摘要：
新基建中的特高壓推動了煤電一體化體系建設(shè)，但依然無法精準(zhǔn)度量總成本的高低。新基建中數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)則可讓智慧礦山與智慧運輸?shù)墓┬韪泳珳?zhǔn)對接，從而實現(xiàn)資配配置更優(yōu)化的煤電運一體化。
從煤電一體化到煤電運一體化
文/劉大成
清華大學(xué)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院副院長兼
物流產(chǎn)業(yè)研究中心主任、博士生導(dǎo)師
最初的煤電一體化涵義較為寬泛，初期主要是指煤炭企業(yè)向下游延伸開辦發(fā)電廠和電力企業(yè)向上游延伸建立煤礦，多數(shù)屬于企業(yè)多元經(jīng)營，也是產(chǎn)業(yè)縱向一體化的一種形式；而后則演化為煤炭企業(yè)與電力企業(yè)聯(lián)手，圍繞煤礦坑口建立熱-電聯(lián)產(chǎn)坑口電站，變輸煤為輸電模式來降低運煤成本以達(dá)到系統(tǒng)性節(jié)能環(huán)保、降本增效和增加收益的方式。
我國現(xiàn)有煤炭使用模式是由自然資源條件、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和國家用煤政策共同決定的。
內(nèi)陸煤炭資源分布不均衡，市場需求也不均衡。其中76%的煤炭資源儲藏在北部和西北部，并有超過 60% 集中在“三西”（山西、陜西和蒙西）區(qū)域，而煤炭消費則主要在東南沿海經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)。按國家能源局 2018 年統(tǒng)計，煤炭消費主要包括約 52% 的電煤、約 17% 的鋼煤、約 15% 的建材煤、約 7% 的化工煤和約 10% 的民用及其他用煤。電煤為主，而火力發(fā)電量前六名主要在山東、江蘇、內(nèi)蒙古、廣東、山西和河北，呈現(xiàn)“西煤東運”和“北煤南運”特征。目前每年煤炭產(chǎn)量約 40 億噸，而鐵路煤炭貨運量 2019 年達(dá)到 24.6 億噸，計劃 2020 年鐵路煤炭貨運量將達(dá)到 28.1 億噸，且平均運距在 620 公里左右，可見鐵路運價（貨運周轉(zhuǎn)量）直接決定了煤炭上下游企業(yè)的效益。而進(jìn)口煤炭則在同質(zhì)煤價格上要低 100 元/噸以上，從市場上必然制約煤炭運輸成本，但受制于通關(guān)、額度限制而僅能在總量 3 億噸左右徘徊，可以看出國家政策同樣可以決定煤炭的價格與運輸方式。
即便不考慮煤炭進(jìn)口配額制度，可代替煤炭運輸?shù)目涌诎l(fā)電加超高壓（330KV-765KV）/特高壓（UHV,直流±800KV、交流1000KV及以上）輸變電的體系依然能夠有效降低以鐵路貨運體系為主的煤炭貨運量和貨運周轉(zhuǎn)量，當(dāng)然這主要取決于坑口發(fā)電加超高壓/特高壓輸變電系統(tǒng)總成本的高低。
如果僅從某一條超高壓/特高壓輸變電線路+坑口發(fā)電替代煤炭運輸方式來計算成本和效益，未必就得出超高壓/特高壓輸變電的設(shè)備投資與運行成本低于鐵路貨運的投資與運行成本的結(jié)果；但特高壓不僅解決了直流輸電中間不落點的點對點、超大功率、超遠(yuǎn)距離直接輸送負(fù)荷中心，其潮流方向和大小均能方便受控；還解決了交流輸電中間可落點的電網(wǎng)功能，解決交直流并列輸電情況下的大受端電網(wǎng)短路電流超標(biāo)問題。加上特高壓綜合服務(wù)穩(wěn)定的火電、水電、核電和不穩(wěn)定的風(fēng)電、太陽能電力供給等，其服務(wù)的多樣性與綜合成本可能遠(yuǎn)低于同樣距離的煤炭貨運成本。
新基建提出的特高壓是在已有 25 條在運特高壓線路、7 條在建特高壓線路和 7 條待核準(zhǔn)特高壓線路基礎(chǔ)上的新增線路，可能更突出其在綠色環(huán)保和適應(yīng)于不穩(wěn)定的風(fēng)電與太陽能發(fā)電的柔性輸電體系能力上，但其考量綜合成本的初衷是難以改變的。
新基建中其他如 5G、大數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等基礎(chǔ)實施建設(shè)推進(jìn)了煤電一體化的智慧礦山體系構(gòu)建，無論是井工礦還是露天礦都可以將資源在煤電兩個體系內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)配置，但從體系上依舊是供應(yīng)鏈兩個體系跨功能的資源配置優(yōu)化，特別是坑口發(fā)電也存在由于降低成本而需要從外部輸入其他低質(zhì)煤炭配煤，逆向運輸同樣能夠降低系統(tǒng)成本，所以在智慧礦山支持下的煤電一體化必然讓位與煤電運一體化。
