上海能源从高速度向高质量发展的实践与思考

张瀚舟

上海市发展改革研究院

0 引言

能源是现代社会的重要物质基础和动力，是事关发展全局和国计民生的战略性资源。改革开放40年来，上海能源发展实现了前所未有的重大变化，取得了巨大的历史性成就，为上海经济社会持续快速发展、人民生活水平不断提高打下了坚实的基础。特别是党的十八大以来，面对国际能源发展新趋势、能源供需格局新变化，以习近平同志为核心的党中央高瞻远瞩，提出“能源革命”战略思想，为上海能源进一步发展指明了方向。当前，上海能源消费和能源保障正发生着巨大变革，能源利用水平不断提高，节能降耗取得显著成效。展望未来，上海能源发展的机遇与挑战并存，随着新一轮能源革命开始起步，一个更美好的能源前景已经萌现。

1 上海能源发展回顾：从量变走向质变

上海能源发展经历了五个方面的转变：(1)从外延式增长向内涵式发展和结构优化转变；(2)从集中为主向集中与分布相结合转变；(3)从主要依赖传统化石能源向更多利用清洁能源和新能源转变；(4)从主要注重保障供应向供应侧与需求侧双向互动转变；(5)从简单提供能源产品向综合能源服务转变。

1.1 能源消费总量平稳增长

改革开放以来，随着上海经济持续发展、人民生活水平日益提高，全社会对能源消费的需求规模不断扩大。2017年，上海全社会能源消费总量接近1.2亿t标准煤，是1980年的5.6倍，年均增长4.7%。随着总量的不断提升，各能源品种消费量都经历了不同程度的增长和调整。从总体看，除煤炭自2011年到达峰值后消费量出现持续下降外，其余各主要能源品种消费仍处于上升通道，尤其是天然气自1999年进入上海至今，年均增速高达27.8%。

从能源消费变化趋势看，上海能源消费总量与经济发展总体保持均衡，1978年-2017年，全市能源消费平均弹性系数为0.5。分阶段看，能源消费弹性系数经历了“逐渐增强、回落、反弹、稳步降低”4个阶段，（见图1）。

图1 1978年-2017年上海能源消费弹性系数变化

1.2 能源消费品种不断清洁化

改革开放之初，上海能源品种较单一，主要以煤炭和原油为主，两种能源消费比重合计占一次能源消费总量的95%以上，这一比重到2017年降为75%。作为煤炭的主要替代能源，天然气在上海能源消费结构中从无到有快速发展，2017年天然气消费量为83.8亿m3，占一次能源消费比重超过9%。外来电及本地新能源发电比重达到16%，(见图2)。

图2 2000年、2017年上海一次能源消费结构对比

自2000年起，上海市太阳能、风能等可再生能源建设实质性起步。目前，风电方面已形成崇明北沿、长兴、老港三个陆上风电基地，海上风电发展沿东海大桥向两翼展开的发展形态已初具雏形，其中：东海大桥海上风电场作为亚洲第一座大型海上风电场，在我国风力发电建设发展史上具有里程碑意义。光伏发电以小型分布式为主，大多结合工商业、学校、医院及居民住宅的屋顶建设。

1.3 能源消费结构趋于合理

上海能源消费结构随着经济结构深度调整而趋于合理。第一、二产业能源消费比重持续下降，第三产业和居民能源消费比重相应上升。1980年-2017年，第一、二产业能源消费比重分别由3.3%和77.7%降至0.6%和52%，第三产业则由9.1%增至36.2%。受上海常住人口增长和生活水平不断提高的影响，居民生活用能总量和人均用能指标持续增长，2017年，居民生活用能达到1328万t标煤，占比为11.2%，比1980年提高1.4%（见图3）。

图3 1980-2017年上海三次产业及居民能源消费占比

1.4 能源利用效率持续提高

40年来，上海国民经济实现年均增速9.8%，GDP增长的同时，通过调整产业结构、转变经济发展方式，单位能耗稳步下降。万元地区生产总值能源消费在1980年为6.8t标煤，2005年首次降至1t标煤，2017年下降至0.4t标煤，约为1980年的5.8%，年均降幅高达7.4%。由于各产业单位能耗差别显著，尤其是第三产业单位能耗仅为第二产业的50%左右，得益于产业结构调整和产业内部结构优化的有力带动，上海第三产业比重不断加大，总体能源利用效率持续提高，（见图4）。

图4 1980-2017年上海三次产业单位能耗与地区生产总值变化

1.5 能源建设不断推进

改革开放初期，上海主要电源点仅有闸北、杨树浦、南市、闵行和吴泾电厂，电力供应特别紧张。经过40年的发展，上海电力供应形成1/3市内和2/3市外的总格局，基本解决了电力供应保障的问题。

1)市内电源方面，相继建成了外高桥、宝钢、吴泾、化工区、漕泾、石洞口等一批超超临界煤机和闸北、石洞口、临港、崇明等一批燃机项目。基本形成了五大发电基地和若干个调峰与热电联产电厂相互配合的电源格局。

2)市外电源方面，形成了2+X格局：(1)华东电网内的安徽煤电基地，(2)华东电网外的三峡和金沙江等西南水电，并在华东电网内参与建设核电、抽水蓄能等项目。

3)电网方面，40年来，上海电网的最高电压等级从220kW提升到1000kW，220kW及以上变电站数量从8座增长到135座，变电容量从138万kWA增长到11 400万kWA，220KW及以上输电线路总长从511km增长到5 892km，其中电缆线路更是从6.9km增长到867km。如今上海电网已成为国内最为领先的超大型、大受端城市交直流混联电网，形成了以“五交四直”特高压、跨区电网以及500km双环网为骨干的输电格局，电网资源优化配置能力、安全控制能力、运维管理水平均达到世界先进水平。

4）燃气方面，上世纪90年代末，上海实现了城市煤气全覆盖。1999年东海平湖油气田开发首期工程建成投产，上海浦东部分地区率先用上了天然气，燃气供应开始出现结构性调整。2004年西气东输供应上海后，全市天然气利用得到了快速发展。2015年上海全面实现城市管道燃气天然气化，老百姓彻底告别了人工煤气。在近20年的时间，上海成功实现城市管道燃气从人工煤气向天然气的转型，并形成东海平湖、西气东输、进口LNG、川气等多气源，1.6MPa及以上超高压主干管道一张网，五号沟、洋山等LNG应急储备和储用结合接收站互为支撑的供应保障格局。

1.6 能源装备技术研发和产业化取得巨大成就

40年来，上海积极聚焦国家战略，在核电、先进火电、燃气轮机、储能、智能电网等重点领域的装备制造产业形成了较为完整的产业链。其中最具代表性的为以下几个方面：（1）制成国内首台AP1000蒸汽发生器，首台高温气冷堆压力容器，首次全面突破核电动态刻棒技术，为我国研制先进核电技术堆型提供了强有力的支撑；（2）研制成功百万千瓦二次再热超超临界机组和首台整体煤气化联合循环发电（IGCC）气化炉，使我国火力发电技术跻身世界先进水平；（3）自主设计、自行建造了国内第一艘液化天然气(LNG)运输船，实现我国在世界顶级船舶建造领域“零”的突破；（4）取得了大型海上风机自主开发能力，建成了国内第一条50MW硅基薄膜太阳能电池生产线，吉瓦（GW）级太阳能产业基地也已开工建设。

随着海上风电技术装备研发中心、智能电网（上海）研发中心、核电站仪表研发与试验中心等一批国家级研发中心和智能电网用户端重点实验室、煤气化技术研发中心等一批国家级研究机构相继落户上海，上海在能源装备研发领域走在了全国前列。此外，首批“互联网+智慧能源”示范工程获得国家认可，同时上海市能源互联网创新联盟的成立进一步助力能源产业和信息产业的深度融合。

1.7 能源改革不断深化

1）电力方面，1985年上海各电力企事业单位联合组建上海市电力公司，1986年底改制成立上海市电力工业局，全面负责制订并实施上海市电网规划工作，对上海其他电力企业实行行业管理。2000年，根据《国务院办公厅关于电力工业体制改革有关问题的通知》，市电力工业局电力行政管理职能移交市计委、市经委承担，并启动“厂网分开、竞价上网”试点。

2）燃气方面，上海燃气行业体制经历了三轮重大改革，1997年撤销上海市煤气公司，成立上海煤气制气（集团）有限公司和上海煤气销售（集团）有限公司，实现制气和销售分离。2000年进一步撤销上述2家单位，成立上海天然气管网有限公司等九家企业，实现适度开放市场并引入竞争。2003年组建上海燃气（集团）有限公司，为申能（集团）有限公司全资子公司，负责全市燃气安全生产、服务供应和投资建设任务，为天然气大规模进入上海后的统一建设、统一管理打下了扎实的基础。

2 上海能源发展面临的新挑战：多变量约束下的可持续发展

随着经济发展进入新时代，能源发展也步入新阶段，上海在能源安全、结构调整、体制改革、要素输出等方面面临着全新的挑战，使命光荣、任务艰巨。

2.1 能源安全保障遇到新挑战

随着上海城市影响力不断提高，能源安全工作也更受瞩目，面临新的挑战：（1）能源消费峰谷差矛盾日益突出。2017年，上海电网在短短17天内三次刷新历史最高电网负荷记录，最高用电负荷达到3 268.2万kWh。随着市外来电持续增长、用电需求放缓和上海产业结构调整带来的用能特征变化，电网运行主要风险已由高峰电力不足转变为高峰电力偏紧和低谷负备用不足的双向风险。（2）能源输送通道风险依然存在。电力方面，当前上海特高压建设呈现“强直弱交”的过渡期特点，交流通道狭窄，安全隐患仍然存在。春秋季外来电力单一通道占全市用电的30%以上。天然气方面，供应能力充足，但单一气源比例依旧过高。洋山港进口LNG的供应占比接近50%，并通过40多km的海底管道连接城市气网，一旦出现供应中断将对全市天然气保障带来很大影响。气源布局基本集中在城市的南部和西部，东部和北部明显缺少，应急能力仍然捉襟见肘。

2.2 能源结构优化进入攻坚期

当前上海通过分散燃煤治理、节能减排和增加天然气供应能力等手段，全市能源结构优化取得显著成效，且已到达阶段性顶峰，下一步优化难度不断加大。煤炭层面，进一步的减量化需要产业结构和电源结构的重大调整。削减分散燃煤工作已于2017年基本完成，上海煤炭消费集中在发电、钢铁、化工三大产业，煤炭消费减量要“啃硬骨头”。天然气层面，需求增长后劲疲软。居民用气已基本实现全面天然气化，新的需求增长需要在发电和交通领域开辟。可再生能源层面，可利用的资源有限且瓶颈颇多，未来大规模推广亟待重大创新技术手段突破。

2.3 能源体制改革亟待继续深化

能源体制改革对调节能源生产、活跃市场环境、降低企业成本、提升城市安全运行、优化能源结构等具有重要意义。在前几轮电力和油气改革中，由于改革内容与社会用能形势变化紧密相连，顺势而为，阻力相对较小。但目前能源市场格局已基本稳定，多年来行业龙头企业在获得垄断收益同时，也承担了较多的行政指令性任务，在此背景下改革难度极大。当前电力用户直接交易、输配电价改革、燃气改革已逐步展开，但建立完整的市场化体制依然道阻且跻。既能保障能源供应安全、又能灵活反映市场供需变化和外部性成本的价格机制尚待形成；市外来电参与市内调峰的机制尚未理顺，平衡市外来电与本地机组发展面临低碳发展、调峰需求的两难选择；适应全新电力市场格局和全新电力市场主体的多方位监督管理机制尚待建立。

2.4 能源要素输出任重道远

上海处于华东电网的末端，是全国最大的能源输入城市。在能源资源欠缺的弱势下，近年来上海利用其人才和资本优势，努力向能源要素的输出城市转型。这在当前落实国家长三角一体化、“一带一路”和长江经济带战略的过程中，更显重要。支持上海能源企业和资本“走出去”，参与国内外能源基础设施建设，服务长三角、服务全国、服务世界将是上海的职责担当。近年来上海已经集聚了一批具有科技创新活力的企业和人才，储备了一批项目和技术，并具有完善的生产配套能力。应力争使上海从传统概念上的能源输入型城市转变为技术、服务、价格信号、商业模式等能源输出型城市，为中国乃至世界贡献智力和资本力量。

3 上海能源发展建议：更安全、更清洁、更智慧、更开放

按照中央能源工作“四个革命、一个合作”的总体部署，结合习近平总书记上海进口博览会期间调研提出的“5个方面”工作要求，建议进一步在能源结构调整、基础设施优化、智慧能源建设、能源改革创新、长三角协同等方面深挖潜力，实现上海能源“安全、高效、清洁、可持续”的发展。

3.1 稳步推进能源结构调整

建立多元供应体系，大力推进煤炭清洁高效利用，着力发展非煤能源，形成煤、气、油、可再生能源多轮驱动的能源供应体系。

3.1.1 加快煤电转型和燃机建设。推进石洞口、上海石化和宝钢自备电厂等煤电机组转型升级和清洁能源替代，加快实施吴泾地区整体转型。有序开展奉贤、闵行等区域的热电联产和重点燃机项目建设，保障区域负荷备用率充足。结合燃气发电机组国产化进程，推进国产H级燃气轮机的开发制造和重型燃机试验基地建设，降低天然气机组设备价格和检修费用，提升竞争力。

3.1.2 加大可再生能源开发力度。结合新技术的发展，充分利用工商业建筑、公共建筑、产业园区等，持续发展分布式光伏。推进崇明北部风电和杭州湾海上风电发展。

3.2 加快能源网络优化改造

3.2.1 优化电网建设。省市间建立完善长三角特高压双环网，市域内对重点区域35KW及以下电力架空线实施入地。开展户外变电站改造，着力解决户外站噪声过大等邻近居民关心的问题。

3.2.2 完善天然气管网。加快推进上海东侧天然气主干管网建设，尽早打通沪苏北通道。将宝钢专线并入全市天然气主干网，进一步提高上海东北区域的供气能力。

3.3 积极推进能源互联网建设

在新的经济形态下，以互联网思维、借助先进信息通讯技术（ICT）和能源电力技术，实现能源产业链的数字化重构。

3.3.1 加强电力需求侧管理。在现有用户负荷管理范围内，选取部分可中断负荷，建设毫秒级精准负荷控制系统，优化升级现有负荷管理系统。应用大数据平台，试点对用户用电行为开展实时分析，进一步挖掘其在用电预测、错峰调度等方面潜力，促进供需互动。

3.3.2 建设能源大数据平台。推进能源数据标准化，打通政府、企事业单位数据壁垒，探索多方参与、共建的能源大数据平台。大力发展能源大数据服务应用，实现能源信息整合增值和商业模式创新。

3.4 深化推进能源体制改革和机制创新

坚定不移推进改革，还原能源商品属性，构建有效竞争的市场结构和市场体系，形成主要由市场决定能源价格的机制，建立健全能源法治体系。

3.4.1 加快电力体制改革，稳步推进油气体制改革。按照上海市电力市场改革总体方案，逐步扩大市场化交易规模，加快建立电力现货交易机制，推动辅助服务交易机制建立。借鉴外省增量配网项目经验，制定增量配电网的规划、建设和管理标准，扩大上海增量配网试点范围。同时，借鉴电改经验，在对相关企业施行成本规制的基础上，推进油气价格体制改革。充分利用上海石油天然气交易中心、上海国际能源交易中心等油气现货、期货交易平台，扩大交易规模，推进油气交易市场建设。

3.4.2 深化推进能源机制创新，鼓励多种能源利用方式。加强需求侧管理，进一步优化峰谷电价、季节性电价和居民及工商业气价，引导电力、天然气消费。推进能源交易创新，探索燃气大用户直供。开展分布式光伏、分散式风电、分布式供能等发电市场化交易。落实可再生能源配额制，结合国家可再生能源配额制要求，将相关指标直接下达电网企业、配售电企业和用户责任主体。建立和完善各区新能源碳排放抵扣及新能源能耗抵扣政策，调动用户侧发展新能源积极性。同时制定响应政策机制，鼓励引导试点实现“虚拟电站”、“加电站”、“加氢站”等各种高效能源形式，进一步降低峰谷电量。

3.5 加强长三角联动

3.5.1 支持区域能源互保互济。加快推进长三角区域天然气互保互济和省级管网互联互通。加快区域电力通道统筹建设和区域气电联调、电网调峰协同。利用上海海上风电科技优势，推进长三角临近海域风电协同开发，促进长三角区域能源互联网的有序发展。

3.5.2 推进区域能源市场建设。加快区域电力市场建设，通过发展辅助服务等方式扩大跨省交易电量，增强区域电力余缺调剂能力，提高区域电网安全性能。充分发挥油气交易平台的辐射作用，支持企业用好国际、国内两个资源，加强地方在能源采购上的话语权。

4 结语

过去40年，上海的能源为上海人民实现美好的生活提供了安全保障、资源支撑和服务供给。放眼未来，为更好的迎接挑战和机遇，上海应提前布局、积极谋划，为建设卓越的全球城市和具有世界影响力的社会主义现代化国际大都市提供更为坚实的能源保障。