中国跨区域电力传输与能源转型

《Energy Strategy Reviews》：The cross-regional electricity transmission and energy transition in China

　　

省际电力传输与中国更清洁的省级能源结构相关。传输与转型之间的关联是非线性的，并且在不同的传输强度水平上有所不同。环境规制加强了电力传输对能源转型的促进作用。电力传输与更清洁的装机容量扩张以及更低的热电依赖度相关。相关证据与电力输出地区的绿色技术升级以及电力输入地区的清洁电力可用性相一致。

实现低碳能源转型已成为各经济体在脱碳电力系统的同时保持可靠性、灵活性和可负担性的核心政策与研究重点。对于世界最大的能源生产国和消费国中国而言，必须调和其长期的煤炭依赖与“双碳”目标所体现的政策要求。这引发了一个紧迫的问题：如西电东送等大型基础设施项目是否正在产生预期的脱碳效益？现有文献对跨区域电力传输的经济效应和外部性提供了见解，但仍存在三个问题：第一，关于跨省电力传输是否促进能源转型的直接经验证据仍然有限，特别是当转型通过碳加权能源使用模式而非简单的可再生能源份额来衡量时；第二，大多未明确分析出口和进口省份之间基于角色的不对称性，尽管中国资源与负荷的反向分布使这种异质性成为核心；第三，传输强度与能源转型之间的非线性关联理论化不足。为此，研究人员评估了能源转型，不再使用简单的可再生能源份额，而是采用一个捕捉整体能源使用结构变化的碳加权能源消费指数。该研究通过评估其是否与更清洁的省级能源结构相关联，为下一阶段基础设施投资和区域能源协调提供了经验审计。研究得出结论，跨区域电力传输强度与较低的碳加权能源指数显著相关，环境规制是关键的制度边界条件。论文发表在《Energy Strategy Reviews》。

研究人员采用双向固定效应模型评估了跨区域电力传输强度与碳加权能源转型指数之间的平均关联。为检验潜在的非线性关系，采用了分位数回归模型。为解决动态持久性和潜在内生性问题，估计了系统广义矩估计模型。在机制检验方面，基于逐步中介效应框架，并采用残差自助法构建偏差校正和加速置信区间来评估间接效应。研究所用的样本队列来源于2000至2018年中国30个省份的面板数据。

研究结果
4.1. 基线关联：传输强度与能源转型
基线双向固定效应估计：通过基线回归模型得出，在所有设定中，跨区域电力传输强度具有统计上显著的负系数。由于碳加权能源消费指数的较低值表示更清洁的能源结构，负系数意味着跨区域电力传输条件性地与较低的碳加权能源指数相关，表明净电力输入强度每增加一个单位，碳加权转型指数降低约1.5%。野生聚类自助法进一步确认了1%水平的统计显著性。
分布异质性：分位数回归估计：通过分位数回归检验得出，在25%和75%分位数上，系数均在5%水平上显著为负，且75%分位数的系数绝对值更大。这表明在能源转型相对滞后的省份，跨区域传输对能源转型的促进作用更强。
稳健性：附加控制变量和动态系统GMM估计：通过添加城市化和经济发展控制变量，以及动态系统GMM估计，得出传输强度系数保持负向且统计显著。AR₍₁₎检验显著，AR₍₂₎检验不显著，Hansen检验不拒绝工具变量的有效性，证实了结果的稳健性。

4.2. 区域角色和制度环境的异质性
区域角色异质性：出口与进口省份：通过按传输强度四分位数分组回归得出，在出口地区，系数呈现非线性变化，在Q2和Q3中系数为正，表明中等强度水平下传输流由煤电或热电平衡主导，而在最高强度Q4中，系数再次变为负值，表明清洁电力流规模变得足够大时以支持脱碳。在进口地区，Q1中系数为正且弱显著，表明最低强度下电力流入主要满足经济增长需求，而Q4中系数显著为负，表明需要足够的传输规模才能实现清洁能源效益。
制度异质性：环境规制的作用：通过按环境规制强度分组回归得出，在弱规制下，传输强度系数为正但不显著；在强环境规制下，传输强度系数在1%水平显著为负。这支持了治理与基础设施的关联，环境规制将传输能力转化为低碳成果。

4.3. 机制证据：连接传输与能源转型的渠道
共同渠道：绿色能源容量和热电依赖度：通过中介效应检验得出，跨区域电力传输强度与绿色能源容量扩张和热电依赖度降低显著相关。自助法支持了从传输强度通过热电依赖度运行的间接关联。
特定角色渠道：出口地区的技术升级与进口地区的清洁电力供应：在出口地区，传输强度显著增加绿色能源技术，自助法支持了从传输强度通过绿色能源技术运行的间接关联。在进口地区，传输强度显著增加绿色能源供应，但清洁电力可用性并未在同一时期内机械地转化为更清洁的总能源消费结构，这表明需要下游的互补性调整。

4.4. 综合讨论：基础设施、治理和区域角色
跨区域电力传输应被理解为一种有条件的转型工具，而非机械的绿色基础设施。其平均负向关联是稳健的，但其幅度和方向取决于省级转型水平、区域角色、传输强度水平和环境规制。在较低强度水平下，传输可能对应于较高的碳加权指数；在较高强度水平下，传输更有可能与脱碳相关联。

研究结论表明，在2000至2018年期间，跨区域电力传输强度与较低的碳加权能源指数显著相关，这种关联在碳密集型能源结构的省份中更强。传输与转型关联表现出非线性、依赖强度的模式，在电力出口和进口地区之间存在差异。环境规制被确定为关键的制度条件：传输基础设施必须与治理能力相结合才能产生绿色成果。机制分析表明，传输强度与更清洁的容量形成、减少热电依赖、出口地区绿色技术响应以及进口地区清洁电力可用性相关。政策启示在于，跨区域电力传输应继续作为能源转型战略的核心，但其脱碳效益取决于对储能、灵活调度和电网智能调节的补充投资；项目设计应达到足够的规模；区域政策需差异化；环境规制是先决条件；需建立区域间财政转移支付和生态补偿机制以公平分配转型成本和效益。同时，研究存在一定局限性，由于传输基础设施并非随机分配，估计值为条件关联而非确定性因果效应，机制估计应被视为与机制一致的证据。