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从半年数据看我国电力十年运行特点

北极星电力网新闻中心  来源:能源研究俱乐部  作者:蒋学林  2021/7/30 17:47:11  我要投稿  

北极星火力发电网讯:2021年7月16日,国家能源局官方网站发布了今年上半年全国电力工业统计数据。截至6月底,全国发电装机容量约为22.6亿千瓦,同比增长9.5%。其中,风电装机容量约为2.9亿千瓦,同比增长34.7%。太阳能发电装机容量约为2.7亿千瓦,同比增长23.7%。可见风电、太阳能发电装机增长速度远超发电能力整体增速,构建以新能源为主体的新型电力系统已经进入实操阶段。

(来源:微信公众号“能源研究俱乐部”  ID:nyqbyj  作者:蒋学林)

那么从近十年看,我国电力工业运行呈现什么特点,有哪些值得关注的现象?以年度数据为分析对象的研究报告较多,以半年数据为分析对象的相对较少,事实上半年数据可以为我们提供不同的观察视角、分析维度。为此,我们基于收集整理的官方当时所发布上半年全国电力工业统计数据,探析我国电力工业2011~2021年的运行特点。

一、电力消费:总量大增,结构优化

(一)全社会用电总量大增,各年份增幅波动较大。2021年上半年全国全社会用电量39339亿千瓦时,较2011年同期增长16824亿千瓦时、增幅达到74.7%。整体保持较快增长势头,但各年份增幅波动较为明显,刨除因疫情影响的两个极值(2020年上半年负增长1.3%、2021年上半年增长16.2%),其他年份上半年全社会用电增速为1.3%至9.4%,低点出现于2015年上半年、高点出现于2018年上半年,其中六年上半年用电增速高于5%。与当年全国经济增速相比,变化趋势基本相同,但具体数值对应关系不尽一致,呈现出“电力消费与经济增长脱钩”之势。

(二)用电结构持续优化调整,第三产业用电量增长最快。2021年上半年,第一产业、第二产业、第三产业、城乡居民生活用电量分别为451亿千瓦时、26610亿千瓦时、6710亿千瓦时、5568亿千瓦时,占比分别为1.1%、67.6%、17.1%、14.2%。其中,第二产业用电保持较快增长,十年增幅为56.9%,绝对增量仍居首位,但占比与2011年同期相比减少了7.7个百分点。由于国家于2018年对三次产业划分进行了调整,对用电量数据会造成一定影响,十年的对比口径不尽一致,但大体趋势还是比较清晰。第一产业用电量2017年前经历了三连降和三连升,2018年口径调整后再次出现三连升,但在用电总量中占比始终有限。第三产业上半年用电量于2017年超过居民生活用电后持续高于后者,即使去除口径调整影响其差距也呈现拉大态势,今年上半年差距已超过1100亿千瓦时。

二、生产能力:快速扩张,品种差异

(一)全国发电装机容量翻番,半年新增量存在较大差异。截至2021年6月底,全国发电装机容量达到22.6亿千瓦,与2011年同期9.6亿千瓦相比增长了1.4倍,年均增长达到1.3亿千瓦,堪称我国电力装机增长最快的十年。从新增发电能力看,今年上半年增长5187万千瓦,时隔两年再次回到5000万千瓦以上的高位,此前2016~2018年连续三个半年新增量超过5000万千瓦,2016年上半年以新增5699万千瓦居十年高点。十年新增发电能力的低点出现于2012年,其上半年新增发电能力仅2585万千瓦,与当时的投资意愿不足不无关系。

(二)火电装机基数大、增长快,但占比下降。2011年上半年,全国火电装机7.2亿千瓦,占比达到75.3%。十年来,除个别年份(2017年)上半年新增装机略低外,其他年度半年新增火力发电均高于1500万千瓦,2016年上半年以新增2711万千瓦居十年之首。截至2021年6月,全国火电装机12.7亿千瓦,较2011年同期净增长5.4亿千瓦;占比56.1%,与2011年同期相比大幅降低了19.2个百分点。刨除天然气发电等其他火力发电品种,煤电作为主力火电,其装机容量2020年已历史性降至50%以下。

(三)水电发电能力翻番,核电装机增长约四倍。除火电外,统计表中的水电、核电装机总量也具有完整的十年数据,但半年新增数据仅火电、水电具有完整数据,核电自2018年起方有数据。全国水电发电能力从2011年6月底1.9亿千瓦倍增至2021年6月底3.8亿千瓦,半年新增量在182万千瓦(2019年)至1301万千瓦(2014年)之间,其中六个年份半年增量超过500万千瓦。今年上半年新增水电812万千瓦,是2015年以来同期水平的高点。尽管受日本福岛核电站事故影响,我国多年未新开工建设核电项目,但对近年新增核电装机未造成过多影响,由1082万千瓦增至5216万千瓦,十年增长约四倍。

(四)风电、太阳能发电成为香饽饽,发电装机大增。相对而言,风电、太阳能发电尚属于新能源,数据的发布不如水电、火电齐全。从十年来发布的半年统计表看,风电装机容量自2014年出现,当时装机为8275万千瓦;半年新增容量自2018年出现,其中今年上半年新增1084万千瓦,是有独立数据的四年中首次超过1000万千瓦。太阳能发电装机和半年新增装机,均为今年表格中新增内容,此前无独立数据,今年上半年新增达到1301万千瓦。截至2021年6月底,风电、太阳能发电装机达到2.9亿千瓦、2.7亿千瓦,同比增速分别达到34.7%、23.7%,远高于发电装机整体增速。

三、投资情况:网源新变,热土大热

(一)电网投资整体高于电源,但近两年来呈现不同情况。十个年份中,电网上半年投资高于1600亿元的年份达到九个,而电源投资有八个年份低于1500亿元,且垫底的2018年上半年投资不足千亿元。各年对比看,前期只有2012年上半年电源投资略高于电网投资,而后连续七年大幅低于电网投资,以2017、2018年电源不及电网投资五成差距最大。但去年上半年,主要受新能源投资增加影响,电源投资由上年同期1002亿元猛增至1738亿元,今年上半年进一步增至1893亿元,超过同期电网投资100亿元以上。对比全年数据看,网源投资的高低关系与半年基本一致,今后电源投资高于电网投资是否成为常态还需观察。

(二)电网投资半年数据波动大,大体呈现倒V字型。十年来的上半年电网投资均高于2011年同期,连升两年至2013年上半年1659亿元后,两年微挫到2015年上半年1636亿元,而后大幅升到2180亿元、再至十年最高点2398亿元,2018年上半年以2036亿元连续三年处于2000亿元以上投资规模,2019年大幅下挫至1644亿元,再连续两年涨至2021年上半年1734亿元。除2012年上半年投资1393亿元,其他年份同期电网投资均高于1600亿元。

(三)电源投资高点出现在首尾,大体呈现正V字型。与2011年上半年电源投资1501亿元相比,2012~2019年同期电源投资较为疲软,头两年尚能保持1400亿元以上规模,而后除个别年份(2015年)略有回升外,电源投资基本呈现降势,以2018年上半年970亿元为最低点,2019年同期1002亿元投资也起色不大。但2020年以来,上半年电源投资出现了大幅增长,形成了十年来电源投资的新高潮,且今年上半年投资额已达2018年同期的近两倍。

(四)新能源成电源投资热土,火电投资再腰斩。今年上半年,尽管风电投资同比微降,但仍以826亿元居各电源品种之首,加上太阳能发电投资165亿元,风光新能源发电投资合计占比超过一半。光电半年投资仅见一个独立数据,无法进行同期对比。风电投资有四个上半年独立数据,2018年起,由190亿元到294亿元,继而854亿元并连续两个上半年保持在800亿元以上高位。水电投资呈现V字型,由2012年上半年553亿元持续降低至2017年同期214亿元,再逐步攀升到今年上半年475亿元。核电投资由2012年上半年321亿元波动降至2019年同期143亿元,再恢复至今年上半年226亿元。火电投资以去年上半年183亿元居十年低位,目前恢复至202亿元,但仍不及2011年同期482亿元投资的一半,而2011年全年火电投资不及2005年2270亿元之一半、更只相当于2010年历史高点的四分之一。

四、设备利用:降势为主,火电最显

(一)设备利用小时整体前高后低,后期波动明显。十年来,全国发电设备累计平均利用小时于2015年上半年以1936小时跌破2000小时后,后面虽有波动,但再未站上2000小时的关口。2012~2017年连跌六年至第一个低点,2018年略有抬升后再跌两年至十年最低点(1727小时),今年上半年提升至1853小时,但尚略低于2018年同期。整体利用小时偏低,是电力供需整体宽松的真实反映,但与新能源可利用小时数低也不无关系。

(二)各类电源利用小时变化不一,火电以降为主。水电利用小时在1500小时左右波动,低点1430小时、高点1674小时,主要受来水和局部弃水影响。受到今年电力供应紧张影响,火电利用小时有所提高,达到2015年以来的高点,但与2011年同期相比减少了406小时、降幅达到15.7%;十年中有两年火电半年利用小时甚至低于2000小时。核电今年上半年利用小时达到3805小时,为发布数据的四年最高,且比前三年同期高出约300小时。风电可见非持续六年数据,以2014年上半年986小时为低点,以今年上半年1212小时为高点,且近四年持续保持1100小时以上,表明弃风问题得到较好解决。

五、节能降耗:成效显著,部分波动

(一)全国供电煤耗率持续降低,总体呈现前快后慢。全国供电煤耗自2011年上半年328克/千瓦时,持续降至今年同期301.4克/千瓦时,累计降低了26.6克/千瓦时。其中,前五年累计下降17克/千瓦时,在十年所降煤耗中占六成以上;后五年累计下降9.6克/千瓦时,占比不到四成,但2020年上半年以下降3.6克/千瓦时的降幅,为2014年以来同期最好成绩。

(二)全国线路损失率整体下降,形成两个“先涨后降”。线损情况近两年未在表格中发布上半年数据,仅有2019年及以前数据。2011年上半年全国线损5.65%,2012年跳涨至6.12%,继而缓降三年至5.83%后,再次跳涨到2016年上半年6.1%,而后又连降三年至2019年上半年4.94%,这也是所见数据中唯一低于5%的数据。我国电网已是全球最大规模电网,线损空间可能已经处于饱和状态。

(三)全国发电厂用电率整体下降,水电火电情况略有差异。十年来,全国厂用电率除个别年份外基本呈下降趋势,自2011年上半年5.52%开始,到2016年上半年降至4.9%,此后持续在5%以内运行,今年上半年降至4.5%,十年累计降低一个百分点。水电厂用电率从2011年上半年0.41%起步,前四年略有波动,自2016年开始稳定于0.3%的水平。火电半年厂用电率2016年上半年前在6%左右波动,自2017年上半年开始持续运行在6%以内。

六、未来展望:边界更新,新能至上

(一)电力发展面临全新的边界条件。去年,我国郑重对外宣布力争2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。我国能源生产和消费相关的二氧化碳排放占总排放量的近90%,而电力工业产生的二氧化碳排放又占能源领域的四成以上。“双碳”目标能否顺利实现关键看能源领域,进而也重点要看电力领域,这成为电力工业今后发展的新边界条件。

(二)装机容量还将延续快速扩张态势。随着能源供应侧非化石能源替代、消费侧电力替代,电力的中心地位将进一步突显。国网能源研究院预测,2050年全国全社会用电量将达到14.8亿千瓦时,较2020年翻一番;届时全国电力装机总量将达到68.7亿千瓦,达到2020年全国发电能力的3.1倍。尽管具体数据不一,但多数机构预测电力装机增长态势趋同。我国也已对外宣布,到2030年,风电、太阳能发电总装机容量达12亿千瓦以上。

(三)各类电源投资出现不同发展走向。我们已提出了“构建以新能源为主体的新型电力系统”目标,也明确要求严控煤电项目,“十四五”时期严控煤炭消费增长、“十五五”时期逐步减少。煤电无可避免地将走向没落,风光新能源发电则将走向巅峰,近十年来的电源投资情况也较为清晰地反映了这一趋势。水电随着雅鲁藏布江下游开发启动,投资可能迎来新的小高潮,但总体水能资源就那么多,投资空间相对有限。核电投资关键在于其定位,目前比较公开的信息是希望每年开工6~8台百万机组,投资力度远远超过当前。

(四)储能将成为新型电力系统的新宠。新型电力系统所面临的新能源波动性、间歇性、随机性冲击,除了采用柔性技术、需求侧响应、分时电价机制等技术、政策措施外,以储能来进行平衡成为不二之选。根据国家发展改革委、国家能源局最新发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦以上;到2030年,实现新型储能全面市场化发展。与此同时,相关能源电力企业公布的储能发展计划,目标任务更显勃勃雄心。

(五)发电设备利用小时可能逐步演变。当前出现了较大范围的电力供应紧张,权威机构预计“十四五”期间,全国电力供需形势总体趋紧,面临系统性硬缺电风险。在此情况下,火电作为最为关键的电源品种,其利用小时可能延续今年上半年势头,保持较好设备利用率,但后续可能更多给新能源让位,自身作为支撑性和调节性电源存在。核电作为基荷性电源具有优势,而水电可能需要在作为调节性电源上贡献更多力量。新能源发电作为新宠,兼有保障性全额收购加持,设备利用前景可期,不过新型电力系统构建过程中面临部分不确定因素。

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