DQZHAN訊：前蘇聯(lián)的超級能源與超級電網(wǎng)——俄羅斯電網(wǎng)

前蘇聯(lián)50年代已建立超級電網(wǎng)。①前蘇聯(lián)覆蓋東歐、中亞等20個自治共和國，因此前蘇聯(lián)跨越9個時區(qū)的超級電網(wǎng)于50年代末業(yè)已形成，并奠定了中亞和東歐電網(wǎng)互聯(lián)的基礎(chǔ)。②前蘇聯(lián)在80-90年代建成4條特高壓貫穿歐亞大陸，主要目的是將西伯利亞區(qū)依塔特市富余的水電、哈薩克斯坦?；退箞D茲市豐富的火電，送出到烏拉爾區(qū)恰爾連濱斯克市，以滿足西部負(fù)荷中心的需要。③蘇聯(lián)解體導(dǎo)致特高壓建設(shè)功敗垂成，只有哈薩克斯坦境內(nèi)的兩條線路投入商業(yè)運行，特高壓功敗垂成的本質(zhì)是90年代前蘇聯(lián)解體導(dǎo)致的GDP與社會用電量崩盤。

俄羅斯繼承前蘇聯(lián)的超級電網(wǎng)與超級能源。①前蘇聯(lián)解體后，主體俄羅斯沿用形成東電西送的電網(wǎng)格局。②90年代，俄羅斯為快速擺脫國家的政治經(jīng)濟困境，開始了以私有化為核心的改革，俄羅斯繼承的前蘇聯(lián)電網(wǎng)與能源資產(chǎn)被私有化改革中的財閥瓜分一空。③俄羅斯是能源超級大國，天然氣儲量****，煤炭儲量世界第三，石油儲量世界第七，核電世界第三，私有化改革也形成了俄羅斯目前的幾家巨頭能源公司。

前蘇聯(lián)電網(wǎng)老化導(dǎo)致莫斯科大停電事故。歷史上的重大停電大多是因為國內(nèi)電網(wǎng)以交流高壓同步互聯(lián)。莫斯科環(huán)網(wǎng)由7座500kV變電站組成，其中5座與外網(wǎng)相連。停電原因是用電負(fù)荷大幅增長，線路過負(fù)荷跳閘引起連鎖反應(yīng)。俄羅斯統(tǒng)一電網(wǎng)使用年限過長，電網(wǎng)老化嚴(yán)重，一半以上的電網(wǎng)設(shè)備在前蘇聯(lián)時期購置，運行已超過30年。根據(jù)《俄羅斯2020年前電力現(xiàn)代化綱要方案》規(guī)劃，到2020年電網(wǎng)投資的總規(guī)模將達到6645億元。其中新建電網(wǎng)工程為3842億元，現(xiàn)有電網(wǎng)的改造和技術(shù)升級為2803億元。

俄羅斯電網(wǎng)是中國一帶一路的*大市場。①運動賽事促使俄電網(wǎng)升級改造，索契***電力項目建設(shè)計劃投入資金37億美元；2018年***將在俄羅斯13個城市舉行，預(yù)計歐洲區(qū)四大電網(wǎng)區(qū)域投資額達到194.7億美元。②微電網(wǎng)、分布式在俄羅斯貧困/極端地區(qū)也存在較大應(yīng)用前景，在俄羅斯西伯利亞、遠(yuǎn)東及北極圈地區(qū)有超過一千萬人和五百萬農(nóng)場不能連接到互聯(lián)電網(wǎng)，只能憑借柴油發(fā)電機和燃?xì)鈩恿Πl(fā)電機供電。③2016年俄羅斯零售電力市場自動計費普及率為9%，2017年俄羅斯能源局規(guī)定地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)將從本年7月1日開始實行智能電表系統(tǒng)。④俄羅斯阿穆爾州葉爾科夫齊市通往河北霸州的特高壓線路提上議程，已完成俄羅斯煤電對華北負(fù)荷中心的輸送。

1.蘇聯(lián)跨越9個時區(qū)的超級電網(wǎng)

1.1 前蘇聯(lián)在50年代已建立大一統(tǒng)電網(wǎng)

蘇聯(lián)地跨歐亞兩大洲，東西*遠(yuǎn)距離達10,000多公里，南北約5,000公里。面積2,240.22萬平方公里，約占世界陸地面積的1/6，是當(dāng)時世界上國土面積*大的國家，覆蓋東歐、中亞等20個自治共和國、8個自治州、10個自治區(qū)和129個邊疆區(qū)/州。

前蘇聯(lián)跨越9個時區(qū)的超級電網(wǎng)于50年代末業(yè)已形成，并奠定了中亞和東歐電網(wǎng)互聯(lián)的基礎(chǔ)。蘇聯(lián)計劃經(jīng)濟體制強調(diào)發(fā)展重工業(yè)，對資源的開發(fā)物盡其用，電網(wǎng)建設(shè)也十分完善。①至1985年，全蘇共有101個地區(qū)電力系統(tǒng)，其供電范圍跨越9個時區(qū)，擴展到擁有2.2億人口的1000萬平方公里的國土，南北邊界相距3000公里，東西邊界相距7000公里。在統(tǒng)一電力系統(tǒng)內(nèi)，除南方、西北及中部等聯(lián)合電力系統(tǒng)主網(wǎng)為330千伏，并在發(fā)展750千伏外，其他部分基本已形成500千伏電網(wǎng)。②70年代末，統(tǒng)一電力系統(tǒng)還與匈、捷、羅、保、波等經(jīng)互會成員國聯(lián)網(wǎng)運行，稱為“和平”聯(lián)合電力系統(tǒng)，聯(lián)絡(luò)線電壓為750千伏、400千伏、220千伏。至1985年，已有220千伏及以上線路共18.4萬公里,是1960年的7.7倍。

1.2 前蘇聯(lián)4條特高壓貫穿歐亞大陸

前蘇聯(lián)曾建成4條特高壓線路。前蘇聯(lián)時期曾建成4條特高壓線路，其中兩條于1985年開始投入商業(yè)運行至1992年停止運行，共運行35,166小時，自然輸送功率為5,400-5,500兆瓦，年輸送量峰值達到483億千瓦時。運行期間未發(fā)生停電等重大事故，具有較高的運行可靠性。首條特高壓主要連接了西伯利亞區(qū)、現(xiàn)哈薩克斯坦北部地區(qū)和烏拉爾區(qū)，主要目的是將西伯利亞區(qū)依塔特市富余的水電、哈薩克斯坦埃基巴斯圖茲市豐富的火電，送出到烏拉爾區(qū)恰爾連濱斯克市，以滿足西部負(fù)荷中心的需要。

1.3 前蘇聯(lián)解體，特高壓功敗垂成

蘇聯(lián)解體導(dǎo)致特高壓建設(shè)停滯。1990年四條線路全部建成之后，俄羅斯西伯利亞區(qū)水、火電資源即將送往烏拉爾區(qū)之時，蘇聯(lián)各加盟共和國紛紛獨立，隨著*后一個成員哈薩克斯坦1991年12月16日宣布獨立之后，蘇維埃政府瓦解，俄羅斯和中亞四國的關(guān)系受到?jīng)_擊，特高壓建設(shè)因此擱淺。

特高壓功敗垂成的本質(zhì)是90年代前蘇聯(lián)解體導(dǎo)致的GDP與社會用電量崩盤。經(jīng)濟危機是蘇聯(lián)解體的本質(zhì)原因，也是蘇聯(lián)解體進一步造成的后果。1991年前蘇聯(lián)解體后，國民經(jīng)濟條件惡化，GDP和用電量連續(xù)五年下滑，平均年增長率分別為-8.58%、-8.60%;送端電源因資金短缺而無法按預(yù)計目標(biāo)建設(shè)，導(dǎo)致特高壓線路負(fù)載過輕，輸送容量降為1.1GW，僅為額定容量的20%，1990年俄羅斯社會用電量9896億KWh成為歷史高點，90年代社會用電量增速為-1%至-11%區(qū)間，直到2013年才超過1990年的社會用電量。

2.俄羅斯繼承前蘇聯(lián)的電網(wǎng)與能源

2.1 俄羅斯沿用前蘇聯(lián)形成“東電西送”

前蘇聯(lián)解體后，主體俄羅斯沿用形成東電西送的電網(wǎng)格局。俄羅斯從地理上可劃分為三個區(qū)域：歐洲區(qū)、西伯利亞區(qū)、遠(yuǎn)東區(qū)。俄羅斯能源資源主要集中在西伯利亞及遠(yuǎn)東地區(qū)，負(fù)荷中心在西部東歐地區(qū)，能源資源逆向分布，電網(wǎng)基本沿用前蘇聯(lián)的骨干電網(wǎng)，因此形成東電西送電網(wǎng)格局。

俄羅斯統(tǒng)一電力系統(tǒng)股份公司是俄羅斯*大的國有能源公司。俄羅斯統(tǒng)一電力系統(tǒng)股份公司(Russian Joint Stock Company- Unified Energy System of Russia，RAO UES)也是世界第4大電網(wǎng)系統(tǒng)公司，負(fù)責(zé)整個俄羅斯國家電網(wǎng)的運行和發(fā)展，擁有俄羅斯境內(nèi)118000千米的高壓輸變電網(wǎng)。

中俄電網(wǎng)相似，線路走廊跨度距離長。俄羅斯從東部資源富集地西伯利亞區(qū)到西部烏拉爾的輸電跨度在2,000公里以上，距負(fù)荷中心歐洲區(qū)的輸電跨度在4,000公里以上，遠(yuǎn)東區(qū)距歐洲區(qū)更甚。中國特高壓線路均在1,000-3,000公里左右，形成了“六交八直”、星羅棋布的長距離電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

2.2 蘇聯(lián)解體，電網(wǎng)能源資產(chǎn)被瓜分

蘇聯(lián)解體后，俄羅斯電網(wǎng)與能源資產(chǎn)被私有化改革瓜分一空。蘇聯(lián)解體后，俄羅斯為快速擺脫國家的政治經(jīng)濟困境，開始了以私有化為核心的改革，整個私有化運動貫穿了上世紀(jì)90年代，形成了為數(shù)不多的財閥寡頭。俄羅斯電力行業(yè)的國家壟斷格局因此被打破，數(shù)家外資公司進入。比如，德國能源巨頭E.ON投資40億美元購買俄羅斯統(tǒng)一電力系統(tǒng)股份公司下屬OGK-4電力公司69%股份，是俄羅斯電力行業(yè)有史以來*大的一筆外國股權(quán)投資;意大利國家電力公司(Enel) 以26億歐元買下OGK-5的56%控股權(quán);其他OGK國有電力公司也被Inter RAO、Gazprom私有化;供熱的TGK公司也相繼被私有化。

2.3 從俄羅斯管窺前蘇聯(lián)的能源儲備

俄羅斯是煤氣油與核電大國，也是少數(shù)沒有風(fēng)光能源政策的國家之一。?俄羅斯天然氣儲備了占世界總儲量比例為17%，位居世界首位;天然氣占國內(nèi)能源消費量52.5%;?俄羅斯原油、煤炭資源同樣豐富，儲備量占世界總儲量比例分別為6%、14%，位居世界第七和第三。

2.3.1 天然氣：世界首位

俄羅斯天然氣儲量居世界首位，資源主要集中在西伯利亞和遠(yuǎn)東地區(qū)。據(jù)1993年俄羅斯第8次油氣資源評價結(jié)果，俄羅斯天然氣原始遠(yuǎn)景資源量為236.15萬億立方米。俄羅斯天然氣工業(yè)公司(Gazprom)是世界上*大的天然氣公司，2005年底該公司天然氣探明儲量為29.1萬億立方米，占俄羅斯總儲量的61.2%，由于歐盟30%的天然氣都來自與俄羅斯，所以俄氣公司Gazprom大幅削減了天然氣自有發(fā)電的比例，2015年天然氣出口量為1586億立方米。俄羅斯**大天然氣生產(chǎn)公司為諾瓦泰克公司(Novatek)，天然氣產(chǎn)量為254億立方米，占俄羅斯總產(chǎn)量的4.0%。

2.3.2 煤炭：世界第三

俄羅斯煤炭儲量僅次于美國和中國，已探明儲量1570億噸。俄羅斯煤炭主要集中在西伯利亞南部地區(qū)、遠(yuǎn)東區(qū)阿穆爾州，3/4以上分布在俄羅斯的亞洲部分。

2.3.3 石油：世界第七

據(jù)2013年BP世界能源統(tǒng)計，截至2012年底俄羅斯石油剩余可采儲量約119億噸，約占世界石油剩余可采儲量的5.2%，位居世界第七。俄羅斯陸上石油資源占87.4%，主要分布在西西伯利亞(占61%)、伏爾加-烏拉爾(占16%)、東西伯利亞-遠(yuǎn)東(占15.1%)、季曼-伯朝拉(占5.0%)、高加索(占1.8%)、其他地區(qū)(占0.7%);海上石油資源占12.6%，主要分布在北極海、鄂霍次克海和里海等陸架油氣區(qū)。

2.3.4 核能：世界第三

俄羅斯核電在運35臺機組排名世界第三，僅次于美國(99)和法國(58)。①1954年前蘇聯(lián)建成世界上**座核電站—5MW實驗性石墨沸水堆，目前俄羅斯在運35臺機組26.98GW裝機容量，2014年俄羅斯發(fā)電量為1064TWH，其中核電181TWH，占比17%，氣電533TWH，煤電157TWH，水電177TWH。②俄羅斯國家原子能公司(Rosatom)是俄羅斯*大核電公司，囊括核工業(yè)上中下游的所有公司，包括904家核能設(shè)備制造廠，540家核能服務(wù)機構(gòu)和公司，39個核材料及放射性廢物貯存場，75個研究堆，6176個輻射危險項目，其規(guī)模舉世罕見。

3.前蘇聯(lián)電網(wǎng)老化導(dǎo)致莫斯科大停電

3.1 交流同步電網(wǎng)的**風(fēng)險

莫斯科大停電影響了四大電網(wǎng)區(qū)域。莫斯科環(huán)網(wǎng)由7座500kV變電站組成，其中5座與外網(wǎng)相連。停電原因是用電負(fù)荷大幅增長，線路過負(fù)荷跳閘引起連鎖反應(yīng)，相繼跳閘，導(dǎo)致大面積停電，持續(xù)時間長達41小時。事故*嚴(yán)重時統(tǒng)計損失負(fù)荷3539.5兆瓦，莫斯科電力系統(tǒng)共斷開了321座變電站。

俄羅斯國內(nèi)互聯(lián)電網(wǎng)與巴西相似。俄羅斯統(tǒng)一電力系統(tǒng)(UPS of Russia)由69個區(qū)域電力系統(tǒng)組成，在此基礎(chǔ)上又形成了7大互聯(lián)電力系統(tǒng)(IPS：East, Siberia, Ural, Middle Volga,South, Center and North-West)。除遠(yuǎn)東電網(wǎng)區(qū)外，所有電力系統(tǒng)由220kV-750 kV輸電線同步互聯(lián)。巴西電網(wǎng)不分區(qū)，國內(nèi)以復(fù)雜電壓級230kV-750kV同步互聯(lián)，故障更易連鎖反應(yīng)。

歷史上的重大停電大多是因為國內(nèi)電網(wǎng)以交流高壓同步互聯(lián)。歷史上*嚴(yán)重的2003年美加大停電事故，損失高達7,000萬千瓦，原因在于同步電網(wǎng)中任何一處故障都影響整個同步網(wǎng)，同步網(wǎng)愈大、線路愈長、電壓崩潰和穩(wěn)定問題愈嚴(yán)重，更會連鎖反應(yīng)導(dǎo)致全網(wǎng)大停電。全球25起重大停電中，有20起是由于過于寵大又自由聯(lián)網(wǎng)的交流系統(tǒng)穩(wěn)定破壞所導(dǎo)致，平均每起損失電量2,200萬千瓦。

俄羅斯統(tǒng)一電網(wǎng)不**系數(shù)較高。從各國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)展來看，電網(wǎng)同步互聯(lián)分區(qū)越大，危險性越高。不**系數(shù)在1000以上的電網(wǎng)區(qū)域均發(fā)生過多次重大停電事故。

3.2 電力設(shè)備年代久遠(yuǎn)，線損率高

使用年限過長是導(dǎo)致大停電的重要原因。俄羅斯電力設(shè)施老化狀況嚴(yán)重，一半以上的電網(wǎng)設(shè)備在前蘇聯(lián)時期購置，運行已超過30年，輸電網(wǎng)中約60%-80%的輸電線路處于嚴(yán)重老化狀態(tài)。根據(jù)《俄羅斯2020年前電力現(xiàn)代化綱要方案》規(guī)劃，到2020年電網(wǎng)投資的總規(guī)模將達到6645億元。其中新建電網(wǎng)工程為3842億元，現(xiàn)有電網(wǎng)的改造和技術(shù)升級為2803億元。停電事故的導(dǎo)火索在于運行了40多年的恰吉諾變電站電流互感器爆炸起火，造成220kV線路停運，負(fù)荷改110kV線路帶從而引起過載。設(shè)備老化嚴(yán)重時應(yīng)正確估計老化程度并進行維護改造，引起事故的恰吉諾變電站建于1963年，設(shè)備均已老化。俄羅斯電力裝機平均使用年齡達到37年，其中30%以上設(shè)備是在1970年前制造。

電網(wǎng)年代久遠(yuǎn)，線損率高。停電事故中，由于原220kV負(fù)荷改110kV線路帶運行，造成主要輸電線路過載，*后導(dǎo)致恰吉諾變電站500、220、110kV母線全部斷電。電網(wǎng)使用年限過長不僅導(dǎo)致俄羅斯電網(wǎng)線損率遠(yuǎn)高于歐美發(fā)達國家，也容易導(dǎo)致類似莫斯科大停電的重大事故。

4.俄羅斯電網(wǎng)：中國一帶一路*大市場

4.1 運動賽事促使俄電網(wǎng)升級改造

索契***引起對電力設(shè)備升級的重視。索契原本是一個電力赤字城市，城市的供電量為550兆瓦，但***對電力的極限要求超過1,200兆瓦，當(dāng)?shù)仉娏┙o難以滿足賽事需求。自2007年獲得奧運主辦權(quán)以來，俄羅斯建立了49個重大能源項目，索契***電力項目建設(shè)共投入資金1220億盧布(約合37億美元)，占***總投資比例7.4%。

2018年***將再次帶動電力市場投資。2018年***將在俄羅斯13個城市舉行，共覆蓋了俄羅斯歐洲區(qū)四大電網(wǎng)區(qū)域。2014年-2020年，預(yù)計歐洲區(qū)四大電網(wǎng)區(qū)域共投資額達到194.7億美元。

4.2 微電網(wǎng)在俄極端地區(qū)前景廣闊

微電網(wǎng)、分布式在俄羅斯貧困/極端氣候地區(qū)也存在較大市場。在俄羅斯有超過一千萬人和五百萬農(nóng)場不能連接到互聯(lián)電網(wǎng)，只能憑借柴油發(fā)電機和燃?xì)鈩恿Πl(fā)電機供電，他們主要分布于西伯利亞、遠(yuǎn)東及北極圈附近地區(qū)，俄羅斯北極圈附近的微電網(wǎng)項目累計約816兆瓦。

4.3 智能電表在俄普及率尚低

智能電表改造在即。據(jù)俄羅斯電網(wǎng)公司評估數(shù)據(jù)顯示，2016年俄羅斯零售電力市場自動計費普及率為9%，智能電表安裝的數(shù)量不超過50萬個。2017年，經(jīng)俄羅斯能源局規(guī)定，地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)將從本年7月1日開始實行智能電表系統(tǒng)。老舊電表將被全部替代，偷電漏電現(xiàn)象將得到控制。

4.4 中俄合作，重啟俄羅斯特高壓

中俄共建特高壓，遠(yuǎn)東電力外送落地。2015年，在我國黑龍江省向俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)的購電項目切實緩解黑龍江省電力緊張問題之后，中俄開啟800kV直流特高壓合作項目。此條特高壓線路從俄羅斯阿穆爾州葉爾科夫齊市通往河北霸州，需要架設(shè)長達2000公里的800千伏直流輸電線，送電規(guī)模為6,400兆瓦，每年輸送電量約為300億千瓦時。

中俄合作特高壓主要為利用遠(yuǎn)東區(qū)煤電資源。遠(yuǎn)東人口**，人均用電量為5,300千瓦時，比俄羅斯平均水平低30%，因此沒有足夠的消費市場建設(shè)電網(wǎng)。中俄特高壓打開了遠(yuǎn)東電力市場，葉爾科夫齊-河北霸州800kV直流特高壓項目主要連接了遠(yuǎn)東區(qū)阿穆爾州和中國河北省，主要目的是為了將阿穆爾州富余的煤電送出到中國華北地區(qū)，以滿足華北地區(qū)**用電的需求。

俄羅斯煤電發(fā)展幾乎停滯，特高壓將對華輸送全俄16%煤電。阿穆爾州煤炭資源豐富，已探明的煤炭儲量約為38.13億噸，利用率不足0.27%。2010年來，俄羅斯煤電發(fā)展幾乎停滯，合計新增裝機量僅為1,809兆瓦。遠(yuǎn)東區(qū)煤電主要為對外輸送，其中2016年開始規(guī)劃建設(shè)中的葉爾科夫齊火電站將通過特高壓線路輸送富余煤電。該火電站裝機容量將達8,000兆瓦，占俄羅斯總煤電裝機量比例為16%。

霸州電力能有效擴散至華北電網(wǎng)。霸州地處廊坊市，是京津冀城市圈規(guī)劃的中心點，有利于各個方向的電力輸送。該特高壓工程預(yù)計年輸送電力超過300億千瓦時，能滿足京津冀地區(qū)8%的電力消耗。