干流水电,就是大号的新能源

最近四川比特币矿场全部关停，削减了万千瓦电力负荷，用于解决四川电力供应紧张问题。有人说，这些矿场曾经为四川夏季减少弃水发生了重要作用，为什么呢？手边没有四川、湖北、云南的负荷电量数据，笔者用三峡电站发电与北京用电进行比对分析。

年三峡电站发电量亿度，北京全社会用电量亿度，三峡发电量比北京用电量少27亿度。考虑年北京生物质发电24亿度，仅缺3亿度电量，因此电量缺口占全社会电量0.3%，基本上电量已经平衡了。三峡电站水电装机容量万千瓦，北京年最大负荷接近万千瓦，是不是可以让三峡直供北京使北京率先实现碳中和呢？

一、丰水年基本满足北京年度电量需求

三峡电站装机容量在年底已经全部投产，选择-年三峡电站全年发电量与年北京用电量对比，可以研究这五年内不同来水产生的三峡电站发电量与北京用电量的关系。

以年北京全社会用电量作为基数，-年全年三峡电站发电量占年北京全社会用电量比重如下图。

年三峡电站发电量占北京用电量比重达到97.63%,基本能够满足电量需求；-年三峡电站发电量占北京用电量比重低于90%，电量缺口达到亿度以上，占10%以上。因此丰水年三峡电站发电量基本能够满足北京用电需求，枯水年严重不足，各年的差距也比较大。

二、三峡电站各月电量间的关系

以每年三峡电站发电量最大月度的发电量为基数，研究其余各月发电量占月度最大发电量的比重如下。

1-4月、11-12月三峡发电量比重均小于60%，其中12月基本为40%。年底湖南、江西电力供应紧张，如果三峡电站来水充足，应该会采取三峡多发电措施，送湖南、江西，或者湖北通过多用水电少用火电将燃煤转运至湖南，缓解湖南供电压力，可见年12月份三峡来水有限，冬季12月份电量应该只能占40%左右。

上图曲线与一天光伏发电曲线相比类似，三峡电站发电量曲线，实质是以年来观察的大号的光伏曲线，如果水是因为夏季气温升高雪水融化较多的话，那水电的本质是“太阳能”，只不过是发电出力不为零的太阳能而已。三峡电站发电-年利用小时数在?之间，年度利用小时数波动达到20%，比风电、光伏年度利用小时数波动更大，实际就是大号的新能源。

三、北京各月用电量间关系

以每年北京市用电量最大月份的电量为基数，研究其余各月用电量占月度最大用电量的比重如下。

北京各月用电量与月度最大用电量最小比例60%及以上，其中12月为%。三峡电站1-4月、11-12月发电量比重均小于60%，其中12月基本为40%。从这个角度看，三峡电站发电量与北京市用电量特性还是有差别的。

四、三峡电站发电量与北京市用电量关系--夏季富余、冬季不足

从-年全年看，三峡电站电量均无法满足北京市全年用电量。分析各年各月三峡电量与北京市用电量比重如下表。

-年1-3月、11-12月三峡电站发电量小于当年北京同期月度用电量，且不到80%，因此如果三峡电站直供北京，三峡无法满足北京这五个月的电量，会产生严重的缺电，较多月份缺电量达到50%。5-10月一般三峡电站发电量均大于北京市用电量，也就是如果三峡电站直供北京，三峡会发生大量的弃水电量；个别月份三峡弃水电量达到当月的50%。

因此，从月度电量对比看，三峡电站直供北京，夏季月份基本上弃水，冬季基本上电量供应不足。四川、湖北、云南全年用电特性或许与北京有所不同，弃水电量会有所差别，但如果四川、湖北、云南仅仅配置水电机组，满足了冬季电量供应，夏季必然发生大量弃水；如果配置水电机组满足夏季基本不发生弃水，则冬季电量供应严重不足。因此，四川、湖北、云南夏季通常容易弃水；如果不配套建设火电，冬季容易发生缺电。此前四川依靠比特币矿场来解决四川弃水问题，现在依靠关闭比特币矿场用电来满足夏季电力供应，则年冬季之前四川如果没有大量常规能源机组投产，年冬季四川将严重缺电。如果四川想要冬季也多用水电，在加大水电机组建设的同时，需要建设输送通道将夏季富余电量转送其他省份，转送至没有水电的华北电网，京津唐电网或者直送北京。

五、半个三峡供北京

如果各月三峡电站发电量一半供北京市使用，剩余电量由其他电源供电，各月剩余电量情况如下图。

4-10月需要其他电源提供电量很少了，其中年10月份近乎为零。考虑到冬季北方风电大发，夏季风电偏小，在半个三峡直送北京以后，北京电量主体可以为非化石能源电量。

六、长江流域的水电

金沙江上游初步规划装机容量万千瓦，金沙江中游电站总装机容量为万千瓦，金沙江下游规划的总装机容量为万千瓦，合计金沙江上中下游电站总装机容量万千瓦。如果金沙江电站主要送电至一个区域电网，特别是省级电网，来水多则易弃水，来水少则电力供应不足。年云南降雨偏少，云南电力供应紧张，使用金沙江电站机组为主力电源的电网电力供应也应该偏紧。

金沙江为长江上游，长江干流建设了二滩、龚嘴、乌江渡、隔河岩、丹江口、五强溪、葛洲坝、三峡等电站。金沙江来水丰富，意味着长江流域来水丰富，以水电为主的省级电网，夏季容易发生弃水。干流水电就是大号的新能源。

笔者认为，解决干流水电弃水最好的办法，在5-10月份将水电输送到其他省份，特别是输送至没有水电的华北或者直接送到首都北京，在解决弃水的同时，加速推进北京碳中和，不必用在高耗能的比特币矿场。将水电送至华北，通过时空转换解决消纳问题，这一点，在建设以新能源为主体的新型电力系统时尤其重要。未来雅鲁藏布江的水电，通过四川转送至北京，或许是最好的选择。

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