如何优化电力设施布局

文 | 刘自敏 崔志伟

在当前各地经济发展水平不一、电力需求难以预测的环境下，基于输配电网等电力基础设施具有长期耐用性，因此目前的电力基础设施布局以及输配电网的规划等是否合理值得探究。

作为日常生活及工业生产中不可或缺的二次能源，电力由于其便利性在整个能源终端消费系统中占比可达到25.8%；而且消费量也呈现快速增长的态势。为了保证电力消费与生产间的衔接平衡，我国实施了“西电东送”工程，一定程度上解决了电力资源与电力负荷分布不均衡的状况。

由于资源禀赋的差异，电力二次转化过程中主要集中在山东、西南地区、沿海地区。可以看出在电力能源的产消衔接间，一方面对于电力生产的电厂选址尤为重要，另一方面对于电力运输的输配电网布局设计也不可忽视。

纵观目前基本形成的输配电网格局，可以明显看出东部地区是其重点区域，南方等区域分布相对较少。

在当前各地经济发展水平不一、电力需求难以预测的环境下，基于输配电网等电力基础设施具有长期耐用性，因此目前的电力基础设施布局以及输配电网的规划等是否合理值得探究。分析电力消费的时空分布特征对电力基础设施的整体布局进行前瞻性规划就显得尤为重要，同时也能为进一步的电力市场改革和经济有序发展提供坚实的基础。

由此可见能源消费的动态时空变化是国家能源布局中的重要问题，因此本文以电力消费为例可视化了电力消费重心的动态变化，并进一步通

过广义迪氏指数分解(GDIM)分析了电力消费量变化的影响因素。研究发现：（1）三类电力消费重心都位于中部偏东的地区，同时呈现出整体向西南方向迁移的趋势；（2）各地区的年均电力消费增长率不一致，综合作用下导致了电力消费重心整体向西南方向迁移；（3）经济产出规模效应和投资规模效应是促进电力消费的主要推动力；（4）电力强度效应与投资效率效应则是抑制电力消费增长的主要因素。

本文希望能为优化能源布局和能源政策制定提供理论支持和政策指导。

电力消费的时空分布趋势及影响

重心概念来源于物理学，Hilgard（1872）首次将其用于研究美国的人口问题，此后这种简洁的方法就被广泛应用于诸如人口、农业、能源等地理分布领域的研究，因此将重心引入电力行业来研究其消费的空间分布特征是一个可行的方法。同时重心主要由地理位置和研究属性决定，当地理位置保持不变时重心的变化就反应了研究属性的变化，即电力消费重心迁移背后的根源在于电力消费量的变化。因此本文通过电力消费重心来反映我国电力消费的空间分布状况，以重心迁移来响应时间趋势，并进一步使用GDIM分析电力消费量变化的影响因素。

伴随着能源改革市场化的进一步深入，当前国家发改委将电价等要素价格调整权力下放至省级层面，同时各地区间经济发展水平不均衡、产业结构差异大、人口及能源等要素分布不均，使得省域间的电力消费特征和电力消费的影响因素有较大的区域差异性，明确与识别省级层面的消费重心动态变化及其影响因素对于市场化改革下进行精准能源战略布局具有重要的现实与政策含义。因此本文分别从全国层面和省级层面出发来对电力消费的相关因素进行分析。

本文所使用的数据主要为以下几部分，地理信息中的经纬度数据来自于网站GPSSPG，由于在计算省级电力消费重心中需要用到下一级区域经纬度，本文参照通用做法采用各地区地级市的行政中心的位置来指代地理中心以计算电力消费重心。而各地级市电力消费以及分解所用指标数据均来自《中国城市统计年鉴》。基于全国286个地级市2004—2016年的分类电力消费及相关数据，本文分别从全国层面和省级层面可视化了社会用电、工业用电和城镇居民生活用电三类电力消费重心的动态变化。

如何优化电力设施布局

三类电力消费重心都位于中部偏东的地区，同时呈现出整体向西南方向迁移的趋势。社会用电重心的迁移与工业用电重心迁移具有同步性，同时这三类电力消费重心分布均受地理地貌等因素的影响。由于我国各地区资源禀赋的差异，导致电力消费与电力生产空间上的不匹配，因此供需中的电力网络布局就尤为重要。

政府部门要筛选主要的电力供需点及中转节点，基于地理地貌条件构建以主要节点为核心的全国输配电网络体系并优化骨干电力网络的布局。能源基础设施的选址如能源基地、大型电力变压站等应当要围绕电力消费重心所在的经济发达城市，达到以最小的经济成本来最大化其辐射范围的优化目的。同时电力行业作为与民生息息相关的公益性行业既要保证“户户有电用”，又是经济发展的基础，要权衡好电力供应的效益与民生的衔接，在保证供电网络全面展开的基础上提倡电力生产的终端化、分布式趋势。

东北地区的年均电力消费增长率最低，北部沿海、东部沿海次之，而形成鲜明对比的是西北地区的年均电力消费增长率最高，达到了16.27%，综合作用下导致了电力消费重心整体向西南方向迁移。电力消费重心反映了电力消费的空间分布特征，其移动趋势在短时间内一般不会改变，这也说明了西北地区、西南地区及南部沿海等地区是未来电力消费增长的主要区域。但目前的输配电网等电力设施布局规划仍然是侧重东部地区，对于西南、西北等高电力消费增长率地区没有予以重视。

基于能源基础设施的长期耐用性和投资规模大的特点，因此在能源基础设施布局、能源基地的规划中要着重考虑能源消费重心的动态变化趋势，高电力消费增长率地区的能源基础设施配套及时跟上。考虑到南部沿海地区的港口优势和山区地势等，石油储备基地、液化天然气接收站等重要能源储备基地在未来应该适当地在我国西南部进行布局，以防止突发事件及能源短缺等情况的发生。

如何提高电力利用效率

经济产出规模效应和投资规模效应都是促进电力消费的主要推动力。电力作为一种稀缺资源，同时电力行业也是高耗能、高排放行业的典型代表，应当在有限的电力消费量下实现最大的经济产出。经济发展带来的电力消费是不可避免也是不能避免的，因此在保证经济良性发展的基础上通过有效控制固定资产投资的结构与规模来切实降低电力无谓消费是有必要的。

由于固定资产投资在一定程度上能够拉动经济增长，各地政府也时常爆出重复建设、盲目投资的行为。基于此政府要严格把控固定资产投资的审核并加强审查，叫停为实现经济“数字上”发展的GDP工程、面子工程等，同时通过政策调控、银行资本审查等途径严格控制产能过剩行业的盲目扩产。对于企业方面要提高固定资产投资的利用效率，避免产能浪费，实现效益与效率的同向进步。

电力强度效应与投资效率效应则是抑制电力消费增长的主要因素，但存在较大的区域差异性。这里值得注意的是，抑制电力消费增长不是抑制正常的电力消费需求，而是通过提高电力强度效应与投资效率效应，在实现同样产出的条件下以更低的电力消费量来达到经济发展的目的。电力强度效应与投资效率效应可以通过低碳高效率的技术、设备等方法来提高电力的利用率。

因此要加快产业转型升级，将创新作为发展的重要驱动力以实现技术升级，提高电力能源利用效率与固定资产投资的投资效率。在此基础上考虑到区域间的差异性以及技术代差等，要实现建立起将技术等从高利用率的地区向低利用率地区转移的有效途径，同时整体层面上要注重相关技术推广研发等实现共同进步。

随着《电力发展“十三五”规划》的发布，已经明确提出要优化风电布局、有序开发风电光电，推进沿海核电建设，进一步论证全国同步的电网格局。由于我国能源利用结构的特殊性以及电力行业的二次生产性，导致电力行业的优化布局仍然困难重重，未来应当继续关注电力能源基础设施的布局优化。