)新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的規(guī)劃和建設(shè)[1-5]。中共中央、國務(wù)院《關(guān)于新時代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局的指導(dǎo)意見》提出，繼續(xù)推進(jìn)跨省區(qū)重點輸電通道的建設(shè)，包括西電東送工程，以增強(qiáng)清潔電力的輸送能力[6]?！丁笆奈濉爆F(xiàn)代能源體系規(guī)劃》和《“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃》提出，推動西部地區(qū)清潔能源的高效綠色開發(fā)，特別是以四川、云南和西藏等長江上游經(jīng)濟(jì)帶地區(qū)為關(guān)鍵，加快實施西電東送的水電項目；同時，聚焦沙漠、戈壁和荒漠地帶，積極建設(shè)大型風(fēng)電和光伏發(fā)電基地，建成投產(chǎn)一批、開工建設(shè)一批、研究論證一批多能互補(bǔ)輸電通道，到2025年西電東送能力達(dá)到3.6億千瓦以上[7][8]。
“西電東送”戰(zhàn)略加快推進(jìn)的同時，部分輸電通道電量不可持續(xù)、走廊資源稀缺、運行風(fēng)險劇增[9]、交易壁壘制約[10]等風(fēng)險挑戰(zhàn)逐步顯現(xiàn)，成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的關(guān)鍵影響因素。
本文全面總結(jié)了四十年來西電東送在保障電力供應(yīng)[11]、推動低碳轉(zhuǎn)型?[12]、帶動產(chǎn)業(yè)升級[13]、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[14]等方面取得的主要成就，系統(tǒng)性分析了西電東送存量通道和新增通道在規(guī)劃建設(shè)、調(diào)度運行、市場交易等方面面臨的多重挑戰(zhàn)，并從“三期一體、三位一體、三時一體、三市一體”等方面提出了推動西電東送高質(zhì)量發(fā)展的對策建議。
一、西電東送提出背景
能源是支撐人類社會存續(xù)與進(jìn)步的關(guān)鍵物質(zhì)基礎(chǔ)，對國家的經(jīng)濟(jì)增長具有決定性的影響。我國的能源資源特點是“富煤、貧油、少氣”，并且資源的分布遍及全國，但分布極不平均[15]。從黑龍江黑河到云南騰沖的“胡煥庸線”，其兩側(cè)的能源資源分布差異顯著，呈現(xiàn)出明顯的西高東低的特點。地域間的差距顯著，超過80%的能源資源集中在西部和北部地區(qū)，而東部和中部地區(qū)則承擔(dān)了全國90%以上的人口和75%以上的能源消耗。能源資源與消費的分布特性確定了“北煤南運、西氣東送、西電東輸”的能源運輸格局[16]，如圖1所示。圖中紅線表示為以火電為主的能源流向，藍(lán)線表示以水電為主的能源流向。
圖1 全國能源電力流向
從第五個“五年”計劃即上世紀(jì)70年代后期開始，我國電力發(fā)展政策中就明確提出“發(fā)展大電站、建設(shè)大型水電和火電基地，發(fā)展電網(wǎng)，實施大型水電和坑口電廠向外送電”[17]?！跋蛲馑碗姟睒?gòu)成了西電東送項目最初的設(shè)想。
在1980年代初，電力發(fā)展規(guī)劃在考慮“東部、中部、西部”的區(qū)域劃分、沿“長江、黃河、珠江”的經(jīng)濟(jì)帶以及“環(huán)渤海、長三角、珠三角”的沿海經(jīng)濟(jì)區(qū)的基礎(chǔ)上，提出了十大水電站和十大火電站基地，它們的規(guī)劃裝機(jī)容量分別達(dá)到1.8億千瓦和1.5億千瓦。同時，電網(wǎng)規(guī)劃還包括了如葛洲壩水電站向華中、華東地區(qū)供電，紅水河水電站向廣東地區(qū)供電，以及黃河上游水電站、陜西、蒙西、山西的火電站和蒙東火電站向華中、華北、東北地區(qū)供電的一系列輸電項目。
1984年5月，山西大同至北京房山500千伏線路投入運行，由山西經(jīng)河北向北京送電，線路全長286公里，正式拉開全國西電東送的序幕。
上世紀(jì)80年代末、90年代初，隨著元（元寶山）錦（錦州）遼（遼陽）海（海城）500千伏交流工程、葛洲壩-上海±500千伏直流工程等一批工程陸續(xù)建成投產(chǎn)，西電東送工程已經(jīng)開始展現(xiàn)其優(yōu)勢，通過在較廣的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行資源優(yōu)化配置，有效地減輕了東部地區(qū)的電力供應(yīng)壓力，同時促進(jìn)了西部地區(qū)的電力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，西電東送“北、中、南”三個通道已現(xiàn)雛形[18][19]。
1999年9月，在北京召開的中國共產(chǎn)黨第十五屆中央委員會第四次全體會議上，明確提出了執(zhí)行“西電東送”的策略。成為全國能源資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵性、全局性、系統(tǒng)性開發(fā)戰(zhàn)略。
二、西電東送發(fā)展現(xiàn)狀
截至2023年底，我國西電東送已形成北、中、南“三個通道”輸電格局，煤電、水電、新能源“三類電源”配套格局和跨省區(qū)遠(yuǎn)距離“三億千瓦”配置格局，在電力資源優(yōu)化配置方面發(fā)揮著十分重要作用[20]。具體情況如下：
一是西電東送工程已形成北、中、南“三個通道”的輸電格局。北部通道包括新疆、內(nèi)蒙古、陜西、寧夏等省區(qū)，向華北和華東地區(qū)輸電；中部通道由四川、重慶、湖北等省市向華中和華東輸電；南部通道則由云南、貴州、廣西等省區(qū)向廣東輸電。截至2023年底，全國已建成72項西電東送輸電工程，形成電力資源跨省跨區(qū)配置格局。
二是西電東送已形成煤電、水電、新能源“三類電源”配套格局。初期，北通道配套西部煤電和黃河上游水電，中通道配套長江三峽和金沙江干支流水電，南通道配套長江三峽、云南瀾滄江、貴州烏江以及桂滇黔交界處的南盤江、北盤江、紅水河的水電項目和滇桂的煤電項目。隨著新能源快速發(fā)展，配套電源逐步向“風(fēng)光水火儲”一體化轉(zhuǎn)變，新增輸電通道可再生能源電量占比不低于50%，形成多種類電源互補(bǔ)發(fā)展格局。
三是西電東送已形成跨省區(qū)遠(yuǎn)距離超“三億千瓦”配置格局。截至2023年底，全國西電東送工程輸電能力約3.2億千瓦，其中北通道0.9億千瓦、中通道1.7億千瓦、南通道0.6億千瓦，較“十二五”末增加0.5億千瓦，預(yù)計“十四五”末將達(dá)到3.6億千瓦左右，形成東西部優(yōu)勢互補(bǔ)協(xié)同發(fā)展格局。
三、西電東送發(fā)展成效
四十年來，西電東送在保障電力供應(yīng)、推動低碳轉(zhuǎn)型、帶動產(chǎn)業(yè)升級、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面成效顯著，主要表現(xiàn)為：
一是有效保障中東部電力供應(yīng)。我國能源資源和電力需求呈逆向分布，供需相距800~3000公里，西電東送實現(xiàn)了全國能源電力資源的跨省區(qū)配置。2023年，西電東送電量約1.2萬億千瓦時，超過中東部地區(qū)用電量的20%，有效保障了中東部經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展用電需求。
二是有力推動中東部低碳轉(zhuǎn)型。西電東送將西部豐富的水風(fēng)光等清潔能源以電能的形式輸送至中東部，減少中東部化石能源消耗和二氧化碳排放。初步測算，2023年中東部地區(qū)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3.6億噸，減少二氧化碳排放約10億噸，減少氮氧化物、二氧化硫和煙塵排放約30萬噸，有力推動中東部清潔低碳轉(zhuǎn)型，助力實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。
三是全面帶動輸電裝備產(chǎn)業(yè)升級?！拔麟姈|送”戰(zhàn)略驅(qū)動下，我國已全面掌握特高壓交流和直流的規(guī)劃設(shè)計、試驗研究、設(shè)備研制和運行管理關(guān)鍵技術(shù)，并在國內(nèi)、國際上推廣應(yīng)用，實現(xiàn)“中國制造”和“中國引領(lǐng)”，已建成世界輸電能力最大的±1100千伏準(zhǔn)東-皖南常規(guī)直流工程、±800千伏烏東德送電廣東廣西柔性直流工程和世界首個張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程，帶動了變壓器、換流閥、斷路器等輸變電裝備及其上下游產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級。
四是持續(xù)推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。西電東送輸電工程和配套電源工程，可帶動投資、促進(jìn)就業(yè)，并獲得穩(wěn)定的發(fā)電和輸電收益，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。初步測算，截至2023年底，西電東送輸電工程及配套電源直接投資超過3萬億元，提供就業(yè)崗位超過100萬個，年發(fā)電和輸電收益超過300億元，推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。
四、西電東送面臨的風(fēng)險挑戰(zhàn)
“西電東送”戰(zhàn)略加快推進(jìn)的同時，部分輸電通道電量不可持續(xù)、走廊資源稀缺、運行風(fēng)險劇增、交易壁壘制約等風(fēng)險挑戰(zhàn)逐步顯現(xiàn)，成為影響新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)的重要因素，具體分析如下：
一是部分存量通道外送不可持續(xù)。四川、云南、貴州、湖北、安徽等傳統(tǒng)西電東送的送端地區(qū)電力供需形勢趨緊，逐步由電力富余、基本平衡、緊平衡轉(zhuǎn)向電力短缺，外送能力持續(xù)減弱[20]。以貴州為例，近年呈現(xiàn)全年性電力電量雙缺局面，2022年、2023年黔電送粵電量較框架協(xié)議減少203億千瓦時、98.6億千瓦時，降幅約40.6%、19.7%。2024年1~4月，黔電送粵電量較框架協(xié)議減少67.59億千瓦時，降幅約40.54%。
二是新增輸電通道走廊資源稀缺。我國正加速開發(fā)以沙漠、戈壁和荒漠地區(qū)為重點的大型風(fēng)電和光伏基地，預(yù)計外送規(guī)模超過3.15億千瓦，送電途經(jīng)的甘肅、陜西、山西和河南等省的輸電通道較為密集，已建、在建及規(guī)劃中的輸電通道超過20條。此外，這些省份的煤礦分布廣泛，其中山西和陜西的含煤面積分別占到省域面積的40.4%和27.7%。同時，湖北、安徽和江蘇等省的過江通道緊張，生態(tài)保護(hù)紅線分布廣泛，且存在多處交叉跨越，走廊資源嚴(yán)重短缺，新增輸電通道難度極大[21]。
三是輸電通道運行風(fēng)險急劇增加。隨著西電東送規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，輸電通道愈發(fā)密集，兩回至多回通道“同送同受”或走廊鄰近，如遇雷擊、暴雨、洪澇等災(zāi)害，極易出現(xiàn)多回通道同時跳閘或倒塔事故[22]。此外，通道落點密集，近區(qū)電網(wǎng)故障易引發(fā)多回通道連鎖故障，嚴(yán)重影響負(fù)荷中心電力供應(yīng)。以安徽九華為例，7回超高壓、特高壓輸電線路密集經(jīng)過，輸送功率超過3000萬千瓦，相當(dāng)于華東電網(wǎng)最大負(fù)荷的10%[23]。
四是跨區(qū)市場交易壁壘亟待破除。目前，我國電力市場仍處于推進(jìn)完善階段，跨省區(qū)交易功能尚不健全、規(guī)則尚未統(tǒng)一，交易壁壘和行政干預(yù)仍有存在[24]。部分省區(qū)的管理部門對電力公司參與跨省跨區(qū)市場交易年度、短期和臨時電量上限作出規(guī)定，增設(shè)交易審批環(huán)節(jié)，增加市場主體制度性交易成本。
五、西電東送高質(zhì)量發(fā)展建議
隨著西部清潔能源基地綠色高效開發(fā)，預(yù)計“十四五”西電東送規(guī)模將達(dá)到3.6億千瓦，“十五五”及中遠(yuǎn)期西電東送規(guī)模將超過5億千瓦，需統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)同施策，提出建議如下：
一是推進(jìn)遠(yuǎn)期、中期、近期“三期一體”，遠(yuǎn)近結(jié)合，統(tǒng)籌通道規(guī)劃。堅持全國一盤棋，著眼長期能源電力發(fā)展格局，優(yōu)化近中期電力流向，結(jié)合大型風(fēng)電光伏基地的開發(fā)時序，重點在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)，以及西南水電、風(fēng)電和光伏的清潔能源基地。優(yōu)先考慮四川、云南、貴州、湖北、安徽等傳統(tǒng)送端基地的電力保供和接續(xù)外送，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)籌研究新增通道布局和建設(shè)時序，提高通道規(guī)劃的前瞻性。
二是推進(jìn)清潔電源、調(diào)節(jié)資源、輸電通道“三位一體”，由近及遠(yuǎn)，強(qiáng)化資源協(xié)同。堅持外送一張圖，統(tǒng)籌規(guī)劃西北、西南等能源基地輸電走廊和湖北、安徽、江蘇等省過江通道，避免新增密集通道引發(fā)多回輸電線路同時故障；統(tǒng)籌水風(fēng)光等清潔電源、煤電和儲能等調(diào)節(jié)資源、輸電通道“三要素”的建設(shè)規(guī)模，場址、站址選擇由近及遠(yuǎn)，一體化布置于合理半徑范圍內(nèi)，同步規(guī)劃、同步建成、同步運營，提高網(wǎng)源配置協(xié)同性。
三是推進(jìn)平時保供、需時互濟(jì)、急時支撐“三時一體”，遠(yuǎn)近協(xié)同，強(qiáng)化資源協(xié)同。堅持運行一張網(wǎng)，建立適應(yīng)跨區(qū)域遠(yuǎn)距離大規(guī)模西電東送的電力調(diào)度機(jī)制，充分發(fā)揮正常運行方式下跨省區(qū)通道的輸電能力，挖掘迎峰度夏、迎峰度冬、極端天氣、自然災(zāi)害等特殊需求情況下輸電通道之間、送端和受端之間余缺互濟(jì)能力和嚴(yán)重故障時的緊急支撐能力，提高電網(wǎng)運行安全性。
四是推進(jìn)中長期市場、現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場“三市一體”，由遠(yuǎn)及近，完善市場機(jī)制。堅持市場一本賬，建立適應(yīng)西電東送的電力市場體制機(jī)制，推動遠(yuǎn)時間尺度的中長期市場（大于1天）、近時間尺度的現(xiàn)貨市場（小時或更短）和輔助服務(wù)市場分別發(fā)揮穩(wěn)定預(yù)期、發(fā)現(xiàn)價格、調(diào)動調(diào)節(jié)資源作用，實現(xiàn)交易尺度由遠(yuǎn)及近，有效銜接，提高電力配置經(jīng)濟(jì)性。
六、結(jié)語
西電東送是我國能源發(fā)展的重大戰(zhàn)略，是實現(xiàn)我國跨區(qū)域資源配置的重大工程。本文得出如下結(jié)論：
（一）西電東送已建成“三三格局”，能力持續(xù)提升
截至2023年底，我國西電東送已形成北、中、南“三個通道”輸電格局，煤電、水電、新能源“三類電源”配套格局和跨省區(qū)遠(yuǎn)距離“三億千瓦”配置格局，在電力資源優(yōu)化配置方面發(fā)揮著十分重要作用。
（二）西電東送已取得“多重收益”，成效十分顯著
年輸送電量約1.2萬億千瓦時，有效保障中東部電力供應(yīng)；年減少二氧化碳排放約10億噸，有力推動中東部低碳轉(zhuǎn)型；不斷突破特高壓輸電關(guān)鍵技術(shù)，全面帶動輸變電裝備產(chǎn)業(yè)升級；推動西部資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，持續(xù)推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。
（三）西電東送正面臨“四重挑戰(zhàn)”，亟需統(tǒng)籌施策
部分存量通道外送不可持續(xù)，新增輸電通道走廊資源稀缺，輸電通道運行風(fēng)險急劇增加，跨區(qū)市場交易壁壘亟待破除。
（四）西電東送應(yīng)推動“四個一體”，實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展
推進(jìn)遠(yuǎn)期、中期、近期“三期一體”，遠(yuǎn)近結(jié)合，統(tǒng)籌通道規(guī)劃；推進(jìn)清潔電源、調(diào)節(jié)資源、輸電通道“三位一體”，由近及遠(yuǎn)，強(qiáng)化資源協(xié)同；推進(jìn)平時保供、需時互濟(jì)、急時支撐“三時一體”，遠(yuǎn)近協(xié)同，保障運行安全；推進(jìn)中長期市場、現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場“三市一體”，由遠(yuǎn)及近，完善市場機(jī)制。
