北疆区域能源基础设施一体化发展研究 ——以伊犁州大伊宁地区为例
时间：2021-12-27 来源：中国煤炭杂志官网 分享：★经济管理★
北疆区域能源基础设施一体化发展研究
——以伊犁州大伊宁地区为例
随着经济全球化和区域一体化深入推进，城市群呈现快速发展的态势[1]。新疆适宜建设用地较少，人均水资源匮乏，分散的城镇人口聚居也造成了基本公共服务和生活条件空间差异较大，集聚发展是新疆发展的必由之路。随着国家新型城镇化、丝绸之路经济带和海上丝绸之路等重大战略的实施，新疆推进新型城镇化面临良好的发展机遇和广阔空间[2]。本文研究的区域为新疆伊犁州一市三县(以下简称“大伊宁地区”)的范围，为伊宁市、伊宁县、霍城县和察布查尔锡伯自治县(以下简称“察县”)的行政区划范围，区域面积为13965 km2，人口约158万人。《新疆城镇体系规划(2013-2020)》《新疆天山北坡经济带发展规划》均对打造大伊宁城镇群提出了明确要求，大伊宁城镇群总体定位为：我国西北部国际开发开放示范区，丝绸之路经济带核心区向西桥头堡，新疆天山北坡西部新兴增长极。
大伊宁地区山水相连、经济社会发展战略相近、经济结构互补，具有区域基础设施共建共享的区位基础、经济发展基础、社会基础。2017年，伊犁自治州党委工作会议上也明确提出了“城乡一体化发展工程”，要求“积极推进伊宁市、伊宁县、察县、霍城县一体化发展，统筹实施基础设施、公共服务、市场体系、生态环保建设和产业布局，形成产业相联、基础设施共建、公共设施共用的新格局”。近年来，依靠西部大开发及国家政策的有力支持，大伊宁地区逐渐成为国家和自治区重要的煤化工、煤电基地，是我国进口能源和紧缺矿产资源的陆上大通道[3]。伊犁州直区位图见图1。
图1 伊犁州直区位图
1 能源基础设施一体化发展的意义
我国正处于工业化、城市化快速发展阶段，城市对于能源需求日益增长，能源基础设施的建设对于城市发展的重要性不言而喻[4,5]。随着区域经济一体化的深入，城镇之间的社会经济联系逐渐增强，区域内有限的发展空间和资源竞争日趋激烈，围绕区域产业发展、土地开发与基础设施建设相互制约的问题将成为区域竞争力提升的瓶颈。
改革开放以来，我国能源基础设施在空间布局上逐渐形成了“由点到面、点面结合”的发展趋势，并在部分地区出现了重复建设和能源基础设施无序扩张的现象。如果各主体从自身利益出发，固于自己的属地范围进行能源基础设施建设，将降低设施的利用效率，造成成本的上升和资源的浪费，降低整个地区的整体利益。区域能源基础设施的一体化发展，是要从整个区域协调发展的角度突破行政区域内各自为政的管理模式，建立城市与区域协调发展的机制，推进区域一体化建设[6]。通过对区域能源基础设施的统一规划布局、联合建设，能达到降低开发成本、提高投资效益、集约利用资源的目的。因此，能源基础设施的一体化发展是大势所趋。
2 大伊宁地区能源基础设施发展现状
2.1 供电系统
目前伊犁大伊宁地区处于伊犁电网覆盖之下，电网东西伸展约350 km，南北约240 km，覆盖地域约5.6万km2，目前最高运行电压等级为750 kV。伊犁电网主要由国网伊犁电力公司运营管理，境内除伊犁电网外，还有兵团四师电网和伊河建管局电网。2011-2016年，州直地区发电量从47.79亿kW·h/a增长到119.4亿kW·h/a。伊犁电网已形成伊宁市为核心，以220 kV、110 kV、35 kV电压等级为主体覆盖的输、配电网络。
2.2 燃气系统
目前大伊宁地区形成了以天然气为主，液化石油气为辅的供气格局。其中，天然气的主要气源来自西气东输二线霍尔果斯门站的中亚进口天然气和吉木乃液化天然气工厂，液化石油气的主要气源来自克拉玛依、独山子石化。霍城、伊宁市的天然气由霍尔果斯至伊宁市的输气管线供给，察县、伊宁县目前采用撬车从伊宁CNG门站和吉木乃液化天然气工厂运送天然气至各自的门站供气。霍尔果斯至伊宁市的管线全长75 km，管径DN200，设计压力6.3 MPa，理论最大供应量2.6亿m3/a。沿线在霍城县和清水河镇设分输阀室，并敷设霍城输气支线和清水河镇输气支线。吉木乃液化天然气工厂天然气最大供应量为5亿m3/a。
2.3 供热系统
大伊宁地区内除每个市县的中心城区和清水河镇实现了集中供热外，其余各乡镇镇区单位、企业和居住建筑均采用集中小锅炉直接供热，其他建成区使用民用家庭自供小煤炉采暖。2016年，除伊宁市集中供热率达到78.4%以外，其余县集中供热水平较低。伊宁市集中热源为国投伊犁电厂和4座燃煤锅炉房，集中供热能力1531 MW；伊宁县集中热源为3台燃煤锅炉，集中供热能力50 MW；霍城县集中热源为1台热水锅炉，集中供热能力46 MW；察布查尔县集中热源为3台燃煤锅炉，集中供热能力156 MW。
3 大伊宁地区能源基础设施发展中的问题及融合需求
3.1 供电系统
(1)电网各自发展，设施重复建设。由于历史原因，大伊宁地区主要由国网伊犁供电公司供电，局部由第四师电力公司和伊河电力有限公司供电。3个相对独立的电网各自发展、重复建设造成投资浪费。
(2)网架仍显薄弱，供电能力仍需提高。目前伊犁电网220 kV主干网已经基本形成，在伊犁负荷中心区域已经形成局部环网结构。随着大伊宁地区用电负荷的快速增加，还需通过220 kV新建输变电工程进一步提高电网供电能力，补强双环网结构。
(3)750 kV电力通道容量饱和，可靠性不足。目前伊犁主网架构是以伊犁750 kV变电站为核心的辐射型网络。有2条750 kV线路接入伊犁变电站，1条伊犁至乌苏的750 kV线路，1条伊犁至库车的750 kV线路，输电极限约2000 MW。除此之外，电网最高运行电压为220 kV，限制了伊犁电力的外送能力。
3.2 燃气系统
(1)天然气管道气化率较低，中心区和其他区域用气水平相差较大。城区天然气建设速度落后于城市建设步伐，难以满足今后规模供气的要求。
(2)输配系统需优化，管网设施亟需改造。目前调峰、应急设施不能满足发展需要，如何保证冬季用气高峰期间平稳供气成为首要难题。气源单一，如遇特殊情况，将会影响城市正常用气。
(3)乡镇燃气基础设施薄弱。除清水河镇外，各乡镇尚无天然气管道设施，部分居民用气以分散式的瓶装液化石油气供应，给安全管理带来诸多不便，同时增加了行政管理成本。
3.3 供热系统
(1)集中供热发展较为滞后，随着供热负荷增长，热源无法满足近期供热需求。
(2)锅炉均以煤炭为燃料，规模较小的锅炉相应的环保措施水平相对落后，采暖时对环境污染较为严重。
(3)部分供热锅炉位于城区，对周边环境造成影响，燃料堆场占用了大量的城市建设用地，非采暖期供热设施停运，土地综合利用效率较低。
4 大伊宁地区能源基础设施一体化发展措施
4.1 统筹规划电源布局，增强电力输送和区域电力供应保障能力
2016年下发的《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》中指出，“鼓励发展煤电一体化，引导大型火电企业与煤炭企业之间参股。鼓励利用废弃的煤矿工业广场及其周边地区，发展风电、光伏发电和现代农业”。伊犁是新疆四大煤炭基地之一，伊犁州直境内煤炭资源预测储量为4772亿t，占全疆的21.8%，仅次于哈密的5408亿t，居全疆第2位。丰富的煤炭资源为伊犁建设大型火电厂提供了条件。大伊宁地区应在现有基础上有序建设大容量、高参数、低排放的高效燃煤发电项目，拉动煤电和其他基础产业的投资；利用伊犁地区丰富的太阳能资源建设好图颢新能源、华光、科陆等一批光伏电厂，依据伊犁河谷风电发展规划布局风场，积极推进电源结构向合理化、清洁化、低碳化和技术现代化等方向优化调整。大伊宁地区供电系统规划情况见图2。
图2 大伊宁地区供电系统规划图
大伊宁地区应构建安全高效的远距离输电网和可靠灵活的主动配电网。构建伊犁地区750 kV网架，加快建设伊犁-伊斯兰堡±800 kV直流特高压输电工程，积极争取伊犁-湖北荆门±1100 kV直流输电项目落地伊犁，满足伊犁河谷电源送出要求。近期新增伊犁-乌苏第二回750 kV线路以及伊犁-库车第二回750 kV线路，伊犁电网750 kV外送通道送电极限达到4000 MW。远期在750 kV伊犁变电站的基础上新建750 kV察布查尔县变电站，结合大伊宁地区周边新建的750 kV特克斯变电站，形成环伊犁河谷的伊犁变电站-察布查尔县变电站-特克斯变电站的750 kV网络结构，并在750kV察布查尔县变电站西南方向争取建设750 kV换流±800 kV中巴送端换流站，增强北疆电网输送能力，满足伊犁地区大型煤电水电开发、电力外送需求，到2020年伊犁州直外送电量力争达100亿kW·h。构建220 kV双环网多联络的坚强网架结构，保证电厂电力的送出与供电可靠性。增加110 kV变电站布点，增容改造现有110 kV变电站，使110 kV电网覆盖大伊宁地区。逐步改造35 kV网架结构，增加互通容量，并在远期向110 kV电网升级，以减少电压等级提高供电的可靠性。对边远牧区用电，考虑到负荷容量少、电源线路过长、电压降较大的因素，建议对集中点地区采用电网供电；对零散牧民生活用电，可采用小型光伏供电方式。鼓励电能替代，提高大伊宁地区电力消纳水平，减少化石能源的消耗，改善居民生活环境。
4.2 拓展天然气气源，建设区域天然气一张网
大伊宁地区毗邻西气东输能源通道，现已建成西气东输二线、三线西段。《伊犁州能源十三五发展规划》指出：伊犁地区要依托优质煤炭资源，大力发展现代煤化工，提高技术含量和深加工程度，形成煤制气、煤制油等七大产业链，尽快建成一定规模的现代煤化工产业集群。大伊宁地区煤制天然气规模已达135亿m3/a，远期可达300亿m3/a以上，主要来自新疆庆华煤化、新汶矿业集团、伊犁新天煤化工、中电投新疆能源、中煤集团、大唐集团等大型企业，各企业煤制气通过管道向伊宁市煤制气集气站注气后汇集至霍尔果斯门站进入西气东输长输管线。大伊宁地区长输燃气系统规划见图3。
图3 大伊宁地区长输燃气系统规划图
建设区域天然气一张网，多渠道拓展天然气气源，加快推进连接主干管道的大伊宁地区天然气管网建设，形成区域内天然气多气源的供应体系以及与管道供气能力相匹配的储气应急调峰体系。大伊宁地区中心城区气源远期以西气东输二线、三线中亚进口天然气和伊犁地区煤制气为主供气源，液化天然气为补充气源。乡镇地区供气形式采用CNG联合站，气源来自各自的母站。液化天然气气源主要来自鄯善液化天然气工厂等大型企业。保留霍尔果斯至伊宁市的天然气长输管线，并新建伊宁市至伊宁县和察布查尔县的高压管道，两县新增门站接收管道气。远期大伊宁地区城市燃气输配系统由门站、次高压管线、高中压调压站、中压管网、车用CNG站及庭院户内管组成。
4.3 推广热电联产技术，构筑区域供热体系
城市燃煤热电联产是城市供热的主要发展方向，根据《热电联产管理办法》文件要求，“20万人口以上城市实现热电联产全覆盖，优先建设背压式热电联产机组，逐步淘汰纯热水锅炉”，为热电联产项目提供了有力的政策支持。考虑到大伊宁地区煤炭资源丰富，热电联产将是区内供热的首选方式。因此，大伊宁地区应积极发展热电联产集中供热，逐步替代燃煤锅炉，工业园区可利用自身工业余热资源各自开展集中供热，形成以热电厂为主供热源、大型燃煤锅炉为调峰热源的区域供热体系。供热管网建设方面应考虑市县交界地区互联互备，从供热效率及安全角度出发促进供热设施共建共享。伊宁市东部地区主干供热管道应考虑与伊宁县西部主干供热管道进行互联互备，伊宁市伊宁河南岸新区的主干供热管道应考虑与察县北部主干供热管道进行互联互备，以提高应急保障能力。
在供热管网不能覆盖的地区，改用电、新能源或洁净煤供热。受少数民族众多以及传统居住习惯的影响，大伊宁地区的城区内存在一定规模的院落式民居街区，这部分区域巷道狭窄、地下管线复杂、房屋建筑老旧，建议这些文保区采用太阳能、电、地源热泵等其他采暖方式解决供热。新疆地区得天独厚的太阳能资源、河谷地区丰富的地热资源，受初期投资较大的影响，城镇民用建筑中尚未得到大规模使用。随着大伊宁地区经济的不断发展，各地可根据自有条件科学合理发展太阳能热水供应系统，积极探索地源热泵技术在本地区的使用，将多种能源合理互补使用，以减少对煤炭资源的依赖。大伊宁地区热电厂分布规划见图4。
图4 大伊宁地区热电厂分布规划图
5 建议
从电力、燃气、供热3个方面对大伊宁地区能源基础设施一体化发展的现实基础、融合需求及总体思路进行分析与研究，旨在为北疆地区能源基础设施一体化发展途径提供一定的参考。为了保证规划的实施，政府还应发挥宏观调控职能，建立区域以上政府层面的协调机构，由协调机构制定区域能源基础设施建设计划、设立能源基础设施建设专项协调资金，对区域能源基础设施建设进行统一规划，以促进区域能源基础设施一体化发展。
[1] 肖金成，李忠.京津冀区域发展与合作研究[J].经济研究参考，2015(49)：3-29，43.
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Research on the integrated development of regional energy infrastructure in Northern Xinjiang——Taking the Yining region of Yili as an example
Bao Yu, Hua Hairong.Research on the integrated development of regional energy infrastructure in Northern Xinjiang——Taking the Yining region of Yili as an example[J].China Coal，2020，46(3):23-28.
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