摘要：
新基建中的特高壓推動(dòng)了煤電一體化體系建設，但依然無(wú)法精準度量總成本的高低。新基建中數字技術(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的供需更加精準對接，從而實(shí)現資配配置更優(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(cháng)兼
物流產(chǎn)業(yè)研究中心主任、博士生導師
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(kāi)辦發(fā)電廠(chǎng)和電力企業(yè)向上游延伸建立煤礦，多數屬于企業(yè)多元經(jīng)營(yíng)，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(lái)降低運煤成本以達到系統性節能環(huán)保、降本增效和增加收益的方式。
我國現有煤炭使用模式是由自然資源條件、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構和國家用煤政策共同決定的。
內陸煤炭資源分布不均衡，市場(chǎng)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(guò) 60% 集中在“三西”（山西、陜西和蒙西）區域，而煤炭消費則主要在東南沿海經(jīng)濟發(fā)達地區。按國家能源局 2018 年統計，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、內蒙古、廣東、山西和河北，呈現“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 年達到 24.6 億噸，計劃 2020 年鐵路煤炭貨運量將達到 28.1 億噸，且平均運距在 620 公里左右，可見(jiàn)鐵路運價(jià)（貨運周轉量）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(jià)格上要低 100 元/噸以上，從市場(chǎng)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(jià)格與運輸方式。
即便不考慮煤炭進(jìn)口配額制度，可代替煤炭運輸的坑口發(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量，當然這主要取決于坑口發(fā)電加超高壓/特高壓輸變電系統總成本的高低。
如果僅從某一條超高壓/特高壓輸變電線(xiàn)路+坑口發(fā)電替代煤炭運輸方式來(lái)計算成本和效益，未必就得出超高壓/特高壓輸變電的設備投資與運行成本低于鐵路貨運的投資與運行成本的結果；但特高壓不僅解決了直流輸電中間不落點(diǎn)的點(diǎn)對點(diǎn)、超大功率、超遠距離直接輸送負荷中心，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(diǎn)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)短路電流超標問(wèn)題。加上特高壓綜合服務(wù)穩定的火電、水電、核電和不穩定的風(fēng)電、太陽(yáng)能電力供給等，其服務(wù)的多樣性與綜合成本可能遠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(xiàn)路、7 條在建特高壓線(xiàn)路和 7 條待核準特高壓線(xiàn)路基礎上的新增線(xiàn)路，可能更突出其在綠色環(huán)保和適應于不穩定的風(fēng)電與太陽(yáng)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、大數據中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等基礎實(shí)施建設推進(jìn)了煤電一體化的智慧礦山體系構建，無(wú)論是井工礦還是露天礦都可以將資源在煤電兩個(gè)體系內進(jìn)行系統配置，但從體系上依舊是供應鏈兩個(gè)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。
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