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林卫斌 肖诚珺:中国电力改革的前世今生

北极星电力网新闻中心  来源:能源研究俱乐部  作者:林卫斌 肖诚珺  2021/7/19 16:57:21  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 电力行业 发电装机 火电

北极星火力发电网讯:中国电力工业发展历程与成就

电力工业作为国民经济发展的基础部门,工业化进程中的先行产业,与国民经济所有部门的发展、城乡居民生活的改善和体制变迁紧密相关。中国电力工业发展的历程,是中国经济发展和社会变迁的缩影。沿着新中国电力工业发展的路径考察,可以揭示中国经济和社会发展进程的变迁轨迹。

据考证,1882年7月正式发电的上海电光公司的乍浦路火电厂是中国第一座火力发电厂,标志着中国电力工业的起步。当时发电机组为16马力(11.76千瓦),可供19盏弧光灯的照明用电。虽然它比世界上最早的民用电厂(伦敦,1882年1月12日)仅晚6个月,但英国的电力工业在工业化进程中得到了迅速发展,并推动着英国进入电气化时代。而中国的电力工业由16马力(11.76千瓦)发展到1949年的185万千瓦,耗时67年时间。当时,中国的发电量为43亿千瓦时,装机容量占世界第21位,用电量为第25位。经过百余年的开拓发展、壮大蓬勃,2020年中国发电装机容量达到220058万千瓦,连续8年居世界第一位。

来源:微信公众号“能源研究俱乐部” ID:nyqbyj

林卫斌1 肖诚珺2

(1.北京师范大学经济与资源管理研究院 2.中国能源研究会能源政策研究中心)

一、重工业为主发展战略推动下的中国电力工业发展阶段(1949~1978年)

(一)装机与发电

在第一个五年计划经济时期,我国确定了优先发展重工业的工业化战略,为保证这一战略的实施,电力工业必须先行,因而早在1953年11月,中共中央在当时的燃料工业部的报告中批示:“煤、电、石油工业是国家工业化发展先行工业。”这样的战略定位,是整个计划经济时代电力工业建设得到快速发展的根本保证。

第一个五年计划期间,计划新增机组容量为205万千瓦,实际完成246.19万千瓦,超额完成20.14%;1957年计划年发电量指标为159亿千瓦时,实际1956年完成165.93亿千瓦时,1957年完成193.135亿千瓦时,提前1年超额完成任务。5年内装机容量的年均增长率为18.19%,发电量的年均增长率为21.19%。两个指标均远高于第一个五年计划年均8.9%的高速经济增长率。年发电量在世界排名从1949年第25位上升到1957年第13位。

1958~1962年的第二个五年计划提出了高指标和“超英赶美”战略,电力工业作为基础性和先导性产业随之进入“大跃进”发展阶段。五年间新增发电装机容量840万千瓦。在1958~1960年持续三年的“大跃进”中,新增火电机组563.02万千瓦,仅1959年就新增324.86万千瓦。

电力工业的“大跃进”依据“先简后繁、简化发电方法”及“三边(边勘测、边设计、边施工)”的建设方针,导致机组投产后不能安全、稳定、满发运行。粗放型的发展导致的系列负效应不得不进行调整。1963~1965年,以调整、巩固、完善、提高为基本原则,完成了215万千瓦发电设备的填平补齐,使已有的1300万千瓦发电设备达到基本安全满发。3年中发电设备容量年均增长率只有5%,尽管基建规模缩减了,但由于填平补齐提高了已有设备的发电能力,使得3年中的发电量年均增长率仍达到了14%的较高水平。这一增长速度,同样远远超出当期前高后低(负增长)的经济增长率。

“文革”期间,尽管电力工业的发展也受到了冲击,但与国民经济其他行业相比,电力工业仍然保持了一定的发展速度。1966~1970年这5年间发电量平均年增长率11.14%(其中水电14.15%,火电10.18%)。1970年底全国发电设备容量2377万千瓦,比1965年增加869.37万千瓦,5年平均年增长率9.58%。

1970~1975年电力工业没有完成“四五”计划的指标,至1975年底,全国年发电量为1958.4亿千瓦时(其中水电476.3亿千瓦时),比计划指标要求的低限还少41.6亿千瓦时,但年平均增长率也达到了11.11%。1975年底,全国发电设备容量4340.6万千瓦(其中水电1342.8万千瓦),5年新增容量为1963.6万千瓦,比计划指标要求少了456.4万千瓦,但年平均增长率仍达12.18%。这一时期的发电设备有长足发展,第一台国产10万千瓦、30万千瓦汽轮发电机组相继投运。

1975~1978年间我国发电量平均年增长率为9.14%。全国年发电量从1975年的1958.4亿千瓦时增长到1978年的2565.5亿千瓦时,发电设备容量由4340.60万千瓦增加到5172.21万千瓦,平均年增长率9.16%。

(二)电网

新中国成立前,中国广大地区大多是以城市为供电中心的孤立电厂和相应的低压供电。新中国成立初期,我国除东北地区建有规模不大的154~200千伏高压电网、京津唐地区建有联系微弱的77千伏电网、上海市建有33千伏供电电网外没有单独的22千伏或33千伏输电线路。“一五”期间,随着供电范围的扩大和送变电工程的建设,各地的高压电力网开始有了发展。在全国很多个省(市、区)相应发展了35千伏及以下的电网建设,建立或健全了各自的电网。

在东北地区,1953年7月开始建设的丰满至李石寨的松东李220千伏高压输电线路,1954年初投产,这是新中国建设的第一条220千伏线路。在华北地区,1954年北京和天津之间架设了第一条110千伏线路,降压77千伏运行;1955年北京至官厅水电站110千伏线路正式运行;1958年初,京津唐电网升压至110千伏电压运行。山西于1955年建成太原经榆次至阳泉110千伏输电线路,这是晋中第一条110千伏电网线路。在华东地区,1953年建成常州至栖霞山110千伏输电线路,降压66千伏运行,使南京与常州、无锡地区联成一片;此后,又建成从南京至铜陵的110千伏输电线路(初期降压66千伏运行),逐步形成苏南跨省电网。

在安徽,1956年配合佛子岭水电站投产,建成佛子岭经六安至合肥的110千伏线路。在上海,1957年配合望亭电厂投产,建成望亭至上海西郊变电站110千伏线路。在福建,1956年3月配合古田溪一级水电站一期工程竣工投产,建成古田至福州110千伏输电线路,此为闽北电网建设的起始。在山东,1957年淄博至济南的110千伏输电线路竣工投产,使济南、神头、洪山3个发电厂的11台机组(总容量5万千瓦)并网运行,形成鲁中电网。在河南,1956年郑州至洛阳的110千伏输电线路投运,构成郑(州)洛(阳)电网雏形。在湖北,1957年建成青山热电厂至大冶铁山的湖北第一条110千伏输电线路,加强了武汉与黄石地区的联系。在江西,1957年上犹江水电站至赣州变电站的110千伏输电线路投运,赣南电网初步建立。在陕西,1957年建成西安至户县、西安至铜川两条110千伏电网,形成以枣园变电站为中心的户县、西安、铜川110千伏电网。在甘肃,1957年西固热电厂发电后,第一次出现110千伏的西固至永登水泥厂送电线路,开始形成兰州地区110千伏电网。在四川,1956年建成长寿至重庆的110千伏输电线路,开始了重庆地区的110千伏电网建设。在云南,1957年建成开远至个旧的110千伏输电线路,开始了滇南110千伏电网的建设。

20世纪六七十年代后,我国电力发展经历了曲折的历史阶段,但这一时期在电网方面有长足发展,各电网都有程度不同的扩大,许多电网已逐步发展成为一省统一电网或跨省电网,电网的最高电压已升到330千伏。其中西北电网是发展较快的跨省电网,1972年中国第一条330千伏线路(刘家峡至关中)建成,开始逐步形成了陕甘青电网。同时,在基建方面,虽然新装机的容量不大(两年共新增874.7万千瓦),但送变电设施增加较多。在新增110千伏及以上的送变电设施中,1979年新增线路长度达6356千米,变电容量达706万千伏安,是历史上最高水平;1980年新增线路长度5812千米,变电容量584万千伏安。这是调整内部建设比例的结果。

新中国成立到1978年的近30年中,尽管国民经济发展受多种因素影响出现了阶段性的剧烈波动,但在以重工业为主的发展战略推动下,国有办电体制使得中国电力工业的建设和发展的速度在所有阶段都高于当期的经济增长率。然而,由于历史原因和我国的特殊国情,到1978年我国年人均净用电量只有218千瓦时,远远不能满足人们的生活工作需要。

缺电一直是制约国民经济发展和人民生活改善的重大问题。20世纪80年代以前,我国出现过3次严重的电力短缺高峰期,分别是1958~1960年、1970~1973年和1978~1979年。1958~1960年的严重缺电是由“大跃进”中国民经济发展极度过热,比例失调造成的;1970~1973年的严重缺电是由“三五”期间电力投资过少造成的;1978~1979年的严重缺电的部分原因是电力工业连续10多年投资不足,“四五”期间的电力工业投资比例只有7.34%。

二、改革开放后的20年中国电力发展(1979~1999年)

改革开放以来,为了解决电力短缺问题,电力工业发展的重点主要集中在增加电源方面,如电源建设、解决发电装机容量不足。我国以多渠道办电为突破口,充分调动各方积极性,电站建设不断跨上新台阶,电力工业得到快速的发展。到1996年,全国发电装机容量和发电量均跃居世界第二位,长期困扰我国电力发展和经济发展的缺电问题得到了明显改善。另外,由于改革开放调整了我国经济发展战略,以纺织、食品加工、服装等为代表的电力消耗强度较低的轻工业加速发展,使得这一时期总体上电力消费的增长速度小于国民经济的增长速度。

(一)装机与发电

改革开放后的20年间,电力生产能力大幅度提升,从1978年改革开放到2000年,我国发电装机和发电量先后超越法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本,居世界第2位。1987年发电装机突破1亿千瓦,1995年超过了2亿千瓦,2000年跨上3亿千瓦的台阶。基本上扭转了长期困扰我国经济发展和人民生活需要的电力严重短缺局面。另外,人均装机容量较大幅度上升,截止到1999年,我国人均装机容量已接近0.25千瓦。

在装机容量不断增长的背景下,发电量也大幅度增长。从1978年的2566亿千瓦时发展到1999年的12331亿千瓦时。

这一时期,除了总量上快速发展外,电源结构和发电结构也发生了较大的调整,整体上看,为了应对经济快速发展过程中的电力需求,火电发展速度加快,火电比重不断上升,而水电的比重则相对下降。另外,进入20世纪90年代,浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站的相继建成投运,改变了我国电源结构长期以水电和火电为主的局面。

发电结构变化的另一个重要方面是机组大型化。新中国成立初期,我国没有一座百万千瓦级电厂,到1978年时全国已有2座,合计装机容量2325万千瓦,占全国装机容量的4.11%;到1998年全国达到69座,总装机容量8784.3万千瓦,占全国装机容量的32%,百万千瓦级电厂已成为运行中的主力电厂。1994年12月开工建设的长江三峡工程,是当今世界最大的水电站。

(二)电网

改革开放后的20年间,中国的输变电设备大幅增加,形成六大跨省电网,五个全省独立电网。1978年,全国35千伏及以上输电线路长度仅为23.05万千米,变电设备容量为1.26亿千伏安。经过20年的发展到1999年,全国35千伏及以上输电线路长度为68.6万千米,变电设备容量为9.18亿千伏安。1998年末,全国已建成35千伏及以上输变线路656561千米,其中500千伏线路20093千米、330千伏线路7291千米、220千伏线路115645千米;已建成35千伏及以上变电设备容量83427万千伏安,其中500千伏6882万千伏安、330千伏1065万千伏安、220千伏25096万千伏安。

(三)电力需求

改革开放后的20年间,全社会用电量持续增长。相较于1979年2762亿千瓦时的全社会用电量,1999年全社会用电量达到12092亿千瓦时,是1979年的4.38倍,年均增长率达7.82%。电力消费持续快速增长的主要原因是经济的持续快速发展。从总体上看,除了个别年份外,这一时期的用电量增长率小于GDP的增长率,这说明单位产值的耗电量在不断地下降。其主要原因是:第一,轻工业是这一时期经济增长的主导力量,相对于重化工业,其能耗强度较低;第二,技术进步提高了能源使用效率;第三,经济体制改革提高了管理效率和生产效率。从局部上看,1997~1999年中国电力需求达到改革开放后20年间的低谷,甚至出现电力过剩的现象。

三、新世纪中国电力发展(2000~2011年)

21世纪以来,伴随着中国经济的持续快速增长,特别是中国工业化加速进行,重化工业加速发展,电力工业进入了发展的黄金时期。发电能力突飞猛进,电网建设加速前行,电力消费增长高于经济增长,到2011年底发电量达47306亿千瓦时,人均用电量达到3519千瓦时。

(一)装机与发电

在强劲的电力需求刺激下,21世纪以来,电源建设取得了长足的发展,装机容量从2000年的3.19亿千瓦增加到2011年的10.63亿千瓦,平均每年新增装机6756万千瓦,年均增长率高达11.55%。1949~1987年,全国发电装机容量超过1亿千瓦,用了38年的时间;1987~1995年,全国发电装机容量突破2亿千瓦,用了8年的时间;1995~2000年,装机容量突破3亿千瓦,用了5年时间;2000~2003年,从3亿到近4亿,只用了3年的时间;从4亿到5亿只用了2年的时间;至2006年、2007年,年新增装机容量就高达1亿千瓦。

发电能力的不断提升保证了电力供给能力,21世纪以来,电力生产高速增长。发电量从2000年的13685亿千瓦时增加到2011年的47306亿千瓦时,平均每年新增发电量2599亿千瓦时,年均增长率高达11.94%。

(二)电网

“十五”期间,我国电网输送能力稳步提高,西电东送规模增加。“十五”时期,全国电网投资规模较大,全国已基本形成500千伏(西北区域为330千伏)的主网架,加大了跨区、跨省的电力输送能力。一些电网建设重点项目进展顺利。三峡配套送出工程顺利建成投运,东北与华北、华北与华中、华北与山东等电网联网工程按期完成,西北、华中“背靠背”直流联网工程标志着全国联网初步形成,西北750千伏输电示范工程投运,全国联网规模达到4.3亿千瓦,交流同步电网规模达到2亿千瓦。2005年7月,河南灵宝换流站投入运行,西北电网和华中电网实现联网,标志着我国主要电网实现了全国联网。随着全国电力工业发展水平的提高,全国联网规模越来越大。到2005年底,“西电东送”三大通道共形成3200万千瓦的输送能力,西电东送、南北互济和全国联网工程对调剂电力余缺、缓解电力供应紧张和促进资源优化配置起到了重要作用。

“十一五”期间国家电网发展的主要任务包括:及早建成交流1000千伏试验示范工程,在成熟的基础上加快推广;开工建设溪洛渡、向家坝水电站和锦屏水电站外送的±800千伏直流输电工程;全面建成三峡输变电工程;抓紧新建一批跨区输电工程,大幅度提高跨区配置资源的能力;西北750千伏网架初具规模;继续加强和拓展500千伏和330千伏网架;建立稳固的电网三道防线,全面提升国家电网输电能力和防止大面积停电事故的能力;继续加强城乡配电网的建设改造,不断提高配电网的供电可靠性;促进电网与电源、输电网与配电网、一次系统与二次系统、有功与无功协调发展,全面迈向坚强国家电网的目标。“十一五”期间,国家电网公司新增330千伏及以上输电线路6万千米、变电容量3亿千伏安,投资9000亿元左右;2011年完成跨区输电量达到1680万千瓦,比2010年增长12.8%,跨省输电量6323亿千瓦时,比2010年增长9.7%,其中西北送出电量增长167%。

2000年至2011期间,我国大电网已覆盖全国的所有城市和大部分乡村。全国大部分地区已形成以500千伏为主(西北地区为330千伏)的主网架;750千伏输变电工程投入运行;±800千伏特高压直流输电工程和1000千伏特高压交流试验示范工程开工建设,并在工程设计、施工、调试等方面的关键技术研究取得丰硕成果,标志着我国正进入更高电压等级的输电技术发展阶段。除西藏、新疆、海南及台湾外,全国联网已初步形成,“西电东送”总能力已达到4750万千瓦,跨省跨区域送电稳步增长,对于缓解电力供应紧张和促进更大范围资源优化配置起到了重要作用。另外,1000千伏交流输电试验工程于2009年投入运行,对中国电网结构产生了深远影响。

(三)电力需求

新世纪以来,中国经济快速增长,特别是化工、钢铁、建材、有色金属等重化工业快速增长,这导致了电力需求急剧增加。2000~2011年中国用电量增长率高于GDP增长率,主要原因是在这一时期电能消耗强度较大的重化工业加速发展,电力需求急剧上升。全社会用电量从2000年的13466亿千瓦时增加到2011年的47306亿千瓦时,年平均增长率高达12.03%。其中,2003~2005年中国处于电力短缺时期,最高缺口达3500万千瓦;2007年电力供需基本平衡;2008年下半年至2009年受国际金融危机和国内经济结构调整的影响,用电需求大幅度下降,从2008年10月份开始连续8个月全社会用电量都是负增长。

四、新时代中国电力发展(2012年至今)

党的十八大以来,在“四个革命、一个合作”能源安全新战略的引领下,我国电力工业进入高质量发展阶段。发电能力方面,中国发电装机量、用电量等指标稳居世界第一位,同时电源结构趋向多元化和清洁化;电网建设方面,推动构建规模合理、分层分区、安全可靠的电力系统;电力消费方面,增速回落,主要原因是经济放缓、产业结构调整以及能源利用效率提高。

(一)装机与发电

电力供应能力持续增强,多项指标世界第一。至2020年底,累计发电装机容量22亿千瓦,其中水电、风电、光伏发电累计装机容量均居世界首位,至2019年底,在运在建核电装机容量6593万千瓦,居世界第二,在建核电装机容量世界第一。同时,2020年发电量77791亿千瓦时,相较2012年,年均增长率达5.72%。

除了总量快速增长外,电源结构趋向多元化和清洁化。改革开放以来,电力发展思路逐渐由初始的规模导向、粗放式发展过渡到以“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念为引领的绿色低碳发展。投资规模方面,2019年太阳能、风电、核电、水电、火电发电投资占电源总投资的比重分别为5.9%、37.4%、10.7%、26%、20.1%,其中火电投资规模比2012年减少37.1%;发电装机方面,2020年太阳能、风电、核电、水电、火电装机容量占总装机容量的比重分别为11.5%、12.8%、2.3%、16.8%、56.6%,其中清洁能源的装机容量比2012年增加192.2%,形成“水火互济、风光核气生并举”的格局。

(二)电网

电力输送能力显著提高。在规模上,输变电设备持续增加,至2019年,35千伏及以上输电路线长度197.5万千米,比2012年增长33.47%,其中330千伏及以上输电线路长度30.2万千米;35千伏及以上变电设备容量74.8亿千伏安,比2012年增长67.71%。在结构上,推进跨省跨区输电通道建设、省级区域内部电网建设;扩大西北、华北、东北和西南等区域清洁能源配置范围;开展柔性直流输电示范工程建设;建设能源互联网。

电力储备体系不断健全。改善电力系统调峰性能,一方面,实施既有燃煤热电联产机组、燃煤发电机组灵活性改造,布局天然气调峰电站;另一方面,加快建设抽水蓄能电站等,以解决清洁能源消纳难题。全面提升电力供应可靠性和应急保障能力,2015年完善国家大面积停电事件应急预案。全面改造升级农村电网,助力脱贫攻坚和乡村振兴,包括2015年全面解决了无电人口用电问题、2017年实现平原农村地区机井全覆盖、2020年全面完成“三区三州”和抵边村寨农网改造升级。截至2019年底,全国电动汽车充电基础设施达120万处,建成世界最大规模充电网络,有效促进了交通领域能效提高和能源消费结构优化。

(三)电力需求

电力消费总量增速回落。2012~2020年用电量年均增长率5.28%,低于8.26%的国民经济年均增长率,其中2015年用电量增长率达到谷底0.5%。原因包括:中国经济从高速增长进入中高速增长、从高速发展转向高质量发展,用电量不仅是经济的晴雨表,还会受节能减排的影响,因此必然呈现中速增长;新时代以来,中国进入后工业时代,表现为第三产业比重提升、重化工业产业进入饱和期,黑色金属、建材行业等高耗能行业用电量减少;资源环境约束导致能源使用成本上升,因此中国从高耗能、高投入的要素驱动转向创新驱动,降低了中国经济对能源消费的依赖程度。

电力消费结构向清洁低碳转变。2019年水电、核电等清洁能源消费量占能源消费总量的比重分别为15.3%,比2012年提高5.6个百分点。电力消费机制响应需求侧、推行市场化,实施差别电价、峰谷分时电价、阶梯电价、阶梯气价等,同时完善环保电价政策,引导节约、有序、合理用电。

(注:本文在“林卫斌、黄桂田,《走向竞争之路——中国电力工业60年》,《中国经济》,2009年第12期”的基础上改写而成。)

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