摘要：
新基建中的特高壓推動了煤電一體化體系建設，但依然無法精準度量總成本的高低。新基建中數字技術、網絡技術和優(yōu)化技術則可讓智慧礦山與智慧運輸的供需更加精準對接，從而實現(xiàn)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
清華大學互聯(lián)網產業(yè)研究院副院長兼
物流產業(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)向下游延伸開辦發(fā)電廠和電力企業(yè)向上游延伸建立煤礦，多數屬于企業(yè)多元經營，也是產業(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)產坑口電站，變輸煤為輸電模式來降低運煤成本以達到系統(tǒng)性節(jié)能環(huán)保、降本增效和增加收益的方式。
我國現(xiàn)有煤炭使用模式是由自然資源條件、經濟產業(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 60% 集中在“三西”（山西、陜西和蒙西）區(qū)域，而煤炭消費則主要在東南沿海經濟發(fā)達地區(qū)。按國家能源局 2018 年統(tǒng)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(xiàn)“西煤東運”和“北煤南運”特征。目前每年煤炭產量約 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，可見鐵路運價（貨運周轉量）直接決定了煤炭上下游企業(yè)的效益。而進口煤炭則在同質煤價格上要低 100 元/噸以上，從市場上必然制約煤炭運輸成本，但受制于通關、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格與運輸方式。
即便不考慮煤炭進口配額制度，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(tǒng)總成本的高低。
如果僅從某一條超高壓/特高壓輸變電線路+坑口發(fā)電替代煤炭運輸方式來計算成本和效益，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的點對點、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的電網功能，解決交直流并列輸電情況下的大受端電網短路電流超標問題。加上特高壓綜合服務穩(wěn)定的火電、水電、核電和不穩(wěn)定的風電、太陽能電力供給等，其服務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 條在運特高壓線路、7 條在建特高壓線路和 7 條待核準特高壓線路基礎上的新增線路，可能更突出其在綠色環(huán)保和適應于不穩(wěn)定的風電與太陽能發(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)網和人工智能等基礎實施建設推進了煤電一體化的智慧礦山體系構建，無論是井工礦還是露天礦都可以將資源在煤電兩個體系內進行系統(tǒng)配置，但從體系上依舊是供應鏈兩個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煤炭配煤，逆向運輸同樣能夠降低系統(tǒng)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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