3.2 能源结构变化必将催生电网结构变化
3.2.1 能源改变电网
2017年我们在“全球电网系列报告”中对美国、俄罗斯、欧洲、巴西、日、韩、印尼、印度、巴基斯坦以及南亚其他岛国的电网进行了数据搜集与深度分析,核心逻辑在于各国不同的电网形态的本质是其能源结构决定的。
美国三大电网形态由其各自能源结构决定。依托于各自区域内的优势能源,美国形成了东部、西部和德克萨斯(ERCOT)三大电网体系。①东部电网地区因靠近美国主要煤、气供应地而以煤炭和天然气发电为主。②西部电网地区则因靠近科罗拉多山系和河流,分布有落基山脉等地势落差很大的山体,主要以水电装机为主。山脉地形客观上也阻碍了西部电网对外联结的发展。③南部的德克萨斯电网处于页岩气盆地所在地,天然气发电一家独大,形成了区域内的独立小电网。
俄罗斯沿用前苏联主体部分,跨越9个时区的东电西送超级电网。1)俄罗斯是煤气油与核电大国,也是少数没有风光能源政策的国家之一。俄罗斯天然气储备了占世界总储量比例为17%,位居世界首位;俄罗斯原油、煤炭储量占世界总储量6%、14%,位居世界第七和第三。2)俄罗斯从地理上可划分为三个区域:欧洲区、西伯利亚区、远东区。俄罗斯能源资源主要集中在西伯利亚及远东地区,负荷中心在西部东欧地区,能源资源逆向分布,电网基本沿用前苏联的骨干电网,因此形成东电西送电网格局。
欧洲特殊的能源结构形成交易型跨国电网结构。欧洲各地区间能源结构具有一定的差异性,如风力资源主要分布于北海东西海岸及爱尔兰地区,水力资源主要分布于北欧地区,太阳能资源主要分布于地中海沿岸地区等。各地区能源互补结构决定了欧洲国家间的能源交换和电力交易需求,跨国性电网结构应运而生。
日本属化石能源进口大国,能源消费结构中原油占主导地位,决定了日本以火电装机为主。日本能源匮乏,化石能源储量少,煤炭、石油、天然气依赖进口。日本虽国土狭小,但发电量排名全球第5,是全球第四大原油消费国。日本可再生能源发展进程较快,2016年使用增长率达到26.7%。
日本电网呈现“以外港口为基础,向内平原收敛”的蛛网形态。日本是典型的岛国,由北海道、本州、四国、九州4个大岛和约3900多个小岛组成,各个岛内山地丘陵较多、平地较少。①发电站大多沿海岸线分布,能有效利用港口资源运输优势;②国土内70%以上地形为丘陵,输电走廊紧张;③用电负荷主要集中在沿岸经济发达地区。故日本电网分布形态呈现出蛛网结构特征,即“以外港口为基础,向内平原收敛”。
韩国一次能源匮乏,能源进口使韩国发电站集中在港口工业区,从而就地消纳。①韩国没有石油、天然气资源储备,只有少量煤炭资源,煤炭、石油、天然气几乎都依赖进口。②韩国虽国土狭小,但发电量排全球第9名,是全球第八大原油消费国。③韩国国内一次能源生产方面,核电占据主导地位。
能源进口与港口就地消纳形成韩国电网的蛛网形态。韩国属于半岛国家,国土受限导致电网结构较为紧密。①发电站大多沿海岸线分布,能有效利用港口资源运输优势;②国土内70%以上地形为丘陵,输电走廊紧张;③用电负荷主要集中在沿岸经济发达地区,故韩国电网也呈现出蛛网结构特征。