兼议新能源供给消纳体系的协同性：特高压是刚需吗

1、能源远距离、大容量输送是必然需求、资源与负荷空平衡将加剧中国各地区能源结构与清洁化水平差异较大1年（1发电量前五的地区：广东内蒙古山东江苏新疆发电量大小分别为25952.65808、4和45781亿千瓦时；（）用电量前五的地区：广东、山东、江苏、浙江河北用电量大小分别为371055144亿千瓦时（3）可再生能源发电量占比前三西藏云南四川分别为95.9%86.8%和84.7%，其中水电分别为85.579.1和81.6（）风光发电量占比前三青海、甘肃、宁夏，分别为29.4%、22.7和19.4。图1：201年中国各发电量构成及可再生能源占比

（加拿大发电量）

0 0

（英国发电量）

广东山东江苏浙江河北内蒙河南新疆四川福建安徽山西辽宁广东山东江苏浙江河北内蒙河南新疆四川福建安徽山西辽宁湖北广西湖南云南陕西江西上海贵州甘肃重庆北京宁夏黑龙天津青海吉林海南西藏为什么一边缺电、一边弃风弃光？—兼议新型电力系统的灵活性挑战（2022-09-07；单位：亿千瓦时我国的能源资源分布与能源负荷重心呈逆向分布关系021年-1月各地区送电量与输入电量情况：（）外送电量排名：内蒙古、云南、四川、山西、新疆为主要电力输出地区，外送电量占总发电的比例分别为41.649.733.534.425.2（2）外送比例排名宁夏云南甘肃外送比例最高分别为52.2%49.746.2%。（）输入电量排名：广东、河北、浙江、江苏、山东为主要电力输入地区，输入电量占总用电量的比例分别为25.142.626.320.116.4（4）输入比例排名北京上海天津输入比例最高分别为62.0%49.044.1%。图2：201年中国各发电量构成及省间电量流动,0,0,0,0,0,),)

广东山东江苏广东山东江苏浙江河北内蒙河南新疆四川福建安徽山西辽宁湖北广西湖南云南陕西江西上海贵州甘肃重庆北京宁夏黑龙天津青海吉林海南西藏） ） 至 ） ） ）为什么一边缺电、一边弃风弃光？—兼议新型电力系统的灵活性挑战（2022-09-07；单位：亿千瓦时电力空间平衡的需求和挑战大需要解决输电走廊电网安全稳定支撑强度等问题1年跨区域送电量占全社会用电量之比为7.6%近五年提高2个百分点。中国电力科学研究院测算我国东中部地区分布式光伏理论容量约为5～0亿千瓦，年发电量仅为.～25万亿千瓦时，远不足以支撑当地负荷用电需求。0年西北地区约有.6亿千瓦新能源电力外送需求而1年西北跨区外送直流规模约为300万千瓦，0年时需扩充为2021年的5～4倍。图3：全社会用电量增长情况 图4：跨区域送电量占全社会用电量比例,0,0,0,0,0,0,0,0,00

,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 量 yy

量 ind整理；单位：亿千瓦时 in，整理；单位：亿千瓦时25年跨区跨省电力流将由9年的2亿千瓦增大到6亿千瓦全球能源互联网合作组织预测2025年跨区电力流4亿千瓦包括西北外送200万千瓦，西南（含云南）外送90万千瓦，华北蒙西、山西外送500万千瓦，东北外送500万千瓦等。跨省电力流.2亿千瓦，包括蒙西、山西外送800万千瓦，西南四川送重庆60万千瓦等。2035年，跨区跨省电力流将继续增大西北、华北、东北、西南四个区域外送规模将达3.78亿千瓦。图5：205年跨区跨省电力流示意图 图6：205年跨区跨省电力流示意图全球能源互联网合作组织《中国能源转型与十四五电力规划研究》 全球能源互联网合作组织《中国能源转型与十四五电力规划研究》、特高压是新能区电力输送重道特高压交流输电线路主要用于构建区域主网架，成为坚强智能电网的核心骨干网特高压直流输电线路主要用于新能源远距离大规模输送以及区域间非同步连接已建的特高压输电线路中国家电网重点建设东部同步交流电网包括华北华中华东三个区域以及特高压直流输送通道特高压交流电网成为直流落点的重要支撑；南方电网则重点构建新能源跨省输送的特高压直流送电通道。图国家电网 直流输电社公众号图9：全国电网建设投资与特高压投资,7,7,0 ,0电网建设投资,0电网建设投资,0,0

特高压投资特高压投资,0 0 090123456789） 交流（左）

）中国电力统计年；单位：亿元特高压仍将“十四五电网投资重点“十三五期间特高压投资合计3462亿元，占电网总投资的13.82%，各年占电网总投资的比例分别为16.48%、19.1、11.2%、7.94%和12.8。风电、光伏大基地建设提高了跨区域、跨省大规模输送新能源电力需求，对电网输送和安全可靠运行能力提出新的要求，特高压交直流输电工程建设需求随之增加。截至2022年1月20日，中国在运“16交0直”、在建“5交”共41个特高压工程2年新核准开工荆门-武汉武汉-南昌福州-厦（省内线路、川渝联网4个特高压交流工程，南阳-荆门-长沙特高压交流、白鹤滩-江苏特高压直流、白鹤滩-浙江特高压直流工程竣工。表1：特高压交流工程清单（截至2022年11月）区域分 线路称状态起点终点蒙西天南00伏高交输变工程建成内蒙古天津榆横潍坊100千特压流变电程建成榆横潍坊驻马阳00伏流高工程建成驻马店南阳淮南南-海高压100千高压流程东部横淮南南-海高压100千通L合廊程建成建成淮南淮南上海上海荆门武汉100伏特压流在建淮南上海100千特压流电示工程建成淮南上海南昌沙100千特压流程建成南昌长沙潍坊临-庄-泽石庄00伏特压流程建成潍坊石家庄浙北福州100千特压流变电程建成浙江福州福州厦门100伏特压流在建锡盟胜利00伏高交输工程建成锡盟胜利锡盟山东100千特压流程建成锡盟济南张家安高交输电程东部纵雄安石庄00伏流高变电程建成建成张北雄安雄安石家庄驻马-汉100千伏高交流在建武汉南昌含石）000千特压交工程在建蒙西中100千特压流程建成蒙西晋中晋东阳门00伏压交试示工程建成长治荆门南阳荆-沙00伏高流建成阿坝成东100千伏高交流西部橫甘孜天南100千伏高交流在建在建西部网 成都-铜-庆-府南100特高交流在建资料来源：国家电网、南方电网，整理表2：特高压直流工程清单（截至2022年11月）区域分线路称状态起点终点哈密州±00千特压输电程天直）建成哈密郑州准东皖±100千特压流程（泉流）建成昌吉宣城西北送酒泉湘±80伏高直电工（韶流）青海南-南州80伏压直工（豫流）建成建成酒泉海南州湘潭驻马店宁夏武-江兴80伏压直输工（绍流建成灵武诸暨陕北湖±80千特压流程建成榆林武汉向家海±00千特压输电范程复直）建成宜宾上海溪洛左江华±00千高压流程宾直）建成宜宾金华锦屏州南80伏高直流电程锦直）建成西昌苏州四川中江鄱湖80伏压直输工程建成盐源县抚州西南送云南雄广广±00V高直流程楚直）云南洱广江±80千特直流电程普直）建成建成楚雄普洱广州江门滇西-东80伏高直电工程（东流）建成大理深圳乌东-西广±80高直工程昆龙流）建成昆明惠州白鹤-苏80伏高直电工程建成白鹤-江80伏高直电工程建成东北送锡盟江泰±80伏高流输工（泰流）内蒙扎特山青±80千高压电程鲁直）建成建成锡盟通辽泰州青州蒙西西晋北南±80千特压流工程雁直）建成朔州淮安外送上海-东沂80伏高流输工（沂流）建成上海庙临沂国家电网、南方电网，整理图10：特高压输送通道可再生能源电量

特高压是连接资源中心与负荷中心的能源桥梁可优化资源配置解两地发展需我国的能源资源分布与能源负荷重心呈逆向分布关系80%以上的能源资分布在西部和北部地区70以上的能源消费集中在东中部地区根据国家能局发布的数据，2018~2020年间，已投运特高压工程累积输送新能源电量分别为2083.9、23520和2441.0亿千瓦时，占输送通道总电量的比重分别为52.30%、52.40%和45.90%。0发改委、能源局；单位：亿千瓦时2020年部2020年部2020年再生2020年再生输配价18-0年均输利用时数 投资额 回收测算

可再生能源将成特高压通道主要能源全年利用率决定特高压收益据国家发改委重大基础设施建设专题新闻发布会，我国将加大新型电力基础设施建设力度，实施可再生能源替代行动稳步推进以沙漠戈壁荒漠地区为重点的大型风电光伏基地西南水电基地以及电力外送通道建设可再生能源电量输送比例原则上不低于50%2022年4月《国家发展改革委关于核定宁绍酒湖锡泰特高压直流工程输电价格的通知中将宁（又名灵绍直流酒（又名祁韶直流）、锡泰特高压直流输电价格核定为每千瓦时4.88分、6.37分和4.83分。结合201-2020年三条线路的年输送电量情况测算，全年等效利用小时数分别为9小时2808小时和0小时不考虑税费等影响静态投资回收期分别为11.3年、21.2年和47.3年。由于源端配建不到位，通道利用率较低，接影响投资回报。线路称输量（亿瓦）能源量 能源量（亿瓦）（元千时送电量（亿瓦）（小）（亿）（年）能源型灵绍流49.3853171%0.48843.376229237113火电风电祁韶流22.6614273%0.63719.632808262212风电光伏锡泰流17.20.50.%0.48311.472140264473火电风电发改委、能源局大基地“新能源+火电”配套方案将有效改善通道经济效益。为满足通道可靠量支撑和清洁能源电量占比不低于50的要求，电力规划设计总院提出通道端典型的电源配套方案为新能源-1300万千瓦、煤电0万千瓦、新型储能-200万千瓦，特高压直流典型输送容量为800万千瓦。假设取新能源装机0万千瓦考虑风光全年平均发电小时为2000小时新能源发电量为240亿千瓦时若按新能源发电量%计算则特高压利用小时约为6000小时单个工程投资0亿0.0488元/千瓦时输电价计算不考虑税费等因素特高压工程的静态投资回收期为4年。2、新能源大基地建设成为新能源重点工作、清洁能源大基风光大基地规划“十四五”清洁能源基地规划总量达7.44亿千瓦。十四五”规划和2035年远景纲要中提出未来我国将持续开发包括水电风电光伏等电源在内的多清洁能源基地形成九大集风光水火储于一体的大型清洁能源基地以及五大上风电基地。图11“十四五”清洁能源基地示意十四五”规划和2035年远景纲要九大清洁能源基地“十四五”规划总装机容量5亿千瓦九大清洁能源基地主要包括金沙江下游、雅砻江流域、金沙江上游、黄河上游和几字湾、河西走廊、新疆冀北松辽等地截至1年底九大基地已建新能源总装机.4亿千瓦，占总规划目标的5.76%。图12“十四五”九大清洁能源基地风电、光伏规划0

.% .%.8.%.%.% .%.8.%.%.%.%0.%1%.7%

） ） 发改委、能源局，整理；单位：万千瓦到2030年规划建设风光大基地总装机约4.55亿千瓦。根据国家发展改革委、国家能源局发布关于印《以沙漠戈壁荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案的通知库布齐乌兰布和腾格里巴丹吉林沙漠基地规划装机4亿千瓦采煤沉陷区规划装机7亿千瓦其他沙漠和戈壁地区规划装机4亿千瓦。其中“十四五”时期规划建设风光基地总装机约2亿千瓦包括外送5亿千瓦、本地自用5亿千瓦；“十五五”时期规划建设风光基地总装机约2.55亿千瓦，包括外送5亿千瓦、本地自用0.9亿千瓦。风电光伏大基地规划项目整体以外送为主，占项目总规划容量的69.23%。图13：各区域221年底风、光伏装机 图14“十四五”新能源大基地建成后各区域装机预测0

北 东北 华北 中 东

0

西北 东北 华北 中 东 风电装机 光伏装机 风电装机 机 新增本地 全国新能源消纳预警中心，整理，单位：万千瓦 以沙漠戈壁荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案光大证券研究所整理，单位：万千瓦、大基地项目外就地消纳相结合第一批大基地项目外送、就地消纳相结合。1年1月4日，国家发改委、国家能源局印《第一批以沙漠戈壁荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设项目清单的通知规模总计97.05W第一批项目中国家电网区域515万千瓦（未包含与蒙西电网交叉0万千瓦）、南方电网区域10万千瓦、蒙西电网区域020万千瓦；所有项目中，就地消纳055万千瓦，占总项目52.09%，外送项目650万千瓦，占所有项目7.91。图15：第一批新能源大基地区域分布统计000内青甘陕宁新蒙海肃西夏疆古省

吉 黑 河 林 龙 北 江

山 四 云 贵 广 安 湖 东 川 南 州 西 徽 南 省 兵纳 送 团资料来源：发改委、能源局，整理；单位：万千瓦第二批项目以外送为主，单体规模00万千瓦以上根据通知要求，第二批项目要求已核准（备案）且能够在2年开工建设，原则上能在2023年内建成并网第二批基地基本集中在三北地区要求单体项目规模不小于100万千瓦主要是以外送为主依托外送通道消纳的项目应基于在运在建或已核准输电通道，配套风电光伏装机规模与通道输电能力相匹配。根据V-Tech整理的部分数据显示，第二批大基地项目规模超94.7GW，其中河北5.85GW、内蒙11.88W、青海约7GW、甘肃约57GW、宁夏约13W。、大基地建设增能源消纳压力新能源消纳量不断提高2021年全国风电光伏累计发电量同比增长35.0%，消纳比重提高2.0个百分点。0年，风电、光伏发电量7276亿千瓦时，占全部发电量的.%2021年风电光伏发电量5亿千瓦时占全社会用电量的比重首次突破10，达到11.7。1年，全国平均风电利用率96.9%，同比提升0.4个百分点；光伏发电利用率98.2%同比提升0个百分点但蒙西青海等地区新能源消纳利用情况有所降低其中蒙西地区新能源利用率为92.3%同比下降8个百分点青海地区新能源利用率为87.3%，同比下降7个百分点。图16：全国可再生能源消纳情况消纳比重消纳比重

8 9

..%.%.%.%.%.%消纳量消纳量0可再生能源消量右） ）可再生能源消比（）

）发改委、能源；单位：亿千瓦时图17：全国弃光率逐年变化情况.%年青海地区弃光率增加.%.%.%.%.%.%.%.%.%.%.%北 山西东 蒙西 辽宁林黑龙江西 肃 青海 夏 9 0 全国新能源消纳监测预警中心图18：全国弃风率逐年变化情况年青海、蒙西、东北地区弃风率增加.%.%.%.%.%.%.%.%.%.%.%.%河北山西东西宁吉林黑龙江陕西肃海夏新疆9 0 全国新能源消纳监测预警中心新能源利用率降低原因，主要有：（）地区社会用电量增长小，新能源集中网规模较大，本地消纳空间有限；（）冬季供热机组“以热定电”运行，火调节能力有限，新能源消纳受到制约；（）受支撑电源建设进度滞后，特高输送新能源能力受限，制约新能源消纳。以沙漠戈壁荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目将在2022年陆续并网投产新能源项目较为集中西部和北部部分地区消纳压力增大2年5月，青海光伏利用率出现83.7%、甘肃风电利用率出现81.7的利用率低点。图19：222年19月全国伏并网消纳情况 图20：222年19月全国电并网消纳情况

月 月 月 月 月 月 月 月 月

月 月 月 月 月 月 月 月 月蒙西 肃 青海 宁夏 蒙西 肃 青海 宁夏全国新能源消纳测预警中心 全国新能源消纳监测预警中心第一批大基地依托现有外送通道第二批大基地需要新建通道根据国家发改0年全国可再生能源消纳数据，“三北”地区特高压外送通道可再生能源电量占比较低仅为30%全年发电小时风电按0小时光伏按1000小时折算东北外送通道2020年外送风电约2W蒙西山西外送通道2020年外送风电约6W西北外送通道2020年外送约风光17GW截止1年东北蒙西山西西北已建成特高压通道外送容量分别为0GW18W和52W东北、蒙西山西、西北通道可再生能源容量占比约为9、32、33%。瓦时表4：200年三北地区新能源外送通道输送瓦时序号 线路称 年输量 可再能源 可再能源 输送量新能类及（亿千 （亿瓦） 电量比 （万瓦） 规模东北送道锡泰流鲁固流17.233.90.55670.0%1710%10001000-2W蒙西华雁淮流昭沂流25.128.235513.91370%4750%80010001W5W天中流40.616.24070%8005W吉泉流43.68051830%12004W西北送道祁韶流青豫流22.63416143412730%10.0%8008003W2W灵绍流49.38531710%8003W陕湖流---800-资料来源：发改委、能源局，北极星电力网等，整备注：陕湖直流2021年投运，尚未披露输送电量数据第一批大基地对应东北蒙西山西西北新增送出分别为7W19W19W，第二批大基地对应蒙西山西西北新增外送分别为18GW77GW第一批风电、光伏大基地项目启动后蒙西山西通道送出压力加大东北蒙西山西西北通道可再生能源容量占比约为13770第二（不完全统计及以后项目则需要新建通道东北蒙西山西西北通道可再生能源容量占比约为45、236%、218%。需要说明的是，蒙西山西基地源端，蒙西地区沙漠大基地地理位置与西北通道较近，可就近接入，张北地区新能源基地与北京地理位置较近，可通过交流或±660kV直流送出。图21：新能源基地规划容量 图22：新能源基地外送及通道容量新能源装机（新能源装机（）0

东北 蒙西山西 机 第一批项目累积 第二批项目累积

150

东北 蒙西山西 西北出 第一批基地外送送 年通道容in，国家能源局P-eh 发改委、能源局；单位：3、特高压输送需求与投资规模预测我国将建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系特高压线路建成将对能源远距离输送提供有力保障，并成为坚强智能电网的重要骨架“十四五期间东部交流同步电网将进一步得到加强形成华北华中华东特高压同步电网建“五横四纵特高压交流主网架西部地区加快形成川渝“两横一环网”特高压交流主网架。图23：225年特高压骨干架示意图资料来源：全球能源互联网合作组织《中国能源转型与十四五电力规划研究》“十四五”期间清洁能源基地与大基地新增装机将达3.61亿千瓦。基于九大清洁能源基地与风电光伏大基地规划我们预测2022~205年东北外送通道、蒙西山西外送通道西北外送通道西南外送通道的源端新增装机.61亿千瓦是021年底总装机容量的2.28倍；至“十五五”末，各区域新能源装机容将分别提升至1.6、2.18、2.98和1.45亿千瓦，总容量将达8.23亿千瓦。图24“十四五“十五五”各外送通道源端新能源大基地规模预测0道 道 西北外送通道 机 "五"划 "五"地 in预测单位万千（备注基于九大清洁能源基地风电光伏新能源大基地规划预测）“十四五”期间特高压交直流工程投资将达50亿元东北蒙西山西西北、西南四个区域外送通道现状（截至1年底数据）特高压输送容量3亿千瓦“十四五规划新能源容量以40外送做测算仍需增加输送能力达8452万千瓦其中东北蒙西山西西北西南分别为51240000和0万千瓦输送容量按800万千瓦/个测算各区域将需分别新增特高压直流工程1、5和1个，共计2个，按在运特高压直流工程平均投资0亿元/个测算，我们预“十四五特高压直流投资约0亿元“十四五同期完善交流同步电网仍需建设特高压工程6个，按在运特高压交流工程平均投资0亿元