上海能源從高速度向高質量發(fā)展的實踐與思考

張瀚舟

上海市發(fā)展改革研究院

0 引言

能源是現代社會的重要物質基礎和動力，是事關發(fā)展全局和國計民生的戰(zhàn)略性資源。改革開放40年來，上海能源發(fā)展實現了前所未有的重大變化，取得了巨大的歷史性成就，為上海經濟社會持續(xù)快速發(fā)展、人民生活水平不斷提高打下了堅實的基礎。特別是黨的十八大以來，面對國際能源發(fā)展新趨勢、能源供需格局新變化，以習近平同志為核心的黨中央高瞻遠矚，提出“能源革命”戰(zhàn)略思想，為上海能源進一步發(fā)展指明了方向。當前，上海能源消費和能源保障正發(fā)生著巨大變革，能源利用水平不斷提高，節(jié)能降耗取得顯著成效。展望未來，上海能源發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)并存，隨著新一輪能源革命開始起步，一個更美好的能源前景已經萌現。

1 上海能源發(fā)展回顧：從量變走向質變

上海能源發(fā)展經歷了五個方面的轉變：(1)從外延式增長向內涵式發(fā)展和結構優(yōu)化轉變；(2)從集中為主向集中與分布相結合轉變；(3)從主要依賴傳統(tǒng)化石能源向更多利用清潔能源和新能源轉變；(4)從主要注重保障供應向供應側與需求側雙向互動轉變；(5)從簡單提供能源產品向綜合能源服務轉變。

1.1 能源消費總量平穩(wěn)增長

改革開放以來，隨著上海經濟持續(xù)發(fā)展、人民生活水平日益提高，全社會對能源消費的需求規(guī)模不斷擴大。2017年，上海全社會能源消費總量接近1.2億t標準煤，是1980年的5.6倍，年均增長4.7%。隨著總量的不斷提升，各能源品種消費量都經歷了不同程度的增長和調整。從總體看，除煤炭自2011年到達峰值后消費量出現持續(xù)下降外，其余各主要能源品種消費仍處于上升通道，尤其是天然氣自1999年進入上海至今，年均增速高達27.8%。

從能源消費變化趨勢看，上海能源消費總量與經濟發(fā)展總體保持均衡，1978年-2017年，全市能源消費平均彈性系數為0.5。分階段看，能源消費彈性系數經歷了“逐漸增強、回落、反彈、穩(wěn)步降低”4個階段，（見圖1）。

圖1 1978年-2017年上海能源消費彈性系數變化

1.2 能源消費品種不斷清潔化

改革開放之初，上海能源品種較單一，主要以煤炭和原油為主，兩種能源消費比重合計占一次能源消費總量的95%以上，這一比重到2017年降為75%。作為煤炭的主要替代能源，天然氣在上海能源消費結構中從無到有快速發(fā)展，2017年天然氣消費量為83.8億m3，占一次能源消費比重超過9%。外來電及本地新能源發(fā)電比重達到16%，(見圖2)。

圖2 2000年、2017年上海一次能源消費結構對比

自2000年起，上海市太陽能、風能等可再生能源建設實質性起步。目前，風電方面已形成崇明北沿、長興、老港三個陸上風電基地，海上風電發(fā)展沿東海大橋向兩翼展開的發(fā)展形態(tài)已初具雛形，其中：東海大橋海上風電場作為亞洲第一座大型海上風電場，在我國風力發(fā)電建設發(fā)展史上具有里程碑意義。光伏發(fā)電以小型分布式為主，大多結合工商業(yè)、學校、醫(yī)院及居民住宅的屋頂建設。

1.3 能源消費結構趨于合理

上海能源消費結構隨著經濟結構深度調整而趨于合理。第一、二產業(yè)能源消費比重持續(xù)下降，第三產業(yè)和居民能源消費比重相應上升。1980年-2017年，第一、二產業(yè)能源消費比重分別由3.3%和77.7%降至0.6%和52%，第三產業(yè)則由9.1%增至36.2%。受上海常住人口增長和生活水平不斷提高的影響，居民生活用能總量和人均用能指標持續(xù)增長，2017年，居民生活用能達到1328萬t標煤，占比為11.2%，比1980年提高1.4%（見圖3）。

圖3 1980-2017年上海三次產業(yè)及居民能源消費占比

1.4 能源利用效率持續(xù)提高

40年來，上海國民經濟實現年均增速9.8%，GDP增長的同時，通過調整產業(yè)結構、轉變經濟發(fā)展方式，單位能耗穩(wěn)步下降。萬元地區(qū)生產總值能源消費在1980年為6.8t標煤，2005年首次降至1t標煤，2017年下降至0.4t標煤，約為1980年的5.8%，年均降幅高達7.4%。由于各產業(yè)單位能耗差別顯著，尤其是第三產業(yè)單位能耗僅為第二產業(yè)的50%左右，得益于產業(yè)結構調整和產業(yè)內部結構優(yōu)化的有力帶動，上海第三產業(yè)比重不斷加大，總體能源利用效率持續(xù)提高，（見圖4）。

圖4 1980-2017年上海三次產業(yè)單位能耗與地區(qū)生產總值變化

1.5 能源建設不斷推進

改革開放初期，上海主要電源點僅有閘北、楊樹浦、南市、閔行和吳涇電廠，電力供應特別緊張。經過40年的發(fā)展，上海電力供應形成1/3市內和2/3市外的總格局，基本解決了電力供應保障的問題。

1)市內電源方面，相繼建成了外高橋、寶鋼、吳涇、化工區(qū)、漕涇、石洞口等一批超超臨界煤機和閘北、石洞口、臨港、崇明等一批燃機項目?；拘纬闪宋宕蟀l(fā)電基地和若干個調峰與熱電聯產電廠相互配合的電源格局。

2)市外電源方面，形成了2+X格局：(1)華東電網內的安徽煤電基地，(2)華東電網外的三峽和金沙江等西南水電，并在華東電網內參與建設核電、抽水蓄能等項目。

3)電網方面，40年來，上海電網的最高電壓等級從220kW提升到1000kW，220kW及以上變電站數量從8座增長到135座，變電容量從138萬kWA增長到11 400萬kWA，220KW及以上輸電線路總長從511km增長到5 892km，其中電纜線路更是從6.9km增長到867km。如今上海電網已成為國內最為領先的超大型、大受端城市交直流混聯電網，形成了以“五交四直”特高壓、跨區(qū)電網以及500km雙環(huán)網為骨干的輸電格局，電網資源優(yōu)化配置能力、安全控制能力、運維管理水平均達到世界先進水平。

4）燃氣方面，上世紀90年代末，上海實現了城市煤氣全覆蓋。1999年東海平湖油氣田開發(fā)首期工程建成投產，上海浦東部分地區(qū)率先用上了天然氣，燃氣供應開始出現結構性調整。2004年西氣東輸供應上海后，全市天然氣利用得到了快速發(fā)展。2015年上海全面實現城市管道燃氣天然氣化，老百姓徹底告別了人工煤氣。在近20年的時間，上海成功實現城市管道燃氣從人工煤氣向天然氣的轉型，并形成東海平湖、西氣東輸、進口LNG、川氣等多氣源，1.6MPa及以上超高壓主干管道一張網，五號溝、洋山等LNG應急儲備和儲用結合接收站互為支撐的供應保障格局。

1.6 能源裝備技術研發(fā)和產業(yè)化取得巨大成就

40年來，上海積極聚焦國家戰(zhàn)略，在核電、先進火電、燃氣輪機、儲能、智能電網等重點領域的裝備制造產業(yè)形成了較為完整的產業(yè)鏈。其中最具代表性的為以下幾個方面：（1）制成國內首臺AP1000蒸汽發(fā)生器，首臺高溫氣冷堆壓力容器，首次全面突破核電動態(tài)刻棒技術，為我國研制先進核電技術堆型提供了強有力的支撐；（2）研制成功百萬千瓦二次再熱超超臨界機組和首臺整體煤氣化聯合循環(huán)發(fā)電（IGCC）氣化爐，使我國火力發(fā)電技術躋身世界先進水平；（3）自主設計、自行建造了國內第一艘液化天然氣(LNG)運輸船，實現我國在世界頂級船舶建造領域“零”的突破；（4）取得了大型海上風機自主開發(fā)能力，建成了國內第一條50MW硅基薄膜太陽能電池生產線，吉瓦（GW）級太陽能產業(yè)基地也已開工建設。

隨著海上風電技術裝備研發(fā)中心、智能電網（上海）研發(fā)中心、核電站儀表研發(fā)與試驗中心等一批國家級研發(fā)中心和智能電網用戶端重點實驗室、煤氣化技術研發(fā)中心等一批國家級研究機構相繼落戶上海，上海在能源裝備研發(fā)領域走在了全國前列。此外，首批“互聯網+智慧能源”示范工程獲得國家認可，同時上海市能源互聯網創(chuàng)新聯盟的成立進一步助力能源產業(yè)和信息產業(yè)的深度融合。

1.7 能源改革不斷深化

1）電力方面，1985年上海各電力企事業(yè)單位聯合組建上海市電力公司，1986年底改制成立上海市電力工業(yè)局，全面負責制訂并實施上海市電網規(guī)劃工作，對上海其他電力企業(yè)實行行業(yè)管理。2000年，根據《國務院辦公廳關于電力工業(yè)體制改革有關問題的通知》，市電力工業(yè)局電力行政管理職能移交市計委、市經委承擔，并啟動“廠網分開、競價上網”試點。

2）燃氣方面，上海燃氣行業(yè)體制經歷了三輪重大改革，1997年撤銷上海市煤氣公司，成立上海煤氣制氣（集團）有限公司和上海煤氣銷售（集團）有限公司，實現制氣和銷售分離。2000年進一步撤銷上述2家單位，成立上海天然氣管網有限公司等九家企業(yè)，實現適度開放市場并引入競爭。2003年組建上海燃氣（集團）有限公司，為申能（集團）有限公司全資子公司，負責全市燃氣安全生產、服務供應和投資建設任務，為天然氣大規(guī)模進入上海后的統(tǒng)一建設、統(tǒng)一管理打下了扎實的基礎。

2 上海能源發(fā)展面臨的新挑戰(zhàn)：多變量約束下的可持續(xù)發(fā)展

隨著經濟發(fā)展進入新時代，能源發(fā)展也步入新階段，上海在能源安全、結構調整、體制改革、要素輸出等方面面臨著全新的挑戰(zhàn)，使命光榮、任務艱巨。

2.1 能源安全保障遇到新挑戰(zhàn)

隨著上海城市影響力不斷提高，能源安全工作也更受矚目，面臨新的挑戰(zhàn)：（1）能源消費峰谷差矛盾日益突出。2017年，上海電網在短短17天內三次刷新歷史最高電網負荷記錄，最高用電負荷達到3 268.2萬kWh。隨著市外來電持續(xù)增長、用電需求放緩和上海產業(yè)結構調整帶來的用能特征變化，電網運行主要風險已由高峰電力不足轉變?yōu)楦叻咫娏ζo和低谷負備用不足的雙向風險。（2）能源輸送通道風險依然存在。電力方面，當前上海特高壓建設呈現“強直弱交”的過渡期特點，交流通道狹窄，安全隱患仍然存在。春秋季外來電力單一通道占全市用電的30%以上。天然氣方面，供應能力充足，但單一氣源比例依舊過高。洋山港進口LNG的供應占比接近50%，并通過40多km的海底管道連接城市氣網，一旦出現供應中斷將對全市天然氣保障帶來很大影響。氣源布局基本集中在城市的南部和西部，東部和北部明顯缺少，應急能力仍然捉襟見肘。

2.2 能源結構優(yōu)化進入攻堅期

當前上海通過分散燃煤治理、節(jié)能減排和增加天然氣供應能力等手段，全市能源結構優(yōu)化取得顯著成效，且已到達階段性頂峰，下一步優(yōu)化難度不斷加大。煤炭層面，進一步的減量化需要產業(yè)結構和電源結構的重大調整。削減分散燃煤工作已于2017年基本完成，上海煤炭消費集中在發(fā)電、鋼鐵、化工三大產業(yè)，煤炭消費減量要“啃硬骨頭”。天然氣層面，需求增長后勁疲軟。居民用氣已基本實現全面天然氣化，新的需求增長需要在發(fā)電和交通領域開辟?？稍偕茉磳用?，可利用的資源有限且瓶頸頗多，未來大規(guī)模推廣亟待重大創(chuàng)新技術手段突破。

2.3 能源體制改革亟待繼續(xù)深化

能源體制改革對調節(jié)能源生產、活躍市場環(huán)境、降低企業(yè)成本、提升城市安全運行、優(yōu)化能源結構等具有重要意義。在前幾輪電力和油氣改革中，由于改革內容與社會用能形勢變化緊密相連，順勢而為，阻力相對較小。但目前能源市場格局已基本穩(wěn)定，多年來行業(yè)龍頭企業(yè)在獲得壟斷收益同時，也承擔了較多的行政指令性任務，在此背景下改革難度極大。當前電力用戶直接交易、輸配電價改革、燃氣改革已逐步展開，但建立完整的市場化體制依然道阻且躋。既能保障能源供應安全、又能靈活反映市場供需變化和外部性成本的價格機制尚待形成；市外來電參與市內調峰的機制尚未理順，平衡市外來電與本地機組發(fā)展面臨低碳發(fā)展、調峰需求的兩難選擇；適應全新電力市場格局和全新電力市場主體的多方位監(jiān)督管理機制尚待建立。

2.4 能源要素輸出任重道遠

上海處于華東電網的末端，是全國最大的能源輸入城市。在能源資源欠缺的弱勢下，近年來上海利用其人才和資本優(yōu)勢，努力向能源要素的輸出城市轉型。這在當前落實國家長三角一體化、“一帶一路”和長江經濟帶戰(zhàn)略的過程中，更顯重要。支持上海能源企業(yè)和資本“走出去”，參與國內外能源基礎設施建設，服務長三角、服務全國、服務世界將是上海的職責擔當。近年來上海已經集聚了一批具有科技創(chuàng)新活力的企業(yè)和人才，儲備了一批項目和技術，并具有完善的生產配套能力。應力爭使上海從傳統(tǒng)概念上的能源輸入型城市轉變?yōu)榧夹g、服務、價格信號、商業(yè)模式等能源輸出型城市，為中國乃至世界貢獻智力和資本力量。

3 上海能源發(fā)展建議：更安全、更清潔、更智慧、更開放

按照中央能源工作“四個革命、一個合作”的總體部署，結合習近平總書記上海進口博覽會期間調研提出的“5個方面”工作要求，建議進一步在能源結構調整、基礎設施優(yōu)化、智慧能源建設、能源改革創(chuàng)新、長三角協同等方面深挖潛力，實現上海能源“安全、高效、清潔、可持續(xù)”的發(fā)展。

3.1 穩(wěn)步推進能源結構調整

建立多元供應體系，大力推進煤炭清潔高效利用，著力發(fā)展非煤能源，形成煤、氣、油、可再生能源多輪驅動的能源供應體系。

3.1.1 加快煤電轉型和燃機建設。推進石洞口、上海石化和寶鋼自備電廠等煤電機組轉型升級和清潔能源替代，加快實施吳涇地區(qū)整體轉型。有序開展奉賢、閔行等區(qū)域的熱電聯產和重點燃機項目建設，保障區(qū)域負荷備用率充足。結合燃氣發(fā)電機組國產化進程，推進國產H級燃氣輪機的開發(fā)制造和重型燃機試驗基地建設，降低天然氣機組設備價格和檢修費用，提升競爭力。

3.1.2 加大可再生能源開發(fā)力度。結合新技術的發(fā)展，充分利用工商業(yè)建筑、公共建筑、產業(yè)園區(qū)等，持續(xù)發(fā)展分布式光伏。推進崇明北部風電和杭州灣海上風電發(fā)展。

3.2 加快能源網絡優(yōu)化改造

3.2.1 優(yōu)化電網建設。省市間建立完善長三角特高壓雙環(huán)網，市域內對重點區(qū)域35KW及以下電力架空線實施入地。開展戶外變電站改造，著力解決戶外站噪聲過大等鄰近居民關心的問題。

3.2.2 完善天然氣管網。加快推進上海東側天然氣主干管網建設，盡早打通滬蘇北通道。將寶鋼專線并入全市天然氣主干網，進一步提高上海東北區(qū)域的供氣能力。

3.3 積極推進能源互聯網建設

在新的經濟形態(tài)下，以互聯網思維、借助先進信息通訊技術（ICT）和能源電力技術，實現能源產業(yè)鏈的數字化重構。

3.3.1 加強電力需求側管理。在現有用戶負荷管理范圍內，選取部分可中斷負荷，建設毫秒級精準負荷控制系統(tǒng)，優(yōu)化升級現有負荷管理系統(tǒng)。應用大數據平臺，試點對用戶用電行為開展實時分析，進一步挖掘其在用電預測、錯峰調度等方面潛力，促進供需互動。

3.3.2 建設能源大數據平臺。推進能源數據標準化，打通政府、企事業(yè)單位數據壁壘，探索多方參與、共建的能源大數據平臺。大力發(fā)展能源大數據服務應用，實現能源信息整合增值和商業(yè)模式創(chuàng)新。

3.4 深化推進能源體制改革和機制創(chuàng)新

堅定不移推進改革，還原能源商品屬性，構建有效競爭的市場結構和市場體系，形成主要由市場決定能源價格的機制，建立健全能源法治體系。

3.4.1 加快電力體制改革，穩(wěn)步推進油氣體制改革。按照上海市電力市場改革總體方案，逐步擴大市場化交易規(guī)模，加快建立電力現貨交易機制，推動輔助服務交易機制建立。借鑒外省增量配網項目經驗，制定增量配電網的規(guī)劃、建設和管理標準，擴大上海增量配網試點范圍。同時，借鑒電改經驗，在對相關企業(yè)施行成本規(guī)制的基礎上，推進油氣價格體制改革。充分利用上海石油天然氣交易中心、上海國際能源交易中心等油氣現貨、期貨交易平臺，擴大交易規(guī)模，推進油氣交易市場建設。

3.4.2 深化推進能源機制創(chuàng)新，鼓勵多種能源利用方式。加強需求側管理，進一步優(yōu)化峰谷電價、季節(jié)性電價和居民及工商業(yè)氣價，引導電力、天然氣消費。推進能源交易創(chuàng)新，探索燃氣大用戶直供。開展分布式光伏、分散式風電、分布式供能等發(fā)電市場化交易。落實可再生能源配額制，結合國家可再生能源配額制要求，將相關指標直接下達電網企業(yè)、配售電企業(yè)和用戶責任主體。建立和完善各區(qū)新能源碳排放抵扣及新能源能耗抵扣政策，調動用戶側發(fā)展新能源積極性。同時制定響應政策機制，鼓勵引導試點實現“虛擬電站”、“加電站”、“加氫站”等各種高效能源形式，進一步降低峰谷電量。

3.5 加強長三角聯動

3.5.1 支持區(qū)域能源互保互濟。加快推進長三角區(qū)域天然氣互?；褪〖壒芫W互聯互通。加快區(qū)域電力通道統(tǒng)籌建設和區(qū)域氣電聯調、電網調峰協同。利用上海海上風電科技優(yōu)勢，推進長三角臨近海域風電協同開發(fā)，促進長三角區(qū)域能源互聯網的有序發(fā)展。

3.5.2 推進區(qū)域能源市場建設。加快區(qū)域電力市場建設，通過發(fā)展輔助服務等方式擴大跨省交易電量，增強區(qū)域電力余缺調劑能力，提高區(qū)域電網安全性能。充分發(fā)揮油氣交易平臺的輻射作用，支持企業(yè)用好國際、國內兩個資源，加強地方在能源采購上的話語權。

4 結語

過去40年，上海的能源為上海人民實現美好的生活提供了安全保障、資源支撐和服務供給。放眼未來，為更好的迎接挑戰(zhàn)和機遇，上海應提前布局、積極謀劃，為建設卓越的全球城市和具有世界影響力的社會主義現代化國際大都市提供更為堅實的能源保障。