“双碳”目标下“十四五”特高压规划线路对铁路煤炭运输的影响分析研究*

曹键

（中国铁路经济规划研究院有限公司 助理研究员，北京 100038）

1 “双碳”战略背景下“十四五”特高压建设和规划

2021 年3 月18 日，全球能源互联网发展合作组织在京举办中国碳达峰碳中和成果发布暨研讨会，会议提出以特高压引领中国能源互联网建设，推动我国碳减排总体可分三个阶段：第一阶段是2030 年前尽早达峰，2025 年电力率先实现碳达峰，峰值45 亿t，2028 年能源和全社会实现碳达峰，峰值分别为102亿t、109亿t；第二阶段是2030—2050 年加速脱碳，2050 年电力实现近零排放，能源和全社会碳排放分别降至18 亿t、14 亿t，相比峰值下降80%、90%；第三阶段是2050—2060 年全面中和，力争2055 年左右全社会碳排放净零，实现2060年前碳中和目标[1-2]。

“十四五”期间，我国重点建设和规划特高压输电线路共11 条，其中在建5 条、规划6 条，直流2条、交流9 条。“十四五”末，预计将投运31 条特高压线路，其中按照送端地区分类，以蒙东为起点的4条、以蒙西晋北陕北地区为起点的7 条、以新疆甘肃青海为起点的6 条、以四川云南为起点的10 条、以晋中南为起点1 条、以河南为起点1 条、以皖南为起点1 条、以浙北为起点1 条。按照受端地区分类，华北地区2 条、华东地区17 条、华南地区11条、西南地区1 条。最大输送总能力达9 200 万kW，加上已投运的20 条线路，最大输送总能力达24 090 万kW[3-10]。按照每条特高压线路大致3 年的平均建设周期，预测投运时间。

2 “十四五”时期规划特高压线路对煤炭需求替代量预测

“十四五”期间随着发电技术的不断进步，预计火电厂供电煤耗将会逐步降低。本次研究按照“十四五”期间区域电煤供求格局未发生较大变化，以及2021 年供电煤耗为2015—2019 年最低水平预测。“十四五”期间随着发电技术的不断进步，预计火电厂厂用电率将会逐步降低，本次研究按照2021 年厂用电率为2015—2019 年最低水平预测。

根据特高压输电线路输电量、受端省火电厂供电煤耗、受端省火电厂厂用电率数据，按照以下公式计算受端省火电发电煤炭需求替代量。

式中：D 为受端省火力发电煤炭需求；E 为特高压输电线路输电量；C 为受端省火电厂供电煤耗；F 为受端省火电厂厂用电率。

本次研究分两种情景预测。

情景一：“十四五”时期特高压线路输电利用率维持2018 年和2019 年实际水平进行模拟预测。将31 条线路按照受端省进行分类汇总，得出受端省火电发电煤炭需求替代量汇总表，如表1所示。

表1 情景一“十四五”期间受端省火电发电煤炭需求替代量预测表 万t

“十四五”时期特高压线路输电量维持2018 年和2019 年实际利用率水平进行模拟预测，2021—2025 年受端省火电发电煤炭需求总替代量分别为1.85 亿t、1.94 亿t、2.33 亿t、2.34 亿t、2.32 亿t。2025 年受端省火电发电煤炭需求替代量最大的省份为山东省，替代量为3 911 万t，最小省份河北省为92 万t。

情景二：“十四五”时期特高压线路输电量按照设计能力满额输送进行模拟预测。将31 条线路按照受端省进行分类汇总，得出受端省火电发电煤炭需求替代量汇总表，如表2 所示。

表2 情景二受端省火电发电煤炭需求替代量预测表 万t

“十四五”时期特高压线路输电量按照设计能力满额输送进行模拟预测，2021—2025 年受端省火电发电煤炭需求总替代量分别为5.82 亿t、6.01 亿t、7.45 亿t、7.38 亿t、7.30 亿t。2025 年受端省火电发电煤炭需求替代量最大的省份为山东省，替代量为1.24 亿t，最小省份天津市为1 446 万t。

3 “十四五”时期特高压对铁路煤炭运输影响分析

根据2019 年和2025 年情景一条件下特高压煤炭替代量与铁路调入消费量，计算特高压煤炭替代量/铁路调入消费量比例，如表3 所示。

表3 特高压煤炭替代量与铁路煤炭调入消费量对比表

由表3 可以看出，2019 年特高压受端省煤炭替代总量/铁路调入总消费量为15.21%，到2025 年特高压受端省煤炭替代总量/铁路调入总消费量为20.54%，比例不断提高，说明特高压对铁路煤炭调入运量的影响在逐渐加强。

4 结论

4.1 特高压对煤炭需求的替代量在逐年增加

“十四五”时期特高压线路输电量仍维持2018年和2019 年实际输送利用率水平情景下，预测2021—2025 年受端省火电发电煤炭需求总替代量分 别为1.85 亿t、1.94 亿t、2.33 亿t、2.34 亿t、2.32亿t；“十四五”时期在特高压线路输电量按照设计能力满额输送情景下，预测2021—2025 年受端省火电发电煤炭需求总替代量分别为5.82 亿t、6.01亿t、7.45 亿t、7.38 亿t、7.30 亿t。两种情形下，特高压对煤炭需求的替代量都在逐年增加。

4.2 特高压对东南沿海省份的替代作用较强，对“两湖一江”地区的替代作用较弱

“十四五”末，东南沿海省份特高压对煤炭需求替代量为16 832 万t，占总替代量的73%；“两湖一江”省份的替代量为3 066 万t，占总替代量的13%。可以看出，“十四五”时期特高压对东南沿海省份的替代作用较强，对“两湖一江”地区的替代作用较弱。

4.3 特高压对铁路煤炭运输的影响力在不断增强

2019—2025 年特高压受端省煤炭替代总量/铁路调入总消费量比例将由15.21%提高至20.54%。可以得出，特高压对铁路煤炭运输的影响力在不断增强。

5 建议

5.1 优化煤炭调运结构，提高铁路煤运市场份额

“双碳”战略背景下，特高压规划线路对煤炭需求的替代作用愈加明显，全国煤炭运输总需求量将会在趋稳的同时逐步下降。“双碳”战略对环境保护的要求力度将持续加大，公路运输的劣势将更加明显。在未来煤炭产量、消费量和跨省调运增量空间有限的情况，应进一步强化铁路运输优势，积极推进公转铁，提高铁路煤炭运输市场份额。

5.2 优化铁路运输结构，合理匹配下水和直达比例

“双碳”战略背景下，全国各省对煤炭需求的增速都将逐步放缓，清洁能源的替代作用明显。沿海省份由于具有天然的海运优势，适宜采用铁路下水+海运的方式运输煤炭；“两湖一江”地区由于地处内陆，在测算综合运输费用和运到时限的情况下，建议增大铁路直达运输比例。

5.3 创新铁路运输方式，大力发展敞顶箱运输

“双碳”战略背景下，国家对公转铁和散改集的需求将进一步加大。应重点以发到端没有专用线的零散用煤为主，以高货值的块煤、焦炭、兰炭等煤焦品类为主，大力发展敞顶箱运输，从而创新铁路运输方式。