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锂电行业“限电”里的真相

连线新能源 | 以信息推动清洁能源发展 2021/10/11 15:25

摘要

当人们的生活受到实质性的由点到面的影响,“限电”就不再只是一个在工业生产上具备意义空间的词汇。而对于锂电池行业上游最近的限电,则一时间舆论哗然。

实际上,据不完全统计,今年8月起至少20个省份陷入不同程度的限电潮,大多针对高耗能行业有所限制。因此,限电不是仅仅对锂电池行业。

然而,“限电”中的真相,却远没有如此简单,煤价、煤矿、能耗双控(强度和总量,Energy intensity和Carbon intensity等。)、风电、电力传输、电网管理等因素与环节交叉影响,最终使得在这个初秋的9月,停电成为了中国社会生活生产中的焦点之一。

事实上,将这一切归因于“能耗双控”,并不完全客观和贴切。斑驳的文件显示,根据2021年政府工作报告要求,单位GDP能耗降低3%左右,与2019年相同,而这一任务目标,比2017、2018年要求都有所降低(从2010年的8%往下降)。视乎更像是一张政策图擘画到底。

另外,在处理突发性事件时,调度人员在准确判断的前提下,必须要果断,不能瞻前顾后,“决策在一瞬间”。

拉闸限电来临的那一刻,往往毫无征兆,哪怕是再火的锂电池行业也是如此。

9月底,北方多地企业、居民对此深有体会。有企业在限电的前一秒刚刚整好一桶浆料,准备生产隔膜,很不幸就停电了,设备受损;沈阳某些街道的红绿灯停止运行,哈尔滨商场提前歇业,也真是,勿谓言之不预。

而基于此,形成对锂电池行业减产,业绩要打折的信息也满天飞,猜想不断,这又是行业的互相伤害,最终没有看到本质,也解决不了问题。

单独归因于任何一个环节都不客观,也没有实质意义,更多需要系统思考,闭环管控。“只有相对完美的解决方案,没有最完美的解决方案,决策就在一瞬间。”面对是否要拉闸的抉择时刻,富有经验的电网前调度人员陈冰(化名)告诉xEV动力电池圈,这一岗位最基本的工作原则是:以最小的代价防范更大范围的风险,因此必须要果断,如果不及时切断线路减少用电负荷,可能造成更大范围的影响,后果便不堪设想。

陈冰表示,一般供电线路上既有民用负荷也有工商业负荷,在非常紧要关头,他以树的结构作比喻:“每一根树杈上结的不同的果实对应着不同的负荷,在切除的时候就相当于把这个树枝直接掰掉了,没有时间一个一个地去摘果。”因此,我们看到限电,都是一片片的,不是一点点的。

然而,这只是电网一个环节上面对应的技术性处置逻辑,当锂电池蓬勃发展带来的超大用电与限电的“一刀切”问题演变成一个社会经济运行的关键所在时,则要因地制宜进行合理处置,就不能过于简单粗暴了。

9月29日,针对当前形势,国家发改委表示,通过多渠道增加能源保供资源、发挥好中长期合同“压舱石”作用、进一步做好有序用能工作、发 挥好能源储备和应急保障能力的重要作用、合理疏导用能成本、有效控制不合理能源需求等六方面手段 ,应对近期能源供需偏紧的情况。 由此,才看出真章,这才是“限电”里的真相。

49.8~50.2赫兹:“决策真是一瞬间”

陈冰在北方某地曾有近20年的电网调度工作经历。在他的印象中,2008年以来,几乎从未发生过限电的情况,所见都是生活灯火通明、生产热火朝天。而他所在的地方,需要满足很多化工行业的用电需求,其中就有锂电池材料的生产用电需求。

据陈冰讲述,一般的情况下,发电厂(火电或水力发电)发出的电和用户的用电负荷应当时刻保持供需平衡(至少是可控)。虽然电是可以储存到电池里面(化学储能),但是目前的技术还达不到大规模储存,中国的电化学储能建设还在起步阶段。“就目前来说储能对实际运行能起到的支撑或者调节作用还是很弱的,10%配套装机量,电价4倍上网,短期还是看不到效果。”,陈冰说到。

“目前存在的问题在于,发电侧(火电占比65%左右)的发电能力已经满足不了用电侧的负荷需求,最根本原因主要还是发电侧的电煤涨价。”据陈冰说,为了保证供电安全,当发电侧满足不了用电负荷的时候,就要削减相应的用电负荷,始终要保持一种平衡。这逻辑非常的简单,一旦电力短缺,各方就得采取调整峰谷分时电价手段,引导企业错峰生产等措施。

“首先,在调整用电侧的用电负荷之前,肯定是要先调整发电侧的发电能力。”陈冰判断,目前的情况下,即使没有达到额定的能力,但是对应当时发电状态来说,肯定是已经达到峰值了。

据了解,在中国大陆,供电允许在正常频率上有小范围波动。电网正常运行的频率是50赫兹,而这一数值也意味着发电能力跟用电负荷是匹配的。

而“49.8赫兹~50.2赫兹”是电网调度人员极其敏感的一个频率阈值,拉闸限电也通常发生在这一临界点。当电网调频的工具手段用尽,不具备调减空间,系统频率低于49.8赫兹,采取事故性拉闸似乎不可避免。

目前最大争议之一是,电网在自身用电紧张的情况下,还在向电网输送电力。陈冰解释称,电网可能在年初用电富余时与用电方签署了协议,首先要保证履行合同,毕竟用电方这一年的生产供电也是按照协议的内容去安排的。

当出现电力缺口时,电网会先启动有序用电的措施削减用电负荷。陈冰介绍,有序用电是一种“计划性”的预防措施,通知用户在某一个时段做好准备,节省用电量,这种计划一般是提前3天左右。

“电网互联的优势是盈缺调剂,不是一成不变的。”陈冰透露,多地用电紧张的局面始于今年7/8月份的迎峰度夏期间,实际上自那时起电网已经向外地减送了很大比例的电力,这不是我们现在甚嚣尘上的“阴谋推论”。

xEV动力电池圈翻看了《有序用电管理办法》,编制年度有序用电方案原则上应按照先错峰、后避峰、再限电、最后拉闸的顺序安排电力电量平衡;率先保证党政军机关、生产高危化学品的工厂,以及医院、学校等重大社会活动场所不受影响, 高耗能、高排放、 景观照明用电均在重点限制之列。应该说,所有的行为还是有迹可循,是有所依归的。

陈冰表示,按照国家的管理规定,有序用电的最大调整能力是用电负荷的20%,也就是说,假设当前最大用电负荷是100万KW,而目前的供电满足不了100万KW的需求,就需要削减一部分用电负荷,通过有序用电的措施最大能够降到80万KW,即最大负荷的20%,而20%以外,如果还是无法满足电网的正常运行要求,就有可能采取事故性拉闸。

一旦走到拉闸限电这一步,就意味着来不及告知用户了,因此才会有无通知、无预警、不定时的争议用语。而此次多地暂时限制居民用电实为紧急情况下的无奈之举。

而居民用电的量,九牛一毛,一个家庭一年10000kWh差不多了,足够了。根据《有序用电管理办法》,居民生活用电原则上应受到保障。另一方面,2020年,我国居民生活用电量占比全社会用电量不足15%。

陈冰介绍,一般供电线路上既有工商业负荷也有民用负荷,事态紧急时无法再分别执行,只能统一把对应一条线路的负荷全部切除,业内称之为“拉路”。

那么为什么一个完全没有工业的地方会受到牵连?陈冰进一步解释,“拉路”一般选择切除低电压等级的10kV电压等级线路,如果用水系作比喻,大河相当于高电压等级的输电设备,小溪就对应低电压等级的设备,小溪对应着不同的负荷,在切除的时候就相当于把这个小溪直接断流了,没有时间一个一个地去商量。也就是两权相较取其轻。

这只是第一轮,接下来对于锂电池行业的一些低端的生产用电,也要开始限电。据了解,目前锂电池产业中,存在上游供给不及时,中游不断扩充(一条产线2000KW,一个月开工26DAYS,每天干20Hrs,能耗不小。),下游如饥似渴的情况,如果调度措施不及时,会造成大面积停电。

有序用电通常是经政府审批后才能执行,但事故性拉闸属于应急处置,在非常紧急的情况下,电网运行人员是有权直接下令实施的。另外,一般情况下,电网也提前设置了一些自动控制措施,当电网频率降低到一定程度的时候,即低于49.8赫兹的一个阈值,几秒延时后,会自动通过切除大量的负荷来保住电网频率。比如,英国伦敦的100万个电力用户出现大规模停电(2019年),正是因为电网系统频率下降至49.8赫兹以下,自动装置自动工作造成的。

总量和强度双控角色几何?

限电情况出现后,“能耗双控”开始被高频提及。xEV动力电池圈翻看了官方定义,所谓“能耗双控”指的是,能源消耗强度(也称单位GDP能耗,英语称为Energy intensity)和能源消费总量两项指标。而实际上早在“十一五”时期就已将能源消耗强度作为约束性指标,并非今日的新鲜事物,应该说中国政府一直都是清洁生产和绿色环保的最大倡议者,也实实在在的践行。目前单位电耗产生的二氧化碳,已经达到610g CO2/kWh(从2015年的650g CO2/kWh),想较于2000年(900g CO2/kWh),则年度降幅为3.6%

以锂电池为例,因新冠肺炎疫情影响,今年上半年很多国家生产出现了问题,中国的防控比较好,加上锂电池产业链很完整,受疫情的影响就小一些。中国的新能源汽车1-8月的销量已经超过2020年,包括上游材料等企业,现在都开足马力生产,而基于企业报出来的数据,2021年的能源消耗总量和强度很多地方就超标了。

在今年8月,国家发展改革委发布的《2021年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表》的名单中,广西、广东、江苏等9个省(区)被列为能耗减排一级预警,黑龙江、辽宁等10省由于能耗降低率未达进度要求被列为二级预警,东北三省中的吉林则“双控”进展顺利。

新知达人, 锂电行业“限电”里的真相

IMAGE Source: Gov.

中国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。在上述晴雨表中被预警的省份,与中央碳达峰的要求不一致,国家能源局约谈了很多地方。能耗双控是实现碳达峰的重要工具和方法,其每年都有考核指标,甚至实行一票否决,所以就不得不限电、停电,采取“一刀切”的措施。

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今年“一刀切”的做法从Q1就开始了。“一些‘十三五’时期‘能耗双控’做得不好的地区,一季度就采取了‘一刀切’的措施管控。现在应该是第二轮。说明有关地方和行业在‘能耗双控’上能力不足,成效不好,必须改进,后续会有修正。因此,都是有一个过程,而不是临时安排的戏码。

但好在,政策的路径都有容错的机制。今年5月,广东多个地方已经出现缺电的情况,当时就已启动了“有序用电”,云南、广西等局部地区也电力供应紧张。现在看内蒙限电,大家看到就很有章法了。

其实中国火电厂发电的能力是巨大的,现在火电厂很多发电能力不是100%,有的只发了60%左右的电,发电能力是富余的。

为什么不发?第一,是不能发,有全年的电耗指标;第二,是发不起,煤炭价格太高,每发一度电赔一度电,煤价和电价倒挂;第三,是发电的使用不是完美契合。

煤碳的价格高了

今年只是锂电池行业限电的开始,明年或是更为严峻的一年,虽然强调电力保供工作作为当前最重要、最紧迫的政治任务,但是有市无价的事情谁有会做。

“煤炭价格太高了,(有的发电厂)亏损已经以亿元为单位计算。”一发电厂工作人员告诉xEV动力电池圈,2021年初供暖季之后,理论上已经过了用煤高峰,进入淡季,煤价应该调低。但今年有反常态,还是涨。”该工作人员称,发电厂长期处于亏损发电的状态,目前没有足够资金采购煤炭,这就是一种恶性的循环。

华北电力大学某教授还算了一笔账,按照目前的燃料水平,火电厂普遍一度电亏损0.2元左右,甚至更高,广东因为下水煤到场价已经接近2000元/吨标准煤,仅燃料成本就是0.6元一度电。一个发电厂1天亏四五百万元都是常态。现在这个水平,五大发电集团一个月亏三四十亿元是很正常的。电力确实是一个国家的根本。

未来展望

长期以来,中国高度依赖煤炭发电(65%左右),其在我国电力系统中处于“压舱石”地位。但因受全国性煤炭紧缺、煤价高企、煤电价格倒挂影响,“压舱石”反成“绊脚石”。

国家倒查煤炭违规生产、进口煤减少、去产能的大背景,导致我国煤炭产能下降,煤炭价格上涨,随之影响下游火电厂库存不足。另一方面,进口煤明显减少,加之受国际疫情蔓延,影响通关速度,海运成本随之提高,进而导致进口煤炭价格逐步提升。在这样的情况下,部分地区的电力,就要“靠风来补”,那么就得大力发展储能了+光伏了。

另外,此次多地区限电问题也反映了能源结构的产能规划问题,而规划问题,更多是反应了产业中的结构性问题。或许也是一次给高耗能企业压力,倒逼产业升级的机会。

还是要避免一刀切。从最新的状况来看,在推动高耗能、高排放企业退出的时候还是谨慎的,因为现有的高耗能企业对于生产发展是有帮助的,比如锂电池企业,高端的产能是要优先保证的,才能保证电动化从10%迈向20%。这些企业,要是针对上游的材料,如正负极材料、隔膜、电解液都限电了,那么就得跳起来了。

总而言之,既要保证能源生产的低碳,还要要保障生产和居民正常生活,也就是国家说的不能“运动式减碳”,要有弹性指标,因地制宜,不能只有一个剧本。否则地方交不了作业,还是会一刀切,这样对经济和能源的长远发展不利。

在双碳目标主线不断推进之下,各种问题都会慢慢显露,但是也会随着市场的发展和政策的推进慢慢不断解决。未来,高耗能的落后企业逐步被淘汰,整个行业出现大洗牌的现象是有可能的。如,干法隔膜市场会被挤压。

双碳目标带来的产业结构转型必然会带来阵痛,带来“误伤”或“错杀”,但不能因为“阵痛必然存在”就可以不经过科学规划而“胡乱动刀”。

“限电”伴随着大风大浪,锂电行业经历后,必然显现出新的气象。

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