薛萬磊，牛新生，曾鳴，韓蕊，薛松

(1.國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟技術研究院，濟南市250001;2.華北電力大學經(jīng)濟與管理學院，北京市102206)

0 引言

隨著傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭和全球氣候變化形勢日益嚴峻，風能、水能、生物質能、太陽能、地熱能、海洋能等可再生能源的利用在世界范圍內受到廣泛的重視。與傳統(tǒng)化石能源相比，可再生能源在利用過程中不會排放溫室氣體，如風能;或者排放相對較少的溫室氣體，如生物質能。因此利用這些可再生能源替代化石燃料發(fā)電，可減少溫室氣體的排放，進而減緩氣候變化的進程［1］。

可再生能源與傳統(tǒng)能源相比，既有其明顯的優(yōu)點，又有較為突出的局限性［2］?？稍偕茉床⒕W(wǎng)發(fā)電會影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，同時可再生能源分布不均，并網(wǎng)發(fā)電面臨許多技術困難。隨著可再生能源發(fā)電技術的不斷完善以及可再生能源發(fā)電站大批源源不斷地并入電網(wǎng)，其影響將不可低估。此外，與傳統(tǒng)火電相比，可再生能源發(fā)電技術還不成熟、發(fā)電成本較高，必須有額外的政策、資金支持，投資者才能獲得合理的收益，可再生能源項目才能發(fā)展起來。

本文建立了可再生能源并網(wǎng)保障機制評估體系，思路如下:(1)研究可再生能源并網(wǎng)發(fā)電現(xiàn)狀、政策現(xiàn)狀，分析可再生能源并網(wǎng)技術、經(jīng)濟、政策的相互制約關系;(2)找出影響可再生能源并網(wǎng)的主要控制因素，建立系統(tǒng)動力學評估指標體系;(3)針對可能出現(xiàn)的評估結果，提出應對措施。

1 可再生能源并網(wǎng)發(fā)電現(xiàn)狀

1.1 電源布局

我國的可再生能源品種齊全，數(shù)量多，資源基礎雄厚，具有大規(guī)模開發(fā)的資源條件和技術潛力。據(jù)國家電監(jiān)會統(tǒng)計，2012年，我國可再生能源裝機規(guī)模持續(xù)增長，全年新增水電 1 551萬 kW，風電1 285萬kW，太陽能發(fā)電119萬kW，全國全口徑發(fā)電裝機容量已達11.4億kW，其中可再生能源裝機容量達3.13億kW，同比增長11.22%，占總裝機容量的比例同比增長0.85%。全年消納的可再生能源電量為9 680億kW·h，同比增長30.32%，占總發(fā)電量比同年增長3.75%，見表1［3］?？梢钥闯?，電力結構調整的成績依然不容忽視。

表1 2012年我國可再生能源發(fā)電裝機及發(fā)電量情況Tab.1 China’s renewable energy installed capacity and generating capacity in 2012

1.2 電網(wǎng)結構

電網(wǎng)是最大的能源供應與傳輸平臺，通過電網(wǎng)可以實現(xiàn)能源的規(guī)?；c傳輸，促進能源的高效利用。因此，以電網(wǎng)為載體，積極推動可再生能源并網(wǎng)，可以實現(xiàn)可再生能源的大規(guī)模開發(fā)和利用，更好地發(fā)揮可再生能源的環(huán)境與社會效益。近年來，我國在借鑒國外可再生能源發(fā)展先進經(jīng)驗的基礎上，從“硬件”建設和“軟件”建設2個方面，不斷推進可再生能源電網(wǎng)基礎設施及相關體制機制建設，實現(xiàn)了電網(wǎng)對可再生能源電力的規(guī)?；{，極大地推動了我國可再生能源的發(fā)展。

一方面，科學制定電網(wǎng)規(guī)劃，不斷加強配套電網(wǎng)等基礎設施建設，為可再生能源的大規(guī)模接入提供了電網(wǎng)支撐;另一方面，不斷加大可再生能源并網(wǎng)管理工作力度，建立健全并網(wǎng)管理工作機制，提高可再生能源發(fā)電運行水平。以風電為例，2006年以來，國家電網(wǎng)公司累計投資458億元，建成風電并網(wǎng)線路2.53萬km，目前，國家電網(wǎng)調度范圍并網(wǎng)風電超過5 000萬kW，2006年以來年均增長率為87.4%，成為全球接入風電規(guī)模最大、增長速度最快的電網(wǎng)之一。

1.3 現(xiàn)有政策

1.3.1 能源政策

2009年，溫家寶總理在《政府工作報告》中明確指出，要積極發(fā)展核能、風能、太陽能、水能等清潔能源。在科學發(fā)展觀的指導下，我國還先后制定了支持新能源的各種法規(guī)和政策，新能源產(chǎn)業(yè)在我國已初具規(guī)模。在此大環(huán)境下，全國各地方政府開始紛紛制定新能源發(fā)展的規(guī)劃，探索新能源發(fā)展的路徑，調整能源結構布局，以謀求在節(jié)能、環(huán)保的新經(jīng)濟時代提升自身的競爭力，取得更大的競爭優(yōu)勢。

1.3.2 并網(wǎng)政策

2003—2005年，我國對風電實行特許權招標制度，政府對風電并網(wǎng)和售電做出了承諾保證，風電場到電網(wǎng)的輸電線路投資和建設由電網(wǎng)企業(yè)負責。而在特許權招標項目之前，接入系統(tǒng)的投資大都由風電企業(yè)負責。2006年實行的《可再生能源法》明確規(guī)定實施強制上網(wǎng)和全額收購制度，為風電等可再生能源并網(wǎng)提供了保障。2010年4月施行的修改后的《可再生能源法》中規(guī)定了電網(wǎng)企業(yè)應當全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內符合標準的可再生能源發(fā)電項目的上網(wǎng)電量，即國家已開始施行可再生能源發(fā)電的全額保障性收購制度。

1.3.3 電價政策

以風電電價為例，目前風電電價執(zhí)行的是2009年7月底發(fā)布的《關于完善風力發(fā)電上網(wǎng)電價政策的通知》所規(guī)定的標桿上網(wǎng)電價，此標桿價格根據(jù)區(qū)域風資源大致劃分為4類風資源標桿電價，新建的陸上風電項目，統(tǒng)一執(zhí)行所在風能資源區(qū)的風電標桿上網(wǎng)電價?！锻ㄖ分羞€規(guī)定，繼續(xù)實行風電費用分攤制度，風電上網(wǎng)電價高出當?shù)厝济簷C組標桿上網(wǎng)電價的部分，通過全國征收的可再生能源電價附加分攤解決。我國近年來的主要可再生能源扶持政策見表2。

2 可再生能源發(fā)電及其并網(wǎng)發(fā)展的特殊性

近年來，我國可再生能源發(fā)電取得顯著成就的同時，面臨的發(fā)展瓶頸也不容忽視。例如風電發(fā)展中較為突出的消納受限、運行受阻等問題［4］;光伏產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新能力欠缺導致的國內應用推廣不足，國際競爭力不強等問題。增加可再生能源裝機比重的同時，提高和保證可再生能源發(fā)展質量將是電源結構調整的一大主題。根據(jù)可再生能源發(fā)電及并網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，可以總結出其進一步發(fā)展將面臨的問題:

表2 近年我國可再生能源政策Tab.2 China’s renewable energy policy in recent years

(1)發(fā)電成本偏高。發(fā)電成本偏高是制約可再生能源發(fā)展最主要的因素，其具體表現(xiàn)在可再生能源技術裝備的建設和運行成本方面。實踐證明，只有擴大市場規(guī)模，成本才能進一步降低。近年來太陽能、風能發(fā)電成本大幅度下降，主要是技術進步與市場規(guī)模擴大共同作用的結果［5］。有關研究表明，太陽能光伏組件累計產(chǎn)量每翻一番，價格降低約20%。過去的風電成本下降更多的是依靠技術進步，以后的進一步下降則更多依賴于規(guī)?；?、系列化和標準化。

(2)并網(wǎng)技術難題?？稍偕茉窗l(fā)電的并網(wǎng)技術問題一直是其規(guī)?；l(fā)展的關鍵問題，特別是分布式發(fā)電的頻繁啟動會造成電網(wǎng)瞬間負荷增大，電網(wǎng)公司為此需要進行線路改造;但是從電力調度角度來講，電源點越多越不利于調配;而并網(wǎng)標準的缺乏使得我國分布式可再生電源并網(wǎng)只能按照常規(guī)電源處理。在這一問題上，風電提供了前車之鑒:在沒有并網(wǎng)規(guī)劃和標準時，風電就開始大規(guī)模上馬，從而造成了后來的棄風問題。

(3)管理制度不完善。以風電為例，首先，當前我國風電場建設速度有些過快，而應當與之相配套的產(chǎn)業(yè)鏈相關技術標準體系卻并不完善，甚至很大一部分存在空白或采用歐洲標準，從而無法全面結合我國特殊的風電發(fā)展狀況。加之一些風電企業(yè)片面追求低成本，導致風電機組產(chǎn)品質量差，風電項目質量不達標，事故頻發(fā)，無疑對風電發(fā)展造成了嚴重的負面影響。其次，政府和相關部門由于缺乏對風電設備制造、風電場生產(chǎn)運營、風電上網(wǎng)等問題進行全盤考慮的規(guī)劃，導致風電產(chǎn)業(yè)上下游銜接出現(xiàn)問題，為風電產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展帶來隱患。

(4)政策有待改進。一是補貼政策有待改進，從資金來源上看，目前，我國補貼資金主要由政府財政支付，而政府財政收入有限，因此，大量依賴政府財政的支持并不是長久之計。二是并網(wǎng)政策難落實，針對可再生能源實施全額保障性收購制度的具體落實細節(jié)和管理辦法始終沒有出臺，政策保障力度缺失;三是缺乏可再生能源電力的配額和認購制度，在許多發(fā)達國家，綠色電力配額制度已經(jīng)成為一項很普遍的支持發(fā)電行業(yè)的制度，目前，我國絕大多數(shù)省市還沒有與此相關的政策規(guī)定。

3 可再生能源并網(wǎng)保障機制的系統(tǒng)動力學評估體系

系統(tǒng)動力學(system dynamics，SD)由美國麻省理工學院Jay W.Forrester教授始創(chuàng)于1956年，在20世紀50年代末成為一門獨立完整的學科。它分析研究信息反饋系統(tǒng)，也是一門認識與解決系統(tǒng)問題的交叉性、綜合性學科，是系統(tǒng)學科中的一個分支。系統(tǒng)動力學采用定性分析與定量分析相結合的方法，以定性分析為主導，定量分析為支持，二者相輔相成［6］。

3.1 行為主體

可再生能源并網(wǎng)保障機制是指可再生能源并網(wǎng)的各種保障因素之間相互聯(lián)系、相互制約、相互作用，實現(xiàn)“共贏”，從而保障可再生能源并網(wǎng)安全的運行機制［7］。它是一種多因素、多環(huán)節(jié)、動態(tài)、復雜的運行系統(tǒng)。由可再生能源發(fā)電商、常規(guī)能源發(fā)電商、政府、電網(wǎng)、研究機構，通過各自的系統(tǒng)行為，運用技術、政策和經(jīng)濟手段，彼此影響、彼此制約和相互促進而實施，共同保障與制約可再生能源安全并網(wǎng)，其行為主體關系，如圖1所示。

圖1 可再生能源并網(wǎng)保障機制的行為主體關系圖Fig.1 Behavior subjects’relationship in renewable energy grid connection security mechanism

3.2 系統(tǒng)行為作用機理

技術是影響可再生能源并網(wǎng)的重要因素。技術不僅能促進可再生能源發(fā)電成本降低、產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大，而且技術進步的前景會給產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來良好預期。政策則是通過政府作用于不同主體的技術、經(jīng)濟手段來影響可再生能源并網(wǎng)的。政府直接參與或間接引導研究機構對可再生能源的研發(fā)投入，幫助可再生能源發(fā)電商實現(xiàn)技術進步，對市場需求和電網(wǎng)消納施加影響，同時通過政策法規(guī)等宏觀調控手段保障可再生能源并網(wǎng)。

經(jīng)濟手段是使技術進步、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本動因，對可再生能源開發(fā)及并網(wǎng)保障起決定性作用。一方面，可再生能源開發(fā)一般具有風險高、初期投入大等特征，在發(fā)電市場上與常規(guī)能源發(fā)電相比缺乏競爭力，迫切需要通過政府加大經(jīng)濟刺激、鼓勵投資等手段打開市場。同時，可再生能源發(fā)電帶來的環(huán)境效益、節(jié)能減排效益等無法直接體現(xiàn)在電價中，這就需要政府對可再生能源發(fā)電商及電網(wǎng)企業(yè)給予一定的補償。另一方面，可再生能源從發(fā)電到最終并網(wǎng)售電，在市場中的生存能力要靠市場需求來檢驗。通過經(jīng)濟刺激加強用戶側對可靠的可再生能源電量需求，及對電網(wǎng)消納積極性的有效引導，才能從根本上刺激可再生能源并網(wǎng)。

圖2 可再生能源并網(wǎng)保障系統(tǒng)的SD因果關系圖Fig.2 SD causality of renewable energy grid connection security mechanism

上述分析表明，技術、政策、經(jīng)濟這些影響可再生能源并網(wǎng)的因素［8-9］，既有各自的作用方式，又相互影響、相互反饋，構成了一個非線性、多變量的動態(tài)反饋復雜系統(tǒng)，具有明顯的SD特征。

3.3 系統(tǒng)動力學評估指標體系

根據(jù)可再生能源并網(wǎng)保障系統(tǒng)的物理特點和外部環(huán)境，定義系統(tǒng)的所有變量，結合可再生能源并網(wǎng)保障機制中各主體的系統(tǒng)行為，深入分析變量之間的因果關系?？梢缘贸隹稍偕茉床⒕W(wǎng)保障機制的運行，最終體現(xiàn)在發(fā)電成本、發(fā)電及并網(wǎng)技術、管理保障及政策制度3個主要層面，其系統(tǒng)動力學指標間的因果關系如圖2所示。

3.4 情景設定和模擬

通過調節(jié)系統(tǒng)中的關鍵指標來設定各種情景，可以得出不同的發(fā)展結果，從而為提高可再生能源并網(wǎng)保障支持作用提供可行的改進措施［10］。

(1)促進發(fā)電及并網(wǎng)技術進步。通過增強可再生能源相關技術研發(fā)能力，提高發(fā)電技術進步系數(shù)，可以有效降低發(fā)電廠的發(fā)電及運行成本，從而使可再生能源發(fā)電商在市場中的競爭力得到大幅提升。

(2)提高管理運作水平。主要包括電網(wǎng)企業(yè)對可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)運行管理和政府對可再生能源的行業(yè)調控及市場運作管理。前者有助于提高電網(wǎng)對可再生能源發(fā)電的接納能力，穩(wěn)定上網(wǎng)電量;后者有利于可再生能源行業(yè)規(guī)范化發(fā)展，降低發(fā)電成本。

(3)加大政策調節(jié)力度。激勵性的投資政策、研發(fā)政策及節(jié)能減排政策的出臺，將從整體上提高市場對可再生能源的投資開發(fā)熱情，鼓勵研究機構與可再生能源發(fā)電商的協(xié)調合作，提高相關市場主體的投資收益，從而保障可再生能源開發(fā)及并網(wǎng)力度。

4 改進措施

針對可再生能源發(fā)電及其并網(wǎng)的特殊性，結合可再生能源并網(wǎng)保障系統(tǒng)動力學評估體系，為達到各情景設定中有利于可再生能源并網(wǎng)的條件及發(fā)展結果，針對不同市場主體提出技術、經(jīng)濟與政策層面的措施建議，以期為我國可再生能源發(fā)展提供適當?shù)膮⒖肌?/p>

4.1 技術方面

(1)針對研究機構，加強技術研發(fā)力度。強化可再生能源研究與技術開發(fā)決策與協(xié)調機制;逐年增加可再生能源研究開發(fā)的投入，鼓勵企業(yè)、公共和私人研究機構積極投資，增強研發(fā)活力;建立現(xiàn)代化的可再生能源基礎設施和可再生能源研發(fā)信息網(wǎng)絡;加強和擴大可再生能源領域的國際合作與交流。國家各類科技發(fā)展規(guī)劃要大力支持“產(chǎn)學研”合作，加大資金投入，開展可再生能源的科學研究、技術開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，整合現(xiàn)有可再生能源技術資源，提高可再生能源技術創(chuàng)新能力和服務水平，促進技術進步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

(2)針對電網(wǎng)企業(yè)，加快智能電網(wǎng)建設，提高電網(wǎng)接納能力［11］。首先，解決以風電為代表的可再生能源大規(guī)模接入和輸送問題，必須建設堅強智能電網(wǎng)，加強跨區(qū)輸電線路的建設。其次，優(yōu)化電源結構，合理配置調峰電源。此外，加強并網(wǎng)管理，完善相關政策、機制，促進可再生能源健康發(fā)展。

4.2 政策方面

(1)針對電網(wǎng)企業(yè)，落實可再生能源并網(wǎng)電量保障性收購。當前落實可再生能源保障性收購，必須細化相關政策與配套細則，進一步明確電網(wǎng)企業(yè)的義務，使電網(wǎng)企業(yè)從自身認識角度強化收購可再生能源發(fā)電的責任，并嚴格監(jiān)管電網(wǎng)企業(yè)保障性收購可再生能源的實施，防止電網(wǎng)以各種理由降低收購額度。

(2)針對可再生能源發(fā)電商，制定可再生能源地方性配套法規(guī)?！犊稍偕茉捶ā窞樾履茉窗l(fā)展提供了法律基礎和法制保障。但要真正使這部法律得到貫徹落實，還需要國家部門、地方政府制定相應的配套法規(guī)和實施細則。地方各級有關部門應抓緊出臺可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄、可再生能源技術規(guī)范等行政法規(guī)和規(guī)章，盡快建立與《可再生能源法》相配套的地方性法規(guī)體系。

4.3 經(jīng)濟方面

(1)針對常規(guī)發(fā)電商，盡快出臺能源稅法，建立完善的能源稅體系。將所有可能造成環(huán)境污染的能源開發(fā)行為或能源產(chǎn)品納入其中。一方面，這將有助于抑制傳統(tǒng)能源的高消費、低使用率現(xiàn)象;另一方面，可以增加支持新能源與可再生能源的財政收入。

(2)針對可再生能源發(fā)電商及研究機構，完善稅收激勵機制。對可再生能源項目建立全方位、多層次的稅收激勵機制。在增值稅方面，進一步降低稅率;在所得稅方面，實行普惠制的基礎上有所側重，對企業(yè)購買研發(fā)設備及再投資的資金從其所得稅中以一定比例抵扣，對從事新能源與可再生能源的人員予以個人所得稅減免。

(3)針對可再生能源發(fā)電商，調整發(fā)電補貼方式。第一，完善投資補貼辦法，將投資補貼與可再生能源發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營狀況相結合，刺激企業(yè)進一步改進技術，降低成本。第二，拓寬補貼資金渠道，可考慮將未來開征的碳稅或生態(tài)建設稅作為可再生能源補貼的一個重要來源。同時應注意到，隨著我國能源行業(yè)不斷發(fā)展，在適當時期，我國在可再生能源領域的補貼應隨著產(chǎn)業(yè)結構調整、市場需求變化而有所調整，在扶持我國新能源企業(yè)走向成熟后適當降低或取消補貼，以減少企業(yè)對補貼的依賴，逐步提高其競爭意識，增強競爭力。

5 結語

我國的可再生能源產(chǎn)業(yè)擁有良好的發(fā)展勢頭和前景。雖然伴隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展所產(chǎn)生的發(fā)電成本偏高、并網(wǎng)與消納困難、政策制度不完善等問題將給我國可再生能源發(fā)電的進一步發(fā)展帶來一系列挑戰(zhàn)，但隨著行業(yè)法律法規(guī)體系的完善，相關政策的激勵，技術研發(fā)力度的加強，電網(wǎng)建設步伐的加快，有理由相信發(fā)展中的瓶頸將得到緩解，可再生能源并網(wǎng)發(fā)電將取得更高質量的發(fā)展。

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