據網絡新聞熱議，近期東北地區多個城市發布限電通知，不僅限制了工業用電，居民用電也同樣受到影響。不少居民在社交平臺稱用電高峰期“沒有通知就被突然停電”，生活和工作都受到較大影響。此后，包括遼寧、吉林、黑龍江等地均發布通知作出回應。9月26日，遼寧電力保障工作會議就指出，9月23日至25日，電力供應缺口進一步增加至嚴重級別。為防止全電網崩潰，東北電網調度部門依照有關預案，直接下達指令執行“電網事故拉閘限電”，用電影響范圍擴大到居民和非實施有序用電措施的企業。其實從今年9月以來，已有江蘇、云南、廣西、浙江等10多個省份陸續啟動限電措施。在更早前的夏季，包括廣東、浙江在內的多個省份都有相應限電措施，但主要對象是工業用電，民用用電并無太大影響。此次東北限電潮對民用用電的影響較大，才讓新聞迅速發酵。

　　針對東北拉閘限電的原因，也是眾說紛紜。有人認為是煤價過高，電廠出于經濟性不愿意生產。由于國家政策限制了國內煤炭的產能和煤炭的進口，近幾年煤價一路上漲（圖1）而煤電上網電價并沒有相應上漲，從而影響了煤電廠的積極性。也有人認為這并不是主要原因，是因為國內兩高項目紛紛上馬導致全國性用電緊張，而東北風電比例過高又加上東北近期風電發電量明顯降低（圖2），所最終導致。還有人認為是能源需求尤其電力需求上漲太快，而東三省均出現了用電量高增長。據中電聯公布的電力運行簡況，2020年1-8月全社會用電量僅同比增長0.3%，除第一產業和居民用電同比增長外，第二產業和第三產業用電均出現了同比下降；而2021年1-8月全社會用電量同比增長13.8%，各部門用電量均呈現同比的高度增長，三產用電更是同比增長21.9%，二產和工業用電同比增長僅13.1%但基數較大。關于2021年電力需求迅速增長的原因，也是觀點不一。有人認為是國際疫情的原因，除我國復工復產較好之外，許多國家的制造業都受到了嚴重影響，導致我國制造業的出口需求增長較快。也有人認為并不是疫情的原因，而是因為國內新基建項目的全面開展，拉動了產能建設而導致電力需求快速上升。就東三省而言，依據各省和國家統計年鑒、國電投網站公布數據，2020年全年吉林、黑龍江、遼寧的用電量同比增長僅3.2%、2%（僅工業用電）和幾乎為零，而2021年1-8月同比增長成了6%、8.6%（僅工業用電）和9.5%，也跟2020年形成了較大反差，體現了2021年東三省電力需求的強勁增長。

圖 1 環渤海動力煤價格指數, 元/噸

圖 2 東北地區風電發電量占工業用電比重（上圖）和風電發電量（億kWh）變化趨勢（下圖）

　　上述這些看法和觀點均有可取之處，但也限于局部視角，總體上東北限電事件背后的原因還缺乏一個系統性的闡述。就我個人的看法，東北限電是一個偶然中的必然事件，還得從能源和經濟低碳轉型的全局高度來理解其表象背后的根源性問題。這背后的根源性問題是長期性和全局性的，尤其其中凸顯的煤炭利用問題是我國不得不長期面對的一個大矛盾焦點。該矛盾的兩面在于：

　　1、就現實來看，煤炭還占我國一次能源消費的50%以上，它對我們的發電、工業原料和工業民用燃料都有很重要的基礎性保障作用，仍然是支撐經濟發展和保障能源安全的主要支柱，其作用短期內尚難以取代。如果經濟發展突然提出較大的新增能源需求，又或者一旦出現了油價氣價的劇烈上漲或者中斷，那我們最后的保障還在于煤炭；

　　2、就長期來看，為了實現“雙碳”目標，控制和減少煤炭消費又勢在必行。所以，這就構成了一組矛盾。就近期而言，個人判斷我國圍繞煤炭的爭論和行業波動還會持續進行，問題仍然會層出不窮，根源就在于：實際上，我國目前并沒有足夠的擺脫煤炭的能力。這個能力的缺失是全方位的，不光是技術，還包括系統、市場、政策甚至社會制度和文化，都沒有為此做好足夠的準備。雖然我國已經宣布了雙碳目標，但其實整個社會的認識、管理和技術并沒有及時跟上，這是一場極其浩大的社會系統工程。

　　學者一向喜歡就事件背后的原因和道理進行探究，因為這可以解釋一整片的問題并找出根本性解決方案，而不是就單個問題來論或簡單頭疼醫頭、腳疼醫腳。結合我主持的清華-力拓資源能源與可持續發展聯合研究中心2021年初出版的二期項目的英文著作中的研究成果，可以提供一些系統層面、戰略層面的視角和啟發。該書融合了清華大學能動系、核研院、電機系、人文社科學院、地學系、環境學院和車輛運載學院等7個院系的多學科視角，第一章是“全球氣候變化背景下的我國能源轉型戰略”，其中就指出了至今還存在的一些挑戰和出路，適用于加深對東北限電問題的理解。該事件背后隱含了我國能源發展中能力缺失的三個重要方面：

　　（一）能源與經濟發展不協調，能源供需建設屢次不匹配

　　東北限電事件并非第一次出現的重大能源供需問題。過去20年（圖3），我國能源供需情況始終處于能源供需建設不匹配的震蕩之中。2000年后，因為能源需求超出預期，屢次突破規劃值導致能源供應手忙腳亂。當時也是一輪全國性的煤電油運全面緊張，并刺激了之后能源供應產能的建設。2008年金融危機之后，不管是能源供應和需求的產能建設都有所放緩，但恢復經濟的四萬億投資計劃又刺激了產能建設并加劇了能源供應的產能擴張。2014年之后，出現了嚴重的產能過剩以及供需的震蕩。到現在又再次出現了能源供應緊張、缺電限電的局面。這說明我們國家在這方面的能力上仍然有待完善，能源與經濟不協調的問題依然存在。能源供應的建設節奏總是不能及時地跟上經濟發展的變化，相互之間總有不協調的問題存在。

圖 3 1980年-2018年我國能耗增長情況

　　為了理解能源與經濟的供需銜接關系，可以用我們的最新學術成果來進行解釋。圖4是我所指導的章景皓（Chong Chin Hao）博士的博士論文中的一張“我國嵌含能分配桑基圖”，也是我們所出品的最復雜的一張能源桑基圖。圖的左半邊是能源供應的部分，從各種的一次能源來源到轉化、再到各個終端用能部門。右邊我們嘗試應用嵌含能的理論和方法，把一次能耗責任在經濟內部的復雜投入產出關系給揭示出來，從耗能商品到最終商品、再到最終使用，聯系到了驅動經濟的三駕馬車：本地消費、凈出口和固定資本形成。這樣，從圖的最右邊到最左邊，就可以理解從經濟增長到產業耗能再到一次能源需求的整個貫通過程。其中的主要特點（2015年數據，重點已圈出）包括：

　　1、最右側，無論出口（各類裝備）還是固定資本形成（建筑商品），對于金屬的耗能都有較大的拉動作用。可以看到驅動能耗的主要是固定資本形成，占45%的一次能耗責任。而出口快速增長也會促進固定資本形成，因為產能可能不足；

　　2、向左走，可以看到整個金屬生產加工的耗能責任非常突出，占1/4還要多。強勁的固定資本形成和出口都會拉動金屬產量增加，從而加大能耗。例如，近年來我國鋼鐵產能一路上升，就可以印證這一點，而鋼鐵是最重要的耗能金屬。金屬的耗能不光會帶動電力需求從而拉動對煤電的需求，同時也會引起對于原料型（焦炭）和燃料型的煤炭需求。所以鋼鐵等金屬對煤炭的拉動作用是很強的；

　　3、再向左，在電力部門仍然是主要依靠煤電，而新增的風光等可再生能源發電也需要煤電來調峰。而煤電調峰、低運行小時數的狀況目前并沒有足夠的政策支持，會影響到電廠的積極性。如德國對于調峰電源有專門的備用市場，調峰的火電由此可以享受高電價；

　　4、再到最左邊，電力和燃料的需求驅動煤炭需求在增長，而我們卻在采取限制煤炭生產和進口的措施，這整個構成了左側能源供應建設和右側經濟發展需求的一組供需矛盾。

圖 4 2015年我國一次能源消費責任—嵌含能分配桑基圖

　　看完這張圖，大家應該可以理解這是個系統性的問題。一旦前面的能源的各種管控措施并沒有跟后面的經濟狀況相協調，就會出現供需矛盾。背后也有體制上的原因，目前主管能源的部門主要關注能源安全，經濟的調控是另一個部門負責，而碳排放又是一個單獨的部門在管控，三個職能不同的部門間協調起來避免經濟低碳轉型過程中隨時可能出現的能源供需震蕩，難度無疑較大。

　　（二）能源與基礎設施不協調，靈活性能力嚴重不足

　　低碳轉型過程中，能源系統要接納高比例的可再生能源，這對系統的靈活性要求非常高。為了保障靈活性，我們不但要有很多靈活的電源，還要有大量的儲能設施以及電-熱-燃料靈活轉換技術，還要為此去建設和改造整個包括智能電網、智能熱網和智能燃料網在內的龐大基礎設施。這不光是智能化改造，也需要硬件的配套建設，背后涉及的投資動輒萬億規模。因為即使一個小小的配電網改造都需要耗費幾個億。這樣的投資目前還遠遠沒有完成，因此目前來看整個能源系統的靈活性是嚴重不足的，一旦出現什么狀況就會出現東北限電這種電網可能崩潰的事故。以前我們的靈活性主要是依靠化石燃料尤其煤炭的靈活性、可靠性來保障的，目前化石燃料占據一次能源消費的80%以上。如果2050年，切換到80%以上的非化石能源的話，整個系統的靈活性、可靠性如何保障將是一個巨大的問題。這一切換并非能夠立刻發生，也并非一帆風順。

　　如果煤炭和其他能源能夠協同以利用，建設多能互補體系也許能夠提供一些較低成本的過渡性解決方案。比如煤和生物質耦合發電可以為煤電站平穩過渡到碳中和甚至負碳電站提供辦法，從早期低比例摻燒生物質到長期的百分之百生物質電站。歐洲已經有許多煤電站開始這樣的改造，而我國的進展較為緩慢。一方面是生物質資源不足、成本過高的問題，另一方面，多能互補體系建設過程中，需要將許多目前各自核算、各自發展的行業整合在一起，這無疑具有較大難度，需要突破許多體制機制上的問題。東北的生物質資源相對是比較豐富的，生物質能源利用和發電也有較好的基礎，應該在這方面加快探索。

　　（三）能源與區域不協調，區域間的應急支援能力不足

　　因為行政管理分割的問題，各個區域在能源供需上存在各自優化現象，很多時候并不能做到全國一盤棋的理想性優化調度。區域間的能源互通基礎設施也是不足的，需要在低碳發展要求下加強建設。一旦出現緊急事件，基本以自救和已經建立的通道進行跨區域協調為主，而且也跟區域的全國位勢有關。這樣，在區域協調方面東北有可能處于一個被忽視的地位，也缺乏跨區域通道。圖5是我們繪制的2016年各省份能源分配桑基圖，可以看到東三省在右上角。其能源供需的主要特點是：除了石油產品方面和外部有較強的互通外，煤炭和電力基本是自給自足的，所以和外部的互通能力應該不足。一旦出了事故，因為跟外界的能源通路不夠，容易導致應急調度能力存在限制。國家的區域戰略也是以強調某片區域為主，跨大區域的大規模協調目前應該不但缺乏基礎設施布局，也缺乏體制機制的保障。

圖 5 2016年我國各區域能源分配桑基圖

　　以上指出了我國能源低碳轉型過程中在能力上的三個薄弱之處，均和東北限電有著密切的關聯。所以，我國為了迎接低碳轉型、經濟波動、能源系統靈活性不足以及區域缺乏協調等挑戰，可以考慮照顧到各個區域自己的資源和經濟稟賦，加快區域智慧能源系統的建設和布局。比如農業、旅游業比較豐富的偏遠地區可以發展智慧農場，利用土地資源大力開發可再生能源并輸出；工業和礦業比較集中的工業園區，應該把它建成智慧工業園區，在生產工業產品、循環資源和材料的同時，也要發揮工業園區穩定器的作用，因為工業能耗比較穩定可控。并且，材料的存儲最為方便，相當于儲存了嵌含能。這比儲燃料、儲熱和儲電（成本依次增加）的成本都要低。而人口集中、服務業發達的城鎮需要實現高度電氣化和能源集約利用，發展建筑和交通等需求側調節措施。這三類區域的輸出產品和能源供需有不同的特點，相互之間需要比較發達的智慧能源和交通網絡來連接。這樣，各類區域都可以在未來的低碳社會、美好生活中找到各自的位置并相互聯系配合，達到整體最優的效果。

圖 6 我國區域智慧能源系統的未來構想

　　上述只是一個理想化的構想，但可能這是未來的方向，因為指出了美麗我國、低碳社會、可持續能源的未來可能圖景。為了實現這個構想，其實現在的體制機制面臨的挑戰很大。第一，許多事情已經超出了傳統的能源管轄范圍，很多時候需要上升到能夠統一經濟、能源和減碳事務的統籌協調高度；第二，我們能源治理體系和治理能力的現代化需要加快，尤其目前垂直式、層級式、條塊分割的管理，導致對地方、基層出現的一些形勢變化的反應嚴重不足，管理僵化或過渡調節都會導致經濟和行業的震蕩；第三，能源市場和企業需要加快改革，很多企業已經在行動，聲稱要打造綜合服務性能源企業。但實際上進程并沒有這么理想，綜合能源服務的方向肯定是正確的，但是需要一定過程和艱巨的改革；第四，因為溝通交流至關重要，而且需求巨大，所以智慧化管理信息系統的建設必須推進。

　　就本文整個結論來看，東北限電事件其實是我國低碳轉型過程中保經濟發展、保能源安全、保減排目標的“三難”困境的一個具體體現，根源在于低碳轉型所需的能力不足。如果能力建設沒有及時跟上，今后這種問題還會持續出現。為了避免問題過于嚴重，我們要大力加強相關能力建設，保證能源、經濟、基礎設施和區域的協調。很大程度上，許多問題已經不是單個領域的工程技術問題，更多是體制機制和基礎設施的問題。但是反過來看這個事件，也許是好事，東北限電充分暴露了我們低碳轉型中的重要能力不足，以及東北振興中實際問題的缺乏關注，未來可能就會得到更多的關注。

　　附錄1：關于本文匯報時的一些問答（Q&A）記錄

　　Q1：拉閘限電和國外的油氣漲價邏輯是一樣的嗎？

　　A1：都是低碳轉型遇到的問題，基本是一樣的邏輯，也是體制機制不足，靈活性尚未完善。我也一直在憂慮我國的天然氣安全問題。

　　Q2：這個時間馬上就要到冬季，東北會不會存在為了保證冬季能有一個穩定的供暖，所以在這個時候選擇了居民限電，這個季節對居民造成生活影響不是很大，因為如果到了冬季供暖跟不上影響更大？

　　A2：要相信我國的應急能力，一旦暴露的問題，我們應急能力是很強的，現在馬上政府就已經派出去工作組要保證整個過程煤炭工業、消費的事情。

　　Q3：能否在一定程度上認為疫情導致今年爆發出來限電問題？

　　A3：還是要分近期和長期，疫情雖然說對社會有特殊性，但如果光從經濟角度來看，疫情只是諸多影響經濟波動的因素之一，比如說戰爭、金融危機都會對我們的經濟產生震蕩性的沖擊。如果我們能源的建設規劃、管理沒有足夠的前瞻性和敏銳性，還會出現類似的情況，但是一定要分辨的是，低碳轉型是一個長期的大趨勢，因為工業文明已經不可持續而且對地球生態系統的影響已經大到一定的程度，有可能影響生態系統的整個穩定。在此形勢下世界就不斷地暴露我們整個系統的穩定性和可靠性問題。目前研究中考慮不足是考慮的過于簡化的情形下我們怎么去滿足供需平衡，但是彈性考慮不夠，很難預測這種突發的事件，但我們有責任將其控制在較小的范圍。做規劃的目的并不是避免所有的問題，而是避免那些看得到的問題。

　　Q4：這個事情是不是真的是不可預測的？這樣的情況今年年初或去年下半年就有類似的情況，當然沒有這么嚴重，也就是其實大家已經看到這個問題了，我們為什么反應還是有點慢？有種事后諸葛亮這種感覺？事前諸葛亮的聲音聽不到？

　　A4：其實我估計下面早就已經知道了，但是聲音傳不上來，通路過長了，也缺乏有影響力的專家。所以至少我很慶幸在北京這種大城市已經有很多的專家，但是在地方上的研究能力、發聲能力不足，導致聲音傳播通道長而且容易阻滯。我覺得下一步要加強地方智庫建設。中央和地方、政府和企業的很多協調問題，需要一批又懂工程技術又懂治理管理問題的人在中間起到潤滑的作用。

　　Q5：有很多的猜測和分析是因為國家接了其他國家沒有辦法生產的訂單導致國家抑制這種短期的行為，才來限電，又有說為了保障冬天供暖，我很不確定到底這個增加的用電需求哪里來的？

　　A5：這些都只是猜測，我們主要找到最新的數據去拆解，這也需要一些時間。但我也發現有一個問題，我們做學術研究時間耗費很久，這個時候兩三年都已經過去了，的確需要有一些能把學術理論變成行業實踐的人。我們也得需要進行一些簡化的工具每年能快速預測和得到應用，定期發布出去就有用。

　　附錄2：東北電力需求的數據來源

　　吉林省2020年全社會用電量805.40億千瓦時，增長3.2%。全省萬元地區生產總值能耗比上年下降1.6%。http://tjj.jl.gov.cn/tjsj/tjgb/ndgb/202104/t20210415_8027371.html（吉林省統計局）

　　吉林省2021年1-8月全省合計用電量550.54億千瓦時，同比增長6.0% http://tjj.jl.gov.cn/tjsj/jdsj/ydqk/202109/t20210930_8235430.html（吉林省統計局）

　　黑龍江省2020年全省工業用電量598.5億千瓦時，同比增長2% http://tjj.hlj.gov.cn/tjsj/ydsj/202104/t20210408_87119.html（黑龍江省統計局）

　　黑龍江省2021年1-6月全省工業用電量309.2億千瓦時，同比增長8.6% http://tjj.hlj.gov.cn/tjsj/ydsj/202109/t20210924_89026.html（黑龍江省統計局）

　　遼寧省2020年全省合計用電量2423.40億千瓦時，幾乎沒有增長（2019年2401.47億千瓦時） data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=E0103（國家統計局）

　　遼寧省2021年1-8月全省合計用電量1718.0億千瓦時，同比增長9.5% http://www.spic.com.cn/zhxx/202109/t20210922_317105.html（國家電投）

文：麻林巍 | 數據收集：于澤華

清華大學能源與動力工程系

清華-力拓資源能源與可持續發展聯合研究中心