四川地处我国西南腹地,拥有极为丰富的水资源,且由于横断山脉的原因,部分河段水流落差极大,如雅砻江、大渡河、金沙江等,是天然的梯级水电站开发基地。我国五大水电站中有四座在四川金沙江河段,水电装机总量、年发电量双双稳居全国第一,分别占到全国水电的21.2%和29.8%。凭借丰富的水资源,四川成为清洁电力外送大省,大量电力外送华中、华东地区。
既然四川拥有如此丰富的水电资源,今夏为何会缺电呢?原因可总结为:干旱致使四川水电发电能力断崖式下跌、高温使得四川用电负荷大幅上涨、入川输电通道偏少、火电和新能源难以补足用电缺口。原有的电力系统平衡常规态势被打破,在线发电容量难以满足用电需求,进而出现持续近两个月的供电紧张状况。
1 水电 “腰斩”
四川的电力结构以水电为主,2021年底水电装机达8887万千瓦、火电装机1825万千瓦、新能源装机723万千瓦,而年度最大用电负荷在5200万千瓦左右,理论上不存在数量上的电力缺口;发电量方面,2021年四川省全年总发电量约4329亿千瓦时,近80%来自于水电[2]。
我国正推动成渝双城经济圈建设,这里也介绍下重庆的电力状况。在重庆市电力供给结构中,火电处于主导地位,水电作为支撑,本地电力供给能力无法满足需求,是典型的电力送入地区。电力装机方面,2021年底火电装机达1540万千瓦、水电装机791万千瓦、新能源装机228万千瓦,年度最大负荷2435万千瓦,具有小规模尖峰电力缺口;电量方面,2021年重庆市全年发电量为930.9亿千瓦时,其中火电占72.1%,水电占24.6%,送入电量规模约为410亿千瓦时、且主要来自四川[3]。
今年进入汛期后,四川省来水偏枯异常严重,7月大渡河、岷江等省内主要河流来水相比多年历史均值普遍下降40%以上,8月上旬更是减少60%以上。如果水电站拥有水库还可发挥一定程度的调节缓冲作用,但四川具有季及以上调节能力的水库电站(拥有大型水库的水电站可以将汛期的水量储存、用于枯水期发电,实现季节性调节)装机不足水电总装机的40%,存在大量无调节能力的径流式小水电,来水偏枯严重影响此类小水电汛期出力情况[4]。干旱缺水导致水电发电量大幅下降,估计水电有效发电容量降至4000-4400万千瓦,直接 “腰斩”。
此外,按照国家 “西电东送” 战略,四川向家坝、溪洛渡、锦屏、白鹤滩等梯级大型电站均由国家统筹安排开发和消纳,省内、省外有固定的分配比例。这意味着,四川水电的外送并不是四川优先使用、多余电量才外送,而是类似 “照付不议” 的刚性外送原则,外送通道都有着相应的电力落地省份。
那四川缺电时能不进行外送电力吗?答案是可以适当调减外送电力,但不能停止外送。
从长远来看,外送协议可以确保四川多余水电能够充分消纳、保障华中和华东地区电力供应。过去,四川弃水严重,2016年弃水电量达到了141亿千瓦时,外送电力既可以将富余水资源转化为经济回报,也可以替代华中和华东地区新增煤电,可谓 “一举两得”。短期而言,如果四川 “截流” 外送电力,即使能够支付 “违约赔偿”,但这会打乱国家电力平衡调度的局面,以江浙沪为例,正常情况下四川输送到上海、江苏、浙江的电力分别占三省市最高用电负荷的34%、12%和17%,约占华东区外受电的三分之二[5],要在短时间内调度充足的发电资源来填补外来电缺口,这对于本就供需偏紧的华中和华东地区难度很大。
实际上,启动能源保供一级响应后,国网调度中心已允许四川增大水电留川规模,将东北、华北、西北地区富余电力输送至华东、华中地区,但客观上受电网架构的限制,外送水电留川的规模有限。换句话说,即便是能将外送水电全部留川,当前的四川电网基础设施也无法全部接纳。
根据2022年四川省统调统分水电名单汇总得出,参与外送统调统分水电装机容量为4860.39万千瓦,省调装机容量占比不足六成[4]。因此,尽管高温干旱对水电造成了很大的影响,但为下好全国 “一盘棋”、避免更大范围的缺电事故,即使是在自身缺电的情况下,四川水电依然要外送,留给本地的有效发电容量不到3000万千瓦。