晋陕蒙地区,也就是煤炭人眼里的“三西”地区,是中国煤炭的主产地,以2018年能源局公布的产能数据来看,全国45.8亿吨/年的煤炭产能,“三西”地区就占到了66.2%,2019年“三西”地区产量合计26.4亿吨,占全国产量70.5%。事实上,通过特高压的建设,传统产煤大省晋陕蒙依托自身的煤炭资源优势,已经实现了资源地就地转化,由输送燃煤向输送电力的清洁能源转变。
1、产煤大省已实现输煤向输电的转变
2013年9月,为促进内蒙古、陕西、陕西等能源基地开发、清洁能源消纳,加快资源优势向经济优势转化,满足京津冀鲁、长三角地区用电需求,改善大气环境质量,国务院发布《大气污染防治行动计划》。2014年5月,国家能源局发布大气污染防治行动计划电网实施方案,计划建设含“四交四直”8项特高压工程在内的12条重点输电通道,其中8条落在了晋陕蒙三省。
2019年的数据来看,内蒙古、山西、陕西分别是全国第一、第四、第十一大电力外送省份,合计外送电量3492亿千瓦时,且均以火电为主。2019年晋陕蒙合计原煤产量26.4亿吨,粗略估算,2019年晋陕蒙三地火电耗煤量4亿吨,占三省产煤量的15.2%,其中外送电中火电耗煤量约0.8亿吨,占三西产煤量的2.8%,占2019年北方港下水煤总量的12.3%。
分省来看,内蒙古特高压外送通道较为发达,外送电量全国第一,2019年外送电量2082亿千瓦时,占全省发电量的39%,理论值测算外送电中火电占比约为53.9%。 截至2020年7月,内蒙古外送特高压线路共5条,其中交流工程2条,直流工程3条,主要落点山东(3条),此外还有天津和江苏。从国家能源局公布的数据来看,1000千伏锡盟-山东交流工程、1000千伏蒙西-天津南交流工程完全以火电输送,±800千伏锡盟-泰州直流工程可再生能源输电比例仅0.2%,±800千伏扎鲁特-青州直流工程可再生能源比例39.3%,±800千伏上海庙-山东直流工程可再生能源比例36.1%,均低于全国平均水平(52.4%)。与此同时,针对新开通的特高压项目,配套的煤电项目也同步开展。7月5日,内蒙古上海庙至山东临沂特高压直流输电工程4个2×100万千瓦煤电项目目前已正式开工建设。受外送电以火电为主影响,内蒙古外送电的季节性差异并不明显,2019年上海庙-山东特高压的建成有效高了夏季旺季的电力传输,导致2019年7、8月的旺季特征较为明显。
山西和陕西也是重要的外送电大省,同样以火电为主,相比而言,山西和陕西的特高压外送通道较内蒙少一些。 山西拥有一条1000千伏晋东南-南阳-荆门交流工程(清洁能源比重26.2%)和±800千伏晋北-江苏直流工程(清洁能源比重0.8%),同时±800千伏陕北-湖北直流工程在建。陕西特高压工程仅一条,为1000千伏榆横-潍坊交流工程(全部为火电)。
2019年山西外送电量991亿千瓦时,排名全国第四;陕西外送电量419亿千瓦时位列全国第11。与内蒙古类似,山西、陕西两省的火电在满足省内用电仍有30%和10%左右的富裕,因此也是以火电为主要外送电类型。分开来看,山西省外送电中火电占比约68.5%。陕西省有所区别,陕西省也以火电为主要外送类型,但水电发电情况较好,导致火电外送占比相较内蒙和陕西偏低,占比为40.4%。
火电为主的外送电格局导致晋陕蒙三地的火电装机和火电发电量也占到了较大的比重。截至2019年底,内蒙古全区6000万千瓦以上发电设备容量(全文均为6000千瓦以上装机,下同)合计13049万千瓦,位列全国第三,占比6.5%。其中,火电装机8721万千瓦,装机比重66.8%,占全国比重7.3%,位列第三;山西和陕西火电装机分别为6687万千瓦和4380千瓦,排名全国第六和第十一。
同时,火电为主的发电格局也导致了晋陕蒙三省火电发电利用小时数较全国水平偏高,单位火电装机贡献了更多的火电发电量。2019年,内蒙古火电发电量4556亿千瓦时,火电利用小时数全国第一。
2、产煤大省,风光亦无限
内蒙古地域辽阔,山西、陕西地处西北,不仅拥有丰富的矿产资源,风电、光电资源也得天独厚。内蒙古赤峰市、通辽市、兴安盟、呼伦贝尔市是风能、光伏Ⅱ类资源区,其他地区均为Ⅰ类资源区,风电、太阳能装机位列全国第一、第二。山西忻州市、朔州市、大同市为IV类风电资源区和Ⅱ类光伏资源区;陕西榆林、延安为二类光伏资源区。
内蒙古可再生能源装机中,风电装机3007万千瓦,装机比重23.0%,占全国比重19.2%,位列全国第一;再者为太阳能,装机1078万千瓦,装机比重8.3%,占全国比重7.2%,位列全国第二,基本与光伏第一大省青海(1102万千瓦)持平。受地形影响,水电装机比较少,仅239万千瓦,装机比重1.8%,占全国比重0.7%,位列第二十一。近年来,内蒙古火电、风电维持5%左右的装机增速,太阳能装机增速较高,为14%左右。2019年内蒙古核准风电项目合计容量19400MW,2020年至今也有11300MW以上,不仅满足特高压外送,也对接了区域内的高耗能企业消纳。
山西以风电为第二大电源主体,1251万千瓦,装机比重13.5%,全国排名第六,同时光伏装机在全国比重也较高,900万千瓦,占全国排名第五;陕西则以光电为第二大电源主体,863万千瓦,装机比重13.8%,全国排名第八。同样受地形影响,晋陕蒙三地的水电装机均不高,仅陕西稍高一些,391万千瓦,排名全国第17。主要是因为陕西地跨黄河、长江两大流域,水能资源相对丰富,全流域面积在100平方公里以上河流蕴藏量约1365万千瓦,居全国第十三位。从总量来看,山西和陕西的发电设备装机容量分别为9249万千瓦、6242万千瓦,占全国比重分别为4.6%、3.1%,排名第十和第十五。虽然山西、陕西的风电、太阳能装机总量不及内蒙,但近年来,该两省的装机增速则明显高于全国水平,包括今年,华电、华能、浙江省能源集团等巨头都竞相在两省布局了可观的风光项目。
在产业转移的大背景下,三西地区第二产业发展迅速,其中内蒙地区尤为明显。内蒙古制造业投资增速维持高位,制造业投资占比提升,内蒙古境内制氢、化工、电解铝等高耗能产业比重较高。从用电角度来看,内蒙古二产用电量占全社会总用电量90%以上,远高于全国68%的平均水平。2019年累计用电量3653亿千瓦时,为全国第七大用电省份,2010年至今用电增速基本上均远高于全国平均用电增速,山西、陕西两省近年来用电增速略高于全国平均水平。
综合来看,晋陕蒙三地依托于资源地的优势较大程度实现了由输送燃煤向输送电力的转变,转化量近1亿吨,同时,主产地丰富的风光资源也实现了清洁能源的对外传输。在产业转移的进程中,主产地工业用电增速较快,省内用电水平提高。但随着特高压项目的推进,当地风光资源进一步开发,配套火电站开始建设,主产地整体发电量以及外送电量仍将维持高位,火电与风光资源打捆的外送方式也将促进主产地省内煤炭资源的内部消化,晋陕蒙进一步成为国内重要的煤炭外输基地和电力资源外送基地。
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