现代经济信息
刘明光 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)电动车新政策
宋志强 北京智芯微电子科技有限公司
田小娟 国网沈阳供电公司
苏 蠡 国网沈阳供电公司
刘敦楠 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)
赵宁宁 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)
魏志丰 北京国网信通埃森哲信息技术有限公司
摘要：辽宁作为国家振兴老东北工业基地的重点省份，正处于全面发展的关键时期。本文通过能源结构、电力生产结构、电力消费特征以及清洁能源电力发展现状等四个维度，对辽宁能源体系发展现状进行了研究。在此基础上，分析了辽宁能源体系存在的问题。最后，以电力清洁发展为核心，基于发电侧清洁替代
和消费侧电能替代两个方面，提出了辽宁能源体系发展的策略建议。
关键词：辽宁省；能源体系；清洁发展；电能替代
中图分类号：TK01 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2018)033-0478-03
Current situation and strategy of energy system development in Liaoning Province
Liu Ming-guang1，Song Zhiqiang2，Tian Xiao-juan3，Su Li3，Liu Dunnan1，Zhao Ningning1，Wei Zhifeng4
(1.State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources (North China Electric Power University), Beijing
102206, China; 2. Beijing Smart-Chip Microelectronics Technology Co., Ltd, Beijing 100192, China; 3. State Grid Shenyang Power supply Company, Shenyang, Liaoning 110003; 4. State Grid Information & Telecommunication Accenture Information Technology Co., Ltd., Beijing 100031, China) Abstract: As a key province to revitalize the old northeast industrial base, Liaoning is in a critical period of overall development. In this paper, the development status of Liaoning en
ergy system is studied through four dimensions, such as energy structure, power production structure, power consumption characteristics and the current status of the development of clean energy power. On this basis, the existing problems of Liaoning energy system are analyzed. Finally, based on the clean development of electricity as the core, based on the two aspects of the clean substitution of power generation side and the replacement of the consumption side power, the paper puts forward the strategic suggestions for the development of the energy system in Liaoning .
Key words: Liaoning province; energy system; clean development; electric power replacement
引言
我国正处于能源转型发展的关键时期，《能源发展“十三五”规划》中提出努力构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，这为我国能源发展指明了方向[1]。辽宁省在振兴东北经济发展的过程中扮演了重要角，能源问题在辽宁省发展过程中影响巨大，能源体系转型是未来发展的核心内容。
国内学者从发电侧和消费侧两个方面对低碳安全高效能源体系构建进行了研究，取得了一定成果[2]。在
能源生产维度，一方面针对清洁能源消纳关键技术进行了研究，针对风能的大规模利用提出了包括风电功率预测技术[3]、智能风电调度技术[4]、基于储热/储能的火电机组灵活性提升技术[5]、需求侧响应技术[6]等；另一方面，针对煤炭清洁利用提出了煤炭清洁发电技术、新型煤化工技术、煤基多联产技术、煤油共炼技术、碳捕获与封存技术等一系列关键技术[7]。在能源消费维度，电能替代作为缓解城市大气污染和调整能源消费结构的有效手段，成为学术研究的热点[8]。在技术方面，我国较为成熟的电能替代技术包括分布式电采暖、港口岸电、蓄冷蓄热技术、电窑炉、电熔炉和热泵等，各项技术具有不同的适用范围，且各有优缺点[9]。在政策支撑方面，国内学者普遍认为我国电能替代的发展需要配套完善的财税、奖励以及电价等政策，吸引社会资本参与电能替代项目建设[10]。
目前针对各项技术的研究较为成熟，但尚未针对具体地区进行能源体系发展对策的研究，尤其针对辽宁省研究较少。本文在现有研究成果的基础上，面向清洁低碳、安全高效能源体系，在分析辽宁能源体系发展现状、总结发展问题的基础上，通过清洁替代和电能替代两个方面，提出辽宁能源体系发展的方向和措施，为相关政策制定和落地提供借鉴。
一、辽宁能源体系发展现状研究
１．辽宁省能源发展规模及结构
近十年辽宁省能源消费总量基本呈上升趋势。近期，受国内外经济环境的影响，辽宁经济形势面临了严
峻的下行压力。同时，经济增长放缓也相应缓解了能源供应压力，为能源结构调整、提高能源利用率及发展新能源提供了有利空间。
图 2
Fig.2 Energy consumption per unit of 2007-2016 years in Liaoning 通过单位生产总值能耗指标数据可以看出，辽宁能源利用效率
Fig.3 Energy consumption structure of Liaoning in 2007-2016
地方经济
随着全社会对环境问题的高度重视，通过优化产业结构，辽宁省能源消费结构不断调整，环境污染治理效果逐渐提升。近十年来煤炭占一次能源消费比例不断下降，而风能、太阳能等非化石能源比例有所增加。
２．辽宁省电力生产规模及结构
截至2017年末，辽宁省全口径装机容量4868.7万千瓦。其中：统调装机容量4441.7万千瓦(包括：水电256万千瓦，火电2843万千瓦，风电710万千瓦，核电448万千瓦，光伏184万千瓦)。
辽宁省发电装机容量占比
Fig.4 Power generation capacity ratio of power generation in
Liaoning
2017年，辽宁最大供电负荷为2728万千瓦，电力供应远大于需求。目前，省内火电机组平均发电利用小时数不到4000。另外，辽宁省热电联产机组装机容量占火电装机的68.69%，冬季供暖期电网调峰异常困难，为保证居民供暖，风电机组、核电机组被迫停机，致使辽宁省风电资源、核电资源得不到有效利用，风电、核电和相关产业发展受到严重制约。
３．辽宁省电力消费结构及特征
从2017年辽宁全省逐月发电量情况来看，年初、年中、年末
图 5辽宁省2017年逐月用电量
Fig.5 Monthly electricity consumption in 2017 in Liaoning Province 全年来看，辽宁电网供电负荷具有明显的季节性特点。对比发现，辽宁风力、太阳能发电特性与电力需求的季节性相反。四月和五月是负荷低谷，却是风电场发电能力的最大值；七月和八月是负荷高峰，风电场的风力发电能力却处于最小值。由于风电出力和用电负荷趋势不匹配，加上风力发电波动较大，这为辽宁风电消纳带来挑战。因此，有必要通过刺激低谷用电需求响应、促进电能替代、提升用电水平等措施，促进清洁能源消纳，实现电网清洁发展。
４．辽宁电网清洁发展现状
辽宁省通过推动清洁能源消纳、电能替代等多项措施，在电网清洁发展方面取得了较大成果。
在清洁能源消纳方面，公司连续3年在风电装机增长近百万千瓦的情况下，实现风电利用小时数逐年提高。同时，充分利用市场化手段优化配置调峰资源，极大提高了火电厂参与调峰的积极性和主动性；另一方面鼓励省内火电机组创新深度调峰手段，推进热储能、电锅炉等一系列新型调峰技术应用，极大提高了电网低谷调峰能力，火电机组非常规调峰能力突破200万千瓦，为清洁能源消纳提供了充足空间。此外，公司严格落实国家电网公司《富余可再生能源跨省区现货市场规则》，充分利用±500千伏高岭背靠背换流站的富裕输电能力，有效促进辽宁地区风电资源外送。
在电能替代方面，截止2017年底，共657项煤改电工程落成投运，改造供暖面积555.56万平方米，年替代电量4亿千瓦时。依托政府政策引导，持续推进轨道交通领域替代项目进程，快速响应国家新能源汽车政策，加快电动汽车充电站建设，2018年底实现充电站区县全覆盖，截止2017年底，完成系统内充电站项目30余项，年替代电量0.82亿千瓦时；大连完成港口岸电建设工程2套，实现替代电量0.06亿千瓦时；高速铁路、城市地铁新建项目稳步落成，年替代电量2.3亿千瓦时。
二、辽宁省清洁能源电力发展面临的问题
辽宁面临清洁能源发电规模化发展和新能源电力消纳的巨大双重挑战。同时，其能源结构亟待优化，单一的煤炭消费量占终端能源消费总量的比值长期保持在60%以上；在环境保护方面，以煤炭为主的能源体系对环境也造成了较为严重的影响。发展低碳经济、推进能源清洁发展已成为经济-能源协同发展的方向。
具体来看，辽宁省能源电力发展存在两个方面的问题：一是能源结构亟待优化，二是能源电力低碳化发展不足。除此之外，辽宁省清洁能源电力发展还面临以下几个方面的问题。
１．能源结构亟待优化
在能源生产方面，由于全社会电力需求增速放缓以及火电争相上马，常规能源对可再生能源电力的挤出效应加剧。与此同时，可再生能源装机不断提速，尤其是光伏发电装机发展较快，进一步加剧了能源的供需矛盾。从辽宁能源消费情况可以看出，能源消费总量中煤炭及火力发电占比较大，风、光、水等清洁能源发电占比较少，清洁能源消纳水平有待提高。在电能替代方面，辽宁正处于起步阶段，还有待于进一步发展。
２．能源电力低碳化发展不足
能源低碳化发展不足的原因是多方面的，包括能源供需矛盾、市场化机制不完善、电力调度与电力规划不满足要求等。能源供需矛盾是造成辽宁清洁能源消纳不足的根本矛盾，也是本报告的研究重点。辽宁省燃煤热电联产机组比重大，冬季供暖期大量热电机组须承担供暖任务，调峰能力不足，是造成辽宁省供暖期大量弃风的重要原因。灵活电源的最大调节能力与新能源的波动范围不匹配，严重制约了新能源消纳。相比较而言，美国灵活调节电源占比在50%以上，西班牙在40%以上。
三、辽宁电网清洁电力发展措施研究
电网清洁发展应包含两个方面的内容：一是从一次能源利用角度，减少化石能源发电比例，增加可再生能源发电，促进可再生能源消纳；二是针对化石能源发电而言，通过技术手段降低发电过程中污染物排放水平，实现化石能源发电清洁化。因此，通过包括促进可再生能源消纳、化石能源清洁利用两个方面，针对电网清洁发展措施进行阐述。
１．清洁电力发展措施
（１）可再生能源消纳措施。可再生能源消纳能力的提升，一方面需要进一步通过相关支持政策和激励机制加大推进力度，另一方面要加快外送通道建设，出台可再生能源配额制，明确地方政府的主体责任，并纳入地方政府绩效考核。通过逐步放开发用电计划，将发电权交易、直接交易等交易机制纳入电力市场体系等。加强抽水蓄能和燃气电站等调峰电源建设，提高电力系统的新能源消纳能力。
（２）煤炭清洁利用措施。煤炭洁净发电是最安全、经济、环保的利用方式，煤炭作为辽宁省主体能源，其洁净发电利用具有广阔的发展前景。同时，与天然气发电、核电、风电等可再生能源发电相比，煤电更加安全和经济。而且，通过近年来的持续技术创新，燃煤发电已能实现污染物近零排放。目前较为成熟的煤炭清洁利用方式有煤炭发电、煤制油品、煤制天然气[11]。辽宁省应把握机遇，推动能源消费革命，促进能源发展方式转变，应坚持以煤炭为基础、以电力为中心，大力推动煤炭清洁高效转化利用战略和电能替代战略。煤炭清洁高效发电应大规模推广应用高效、超低排放煤电机组，大力发展热电(冷)联供机组。
２．辽宁电能替代发展措施
参考《中国能源统计年鉴2017》，梳理辽宁终端能源消费统计数据，考虑不同类型能源折算成标煤的系数，可得不同行业用户终端能源消费占比[12]。结果如下所示。
从以下下分析结果可以看出，辽宁省主要终端能源消费为煤炭和石油，两者总和占能源总体消费的78%。分行业来看，工业用户煤炭消费占比较高，其中工业行业煤炭消费占比为49.27%，石油消费占比为27.85%。在工业行业中，制造业能源消耗远高于采
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矿业，制造业能源消费状况是工业行业的能源消费占比构成的主要影响因素。除居民外，其他行业终端能源消费以石油为主，其中农业、建筑业以及运输业石油消费占比达75%以上。从发展潜力来看，辽宁未来电能替代的主要方向为工业、商业和居民用户。
Fig.6 The consumption ratio of terminal energy consumption in
Liaoning Province
不同的电能替代技术其适用领域不同。在居民采暖领域，分散电采暖、电(蓄)热锅炉、热泵应用广泛，此类技术主要用于商厦、办公楼、医院以及学校等建筑中。在生产制造领域，工业电锅炉、建材电窑炉、冶金电炉、辅助电动力、矿山采选、农业电排灌、农产品加工等均是较为成熟的电能替代技术。交通领域中则包括电动车、轨道交通、港口岸电、机场桥载APU替代等。电力供应与消费领域包括燃煤自备电厂、油田钻机改电、油气管线电力加压、电(蓄)冷空调等。在家庭电气化方面，可以推广电厨炊技术、电洗浴技术。
四、辽宁省清洁发展策略及建议
１．对政府的建议
在政策制定方面，政府需要针对清洁能源发电制定发用电补贴政策，对工业电窑炉、电动汽车、蓄热式电锅炉、热泵、港口岸电等投资较高的电能替代项目进行补贴，提升用户接受程度。
在市场建设方面，建立健全可再生能源消纳市场机制，促进东北区域电力市场建设，通过区域融合提升清洁能源电力消纳能力。同时加快发电权交易、辅助服务交易以及碳排放权交易市场建设，发挥市场在
资源优化配置中的作用。
在行业监管方面，根据电源与电网协同规划目标制定相应的监管机制，适当控制可再生能源发电设备投资，鼓励开展微电网、综合能源服务以及能源互联网示范区建设。同时，通过各种媒介向用户介绍环保、节能理念，引导用户积极参与电能替代。
２．对电网公司的建议
电力是未来能源生产和消费的核心环节，电网公司在辽宁省能源转型过程中影响巨大。据此，针对电网公司提出如下建议。
在电网规划方面，利用大数据挖掘手段，分析新能源运行的历史数据，包括不同年份、季节的风、光资源，电网运行情况，弃风弃光统计，功率预测的电量误差率，风光设备故障率和故障类型等，用于向政府、行业内发布相关信息，指导新能源大规模接入下的电网规划方法。
在电网建设方面，扩大电网柔性化建设改造范围，利用柔性交流、柔性直流等技术手段，提高电网运行灵活性、减少电网安全约束，进一步增加新能源的跨区输送。加强城市配电网和农村电网规划建设，为电能替代用户开辟绿通道，实现电能替代工程从申请用电到送电全过程服务。
在电力调度方面，考虑促进清洁能源消纳对电网调度的影响，对传统调度方式进行改进，通过相关技术
研究，提升系统调峰力度，加大清洁能源消纳比例。
在企业管理方面，通过各种宣传方式，让用户全方位了解地源热泵、电采暖、电炊具等电能替代方式的优点，推动电能替代发展。同时加强员工培训，提升员工在电能替代领域的专业技能。
在电力市场机制方面，发挥电网公司在电力领域的影响力，在可再生能源电价机制以及跨省区输电价格制定过程中提出建议，积极推动东北区域电力市场建设，在发电权交易、辅助服务交易以及碳排放权交易市场建设过程中发挥电网公司的作用，为政府献计献策。五、结语
本文针对辽宁省能源体系进行研究，认为辽宁省能源体系存在能源结构不合理、能源清洁利用程度不高的问题。在“十三五”发展期间，辽宁省应综合利用可再生能源消纳、煤炭清洁利用技术以及推广电能替代等措施。其中，政府部门应从政策制定、市场建设、行业监管推动和保障各项措施切实有效执行，电网公司则应通过电网规划、电网建设、电力调度、企业管理以及电力市场机制等方面，积极促进能源转型，逐步实现辽宁能源体系清洁低碳、安全高效的发展目标。
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作者简介：刘明光(1993-)，男，汉族，甘肃武威人，就读于华北电力大学，硕士研究生，主要从事能源政策与经济研究。
基金项目：国家重点研发计划项目(2017YFB0902100)。
五、解决方法
结合陕西省及西安市的未来发展规划，人才引进是利大于弊的。有关政府可以从以下两方面参与解决。一个从老龄人口增加入手，一个从未来劳动力减少入手。第一点是减少生育成本，完善社会福利制度。从教育、医疗、补贴、各个方面降低生育的成本。第二是解决女性再就业问题，缓解女性生育后所面对的社会压力。女性在生育之后如何重返职场以及如何平衡家庭与工作一直是女性要面对的困难，也是社会性问题。大量人才的引进配合老龄化状况的缓解不仅会在短期使西安经济水平提升，更为西安经济的健康发展打下坚实的基础。
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