绿色经济对电网规划和发展的影响

潘 霄, 侯玉琤,高 靖,王英旭，南 哲

(1. 国家电网公司驻澳大利亚办事处，澳大利亚 悉尼 2000；2. 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015)



绿色经济对电网规划和发展的影响

潘 霄1,2, 侯玉琤2,高 靖2,王英旭2，南 哲2

(1. 国家电网公司驻澳大利亚办事处，澳大利亚 悉尼 2000；2. 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015)

绿色经济是全球经济发展的大势所趋，是经济社会可持续、科学、和谐发展的必由之路，是解决能源安全、环境保护和气候变化等世界性问题的有效途径。文中介绍了绿色经济的基本概念和我国电网发展的现状与面临的挑战，详细分析了绿色经济对电力工业发展、电力供应侧结构、电力需求水平和分布、电网规划和发展的深刻影响，并提出了一系列保障措施。对提高能源利用率、合理布局新能源比重、优化构建同步互联电网起到重要的推动作用。

绿色经济；电力发展；电网规划

能源、环境和气候变化是当今世界最热门话题。世界各国已经把能源安全和环境问题提升到国家战略高度。当前，世界经济形势错综复杂，在环境保护约束和气候变化双重挑战情况下，许多国家把推动能源生产和消费革命作为振兴经济的重要手段，为全球经济走出危机创造新的推动力和投资机遇。在这种背景下．探讨绿色经济对电网规划和发展的影响具有重要意义。

1 绿色经济概念

绿色经济首先是由英国经济学家皮尔斯1989年出版的《绿色经济蓝皮书》提出的，是基于可持续发展思想产生的一种以资源节约型和环境友好型经济相结合的新型经济模式[1]，是我国“十三五”五大发展理念之一“绿色发展”的物质基础，是在我国生态环境问题日益突出，对人民生产生活影响日益严重的大背景下提出的[1-3]。

随着我国人口和经济规模不断增长，化石能源带来的环境问题日益突出。化石能源燃烧产生的大量二氧化硫、氮氧化物等污染物导致酸雨等环境污染，严重影响人们生产生活。2015年，我国480个城市开展降雨监测，出现酸雨的城市比重达22.5%，酸雨频率平均为14%。燃烧排放大量烟尘等细颗粒污染物导致灰霾频发，2015年，中国华北中南部至江南大部分地区雾霾日天数为50～100天，部分地区超过100天[4]。

绿色经济作为资源消耗低、环境污染少、产品附加值高、生产方式集约的经济模式，是相对于工业革命以来几个世纪的传统经济发展模式的根本转型，是21世纪世界经济发展的必然趋势[5-6]。

2 中国电网发展概况

2.1 电网发展现状

a.电网规模持续快速扩大，电压等级不断提高。改革开放以来，我国经济社会的快速发展带动用电需求持续增长。2015年全社会用电量达到5 690 TWh，是1980年的19倍。发电装机规模不断迈上新台阶，2015年突破15.3 TW。为满足电源大规模投产和用电负荷持续增长，我国电网规模不断扩大，截至2015年底，全国电网220 kV及以上输电线路回路长度、公用变电设备容量分别为60.9×104km和30.3 TVA，分别相当于1980年的20.3倍和96.2倍。我国输电电压等级不断提高，最高输电电压已从新中国成立初期220 kV提高到现在1 000 kV[7]。

b.全国联网格局基本形成，跨区输电能力持续增强。随着资源全国范围内大规模优化配置的需求，我国基本形成各省电网实现交直流互联，并形成了华北—华中、华东、东北、西北、南方五大同步电网，并加快区域间输电通道建设，跨区输电能力显著增强。截至2015年底，全国跨区输电能力达到1.55 TW，跨区送电量2 818 TWh[7]。

c.电网输电水平、供电可靠性大幅提高。我国电网发展技术含量不断提高，相继建成1 000 kV特高压交流、±800 kV特高压直流示范工程，掌握了特高压输变电及其装备制造等一大批处于国际领先水平、拥有完全自主知识产权的的核心技术和科研成果。通过加快城乡配电网建设和改造，我国供电能力显著增强，供电可靠性大幅提高。2015年城市用户供电可靠率达到了99.971%，较“十二五”初提高了0.05%，农村用户供电可靠率也达到99.935%，提高了0.14%[8]。

2.2 电网发展面临的挑战

a.电网建设整体滞后。建国以来，我国电力工业长期处于“重发轻供”状态，供电网络建设明显滞后于电力电源建设。电网建设资金投入不足导致我国在特、超高压和中低压配电网“两头薄弱”问题十分突出。一方面，从相对偏远的能源基地至东部负荷中心的远距离大规模的特高压输电通道建设滞后，亟待加快；另一方面，配电网结构不合理，供电能力弱，特别是农网供电可靠性亟待提高。近年来，我国电网投资规模明显加大，“十二五”期间全国电力工业投资将达到6.1万亿元，比“十一五”增长88.3%。其中，电源投资3.2万亿元、占全部投资的52%；电网投资2.9万亿元、占48%[9-10]。电网电源发展之间的矛盾得到一定缓解，但电网建设总体滞后的局面尚未得到根本改变。

b.用电需求增长和电网发展对电网提出更高要求。近年来，在中国经济进入“新常态”，全国用电需求受经济增速放缓影响也进入“中低速”增长的新阶段。预计到2020年、2030年，我国全社会用电量将分别达到8×104TWh和11×104TWh，分别为2015年的1.4倍和1.93倍，其中“三华”(华北、华中、华东)是用电负荷中心，合计约占全国用电总量的65.1%和64.1%。而我国“十三五”期间电源主要布局在西部和北部能源资源富集区，用电需求增长和新增电源分布表明，未来我国跨省跨区域电力输送规模将进一步增大，电力输送距离进一步增加，为实现全国范围内的资源优化配置，加强电网特高压智能互联工程建设迫在眉睫。

c.新能源消纳困局亟需突破。到2015年底，中国风电、太阳能发电装机已分别达到1.3 TW和0.42 TW，分别较2014年增加35.4%和69.7%，年发电量1 856 TWh和395 TWh，分居世界第一、二位[10]。而新能源资源富集地区负荷水平不高，总体市场空间有限，消纳面临着很大困难，2015年的弃风电量达到339 TWh，弃风率高达15%，风电平均利用小时数1 728 h，同比下降172 h[11]。区域性过剩和发展不平衡的矛盾困扰着新能源的持续健康发展。“十三五”期间，如何充分利用风能、太阳能富集地区的资源优势，同时兼顾其开发方式的合理选择，成为解决新能源消纳困局的有效途径。

3 绿色经济对电力工业发展的影响

以绿色发展理念为核心的绿色经济是关系整个能源供应及终端消费体系的巨大变革，电力行业作为未来能源互联战略体系中的中心环节势必首当其冲。绿色经济将直接影响电力工业的需求水平、电源布局结构、可再生能源发电技术，进而对中长期电网规划与发展产生根本影响。

3.1 对电力消费的影响

绿色经济理念主要影响电力需求分布和发电结构。据国际能源机构(IEA)研究，美国、欧洲、日本等发达国家的第二产业用电比例普遍维持在40%左右。而据我国国家能源局数据统计，由于我国经济仍处于快速发展阶段，2015年我国电力消费构成中第二产业约占全社会用电量的83.5%，且近几年呈明显上升趋势，其中2000—2005年期间我国工业用电量占全社会总用电量的比重已经从71.8%上升到82.0%。第二产业特别是工业用电贡献率不断提高，重工业化趋势更加明显。相对“粗狂”的增长方式显然不符合绿色经济的发展方向，必须进行巨大和深远的变革。另外，《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》提出提高能效，实现向绿色低碳能源战略转型，而从世界范围来看，提高电气化水平是提高能效的有效措施，2015年我国终端能源消费中电能占比为27%，仍低于日本、法国等发达国家3%～5%，电能替代需求有较大增长空间。

3.2 对电力供应的影响

改革开放以来，以煤为主传统的能源生产方式为我国经济快速发展提供强有力的能源保障，但其所带来的大气污染问题日益突出，已使我国环境承载能力接近上限。推动绿色经济是实现“能源—经济—环境”的全面协调可持续发展的必然选择。绿色经济的特点要求电力供应要进一步提高效率和减少化石燃料电源比重。

根据我国发电能源资源分布情况，电力生产重心随着资源开发的深入逐步西移北移，电源建设也趋向于大电源基地以提高能源利用效率实现集约高效开发。电源结构方面，逐步降低化石能源发电比重，特别是燃煤电厂的比重，取而代之为核电、水电和各种可再生能源、分布式发电。预计到2020年，我国水电、风电、太阳能发电装机将分别达到3.4 TW、2.1 TW和1.1 TW，初步形成煤电、核电、可再生能源多轮驱动的现代电力供应体系。

4 绿色经济对电网规划和发展影响

绿色经济对电网发展规划有直接和间接的影响。直接的影响包括更为经济高效地建设和运行电网，建设智能电网，发展绿色电网等；间接的影响包括适应负荷分布和结构的巨大变化而引起的电网变化，适应电源的规模、结构、分布等变化而带来的电网变化[14]。

4.1 缓解环境约束压力

我国东中部地区的雾霾主要由化石能源燃烧排放引起，该地区集中了全国75%的煤电，大气污染排放是全国平均水平的5倍以上，全国104个重酸雨城市全部在东中部[12]。频繁出现的重度雾霾，成为人民群众的“心肺之患”，实现绿色经济迫切需要严控煤炭消费总量，压减煤电规模。按照《大气污染防治行动计划》和环保部、发展和改革委员会等六部委《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》要求，京津冀、长三角等区域除热电联产外，禁止审批新建燃煤发电项目。远期来看，环境治理要求一大批煤电退出市场运行，留下部分大容量煤电电源作为调峰调频电源支撑电网，替之以本地气电、核电和外来电，解决负荷中心用电需要。

4.2 加强能源集约高效规模开发

《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》提出加快构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，不但要力控能源消费总量、调结构，更要提高能源利用效率，依托西部、北部地区煤炭资源建设大型煤电基地，实现煤炭就地转化，加快我国西南地区水电资源，华北、东北、西北地区陆上风能资源，西藏、西北、内蒙古地区太阳能资源，实现清洁能源的大规模送出，满足东中部负荷中心地区用电需要，预计到2020年，清洁能源装机占比由2014年的31.6%提高到2020年的39.3%，其中风电2.4 TW、太阳能1.5 TW、水电3.47 TW，煤电装机占比由2014年的62.6%下降为2020年的54.3%。

4.3 推动构建同步互联电网

实现绿色经济客观上要求调整供给侧能源结构，解决清洁能源规模开发和消纳的以下难题。一是我国水电、风电、光伏资源集中的西部北部地区，受本地负荷水平低、难以实现新能源发电就地消纳，2014年，西南地区弃水近300 TWh，“三北”地区弃风100 TWh，西北地区弃光近25 TWh[13]，要求提高大规模新能源的外送消纳能力；二是由于新能源出力随机性、间歇性的固有特性，对电网的汇集传输能力、调峰调频能力和转移支援能力都提出更高要求。围绕清洁能源开发布局，现有电网格局必须随之调整，扩大同步互联电网，实现清洁能源跨区域跨流域多能互补，改善风电、太阳能出力随机性和间歇性，加强系统调峰能力和频率特性，降低系统调峰需求，从而提升接纳大规模清洁能源馈入的能力。另外，同步互联电网还具有潮流转移能力强，电压稳定性好等特点，可以有效抵御严重故障、自然灾害、外力破坏、网络攻击等，保障电网安全运行。

4.4 推进现代配电网建设

配电网是电力系统为用户提供服务的一个重要组成部分和终端环节。随着新能源、分布式电源、电动汽车、储能装置快速发展，终端用电负荷呈现增长快、变化大、多样化的新趋势，配电网由“无源”变为“有源”，潮流由“单向”变为“多向”，加快配电网转型升级的任务非常紧迫。

根据国家发改委《配电网建设改造行动计划2015—2020年》，“十三五”期间配电网建设改造投资不低于2万亿元，其中“支持新能源及多元化负荷接入”分别被列为重点任务之一。新能源及多元化负荷接入等技术的广泛应用将大幅提升配电网接纳新能源、分布式电源及多元化负荷的能力。探索以配电网为主要整合平台，建立以多样化能源为支撑，能源管理优化互补为手段的综合能源供应体系，实现能源与信息双向互动，逐步建成以复合式能源为核心、高度融合“互联网+”的公共服务平台，实现友好开放、灵活互动的现代配电网。

5 保障措施

5.1 深化电力供给侧改革

完善电力市场建设紧密围绕国家能源战略，深化电力供给侧改革，坚持社会主义市场经济改革方向，使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥政府作用，按照打破垄断、引入竞争、提高效率、降低成本、优化资源配置、促进能源发展的原则，建立统一开放、竞争有序的现代电力市场体系。逐步深化和完善电力价格改革和形成机制，通过更有效的市场化方式保障电力的稳定供应。

5.2 加强电网整体规划引导作用

我国在清洁能源供给与消费上天然存在着逆向分布的特征，因此要实现清洁能源的大规模开发利用，必须解决清洁能源当地消纳能力不足以及无法大规模向外输送的难题。此时，需要树立“顶层设计”的系统性思维，摒弃原有“各自为政”单纯“扩张保供”的发展思路，对现有的能源管理体制进行改革，以体制创新促进技术创新与商业模式创新，从而促进能源系统的良性循环运行，为能源行业注入持久活力。另外，需要针对各地能源分布特点、用能情况以及社会经济条件，把能源发展与政治、经济、社会、环境的发展统筹协调起来，进行整体结构框架设计，推动能源消费与能源供给良性互动，技术创新与商业模式创新共同出力，能源供给结构调整与发展模式变革协同共进，从而建立能源系统与信息系统有效耦合的能源互联网络体系，从根源上解决能源行业现存的结构性失衡问题。

5.3 加快开放配电售电市场，加大绿色电力投资力度

破除自然垄断机制壁垒，降低配电、售电准入门槛，加大市场开放力度，扎实贯彻平等准入、公平待遇原则，允许非公有资本进入电力行业和售电领域，引入灵活的竞争性机制，对其中的仍实行自然垄断的部分业务，积极推进多元化投资模式，并以非公有资本参股等方式进入；对其他非核心业务，将允许非公有资本独资、合资、合作、项目融资等方式有序进入。完善政府在特定行业中特许经营制度，进一步规范招投标制度细则，积极支持非公有资本参与城镇配电网等市政公用事业建设和基础设施的投资运营。

5.4 推进科技创新，缓解电力发展“瓶颈”制约

科技创新是促进能源安全的重要保障，长远来看也是解决能源发展瓶颈的有效途径。绿色经济节约优先的能源战略就是要以科技创新为主线，始终将技术进步发展贯穿于能源生产、传输、消费等各个环节。政府在对能源科技创新进行统一协调的同时，明确政府、科研部门、电力企业在能源科技创新中产、学、研各领域的定位及相互关系。在能源科技创新不同衔接阶段，强化企业科技创新主体作用，鼓励企业加大资金投入，完善企业科技平台、政府基础设施、社会资源平台建设和整合共享。调查研究能源各领域与国际先进水平差距，在科技水平较低，发展相对落后的重点领域行业，给予政策倾斜，促进科技水平的稳步提高。发挥在可再生能源技术研发的有利基础，重点加强风力、太阳能光伏发电整机制造水平和科技含量，以及在生物质燃料、储能电池等领域的科技创新，争取在新能源创新中取得突破。

6 结束语

大力推行绿色经济是我国未来经济可持续、科学、和谐发展的必由之路。绿色经济对经济和社会发展的影响是全方位的，将深刻地影响到电力供给侧水平、分布、结构，电源的效率提高、合理布局、新能源的比重、核电的发展、水资源的利用、煤炭资源的开发与利用等诸多方面；将深刻地影响电网的发展方向、远距离输电网的比重、大电网合理规模和结构、智能电网的发展方向和重点、城市与农村电网的发展趋势。

[1] 朱 玲，周翠红. 能源环境与可持续发展[M]. 北京：中国石化出版社，2013.

[2] 斯科特 L，蒙哥马利.全球能源大趋势[M]. 宋 阳，姜文波，译. 北京：机械工业出版社，2013.

[3] 慈向阳. 能源经济学[M]. 北京：中国电力出版社，2014.

[4] 中华人民共和国环境保护部. 2015年中国环境状况公报[R]. 北京，2016.

[5] 诸大建. 绿色经济新理念及中国开展绿色经济研究的思考[J]. 中国人口资源与环境，2012，22(5)：40-47.

[6] 彭斯震，孙新章. 中国发展绿色经济的主要挑战和战略对策研究[J]. 中国人口资源与环境，2014，24(3)：1-4.

[7] 中国电力企业联合会. 电力工业统计资料2014[R]. 北京，2015.

[8] 国家统计局能源统计司. 中国能源统计年鉴2015[M]. 北京：中国统计出版社，2015.

[9] 国务院发展研究中心. 中国中长期能源发展战略研究[M]. 北京：中国发展出版社，2013.

[10] 中国能源中长期发展策略研究项目组. 中国能源中长期(2030、2050)发展策略研究[M]. 北京：科学出版社，2011.

[11] 中国电力企业联合会. 2015年度全国电力供需形势分析预测报告[R]. 北京：中国电力出版社，2014.

[12] 刘振亚. 中国电力与能源 [M]. 北京：中国电力出版社，2012.

[13] 刘振亚. 全球能源互联网[M]. 北京：中国电力出版社，2015.

[14] 孙寿广. 低碳经济对电网规划和发展的影响[J]. 中国电力，2010，43(3)：1-4.

Influence of Green Economy on Power Grid Planning and Development

PAN Xiao1,2, HOU Yucheng2，GAO Jing2，WANG Yingxu2，NAN Zhe2

(1.State Grid Australia Representative Office, Sydney 2000,Australia;2.State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute, Shenyang, Liaoning 110015，China)

Green economy is the general trend of global economic development,which is the inevitable path for the sustainable,scientific and harmonious development of China’s economy and society.It is the effective way to solve a series of the worldwide problems such as the energy security,environmental protection and climate change.This paper briefly introduces the current situation of the basic concept of green economy and China’s power grid development and the challenges.The profound impact of green economy on power industry development,power supply structure,power demand level and distribution.Power grid development planning is analyzed in detail.A series of measures is put forward and play a positive role in improving the energy utilization,adjusting reasonably renewable energy ratio and optimizing the construction of synchronous interconnected power grid.

green economy；electric development；power grid planning

F426.61

A

1004-7913(2017)05-0006-04

辽宁省“十三五”规划前期重大课题研究项目(2015FGGH008);国家电网公司2015年度软科学获奖项目(2016311G05)

2017-03-01)

潘 霄(1981)， 男，博士，高级工程师，从事能源、电力领域研究及规划工作。