文 | 本刊特約評(píng)論員 張樹(shù)偉
在前幾期的專欄文章中,我們對(duì)國(guó)內(nèi)存在的棄風(fēng)限電頑疾進(jìn)行了多角度的剖析。本期,我們按照棄風(fēng)問(wèn)題的描述性理解、性質(zhì)、原因、未來(lái)的可能變化、應(yīng)對(duì)的手段、應(yīng)對(duì)的價(jià)值、可再生能源發(fā)展存在的風(fēng)險(xiǎn)與不確定性、徹底解決棄風(fēng)問(wèn)題的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)以及政治途徑,對(duì)前面提及的問(wèn)題給出十個(gè)方面的主要論述。這將構(gòu)成各位讀者必須知曉的棄風(fēng)限電的“十大科學(xué)認(rèn)知”。因此,本期專欄也是“棄風(fēng)限電”專題討論的總結(jié)篇。
總體而言,關(guān)于我國(guó)的嚴(yán)重“棄風(fēng)”:
從技術(shù)上講,是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的僵直(甚至以此為美,優(yōu)先考慮長(zhǎng)期計(jì)劃、基荷運(yùn)行)與可再生能源發(fā)電的出力特點(diǎn)格格不入的問(wèn)題,特別是涉及跨省跨區(qū)線路與省內(nèi)火電年度計(jì)劃約束。在不同地區(qū),各種因素在引發(fā)棄風(fēng)問(wèn)題中所起到的作用可能不盡相同,包括系統(tǒng)平衡困難、網(wǎng)絡(luò)阻塞、調(diào)度模式與分辨率等。
從經(jīng)濟(jì)上講,是缺乏經(jīng)濟(jì)調(diào)度與統(tǒng)一市場(chǎng)內(nèi)生出各種電源市場(chǎng)份額的問(wèn)題。從年尺度到天、再到小時(shí),存在調(diào)度自由量裁空間過(guò)大的問(wèn)題。而過(guò)去在界定問(wèn)題時(shí),往往跳過(guò)了經(jīng)濟(jì)層面的整體損失,直接將其歸為一個(gè)劃分損益的政治問(wèn)題。
從政治上講,是對(duì)棄風(fēng)的經(jīng)濟(jì)責(zé)任缺乏清晰認(rèn)定的問(wèn)題,而廣泛存在的“先來(lái)先得”計(jì)劃思維是對(duì)新的、更低成本(指的是已建成項(xiàng)目)的發(fā)電商的歧視,把市場(chǎng)份額問(wèn)題錯(cuò)誤地歸結(jié)為系統(tǒng)調(diào)峰輔助服務(wù)。隨著可再生能源規(guī)模和參與者數(shù)量的擴(kuò)大,以及整體宏觀形勢(shì)的變化,這一局面正在得到極大改善。
要解決“棄風(fēng)”問(wèn)題,建立經(jīng)濟(jì)調(diào)度與統(tǒng)一市場(chǎng)是各種視角下的共同思路,區(qū)別僅在于實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)的方式是什么。那么在未來(lái)若干年,這一問(wèn)題能夠得到有效解決嗎?作為謹(jǐn)慎的樂(lè)觀主義者,筆者對(duì)此的答案是一個(gè)復(fù)雜的“可以解決”,這一點(diǎn)從之前的專欄文章中已經(jīng)可以看出。
希望此次專題能夠引發(fā)更多的討論,共同促進(jìn)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型事業(yè)的進(jìn)步。
考慮到奇高的棄風(fēng)率,棄風(fēng)的準(zhǔn)確名稱應(yīng)該為“控風(fēng)”,因?yàn)樵跅夛L(fēng)率如此高的情況下,煤電設(shè)備的利用小時(shí)數(shù)依然那么高,一定存在非技術(shù)與人為干預(yù)的因素,屬于人為控制風(fēng)電出力。這種棄風(fēng),一方面,是風(fēng)電項(xiàng)目業(yè)主的損失,另一方面,也是消費(fèi)者的損失。因?yàn)槠洳荒苷紦?jù)市場(chǎng)份額,無(wú)法最大限度地通過(guò)調(diào)度優(yōu)先次序效應(yīng)(merit-order effect)促進(jìn)利潤(rùn)從電力生產(chǎn)者向電力消費(fèi)者有效轉(zhuǎn)移。
不發(fā)電就沒(méi)有收益,而不是根據(jù)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)排序結(jié)果與系統(tǒng)安全運(yùn)行約束確定財(cái)務(wù)責(zé)任,這種將物理運(yùn)行與財(cái)務(wù)結(jié)算混為一談的范式極大地?fù)p害了可再生能源發(fā)電商的正當(dāng)利益。
在傳統(tǒng)的規(guī)劃中,“明年需求增長(zhǎng)100萬(wàn)千瓦,增加100萬(wàn)千瓦裝機(jī),火電80萬(wàn)千瓦,水電20萬(wàn)千瓦,正好完美,電源結(jié)構(gòu)保持不變”這樣的基本方法論充斥其中。
與傳統(tǒng)發(fā)電模式相比,可再生能源機(jī)組的出力與用電需求的非同時(shí)性更大。這必然意味著:(1)一些機(jī)組在很大程度上仍需要去滿足尖峰負(fù)荷,利用率會(huì)下降;(2)在部分時(shí)間段,必然會(huì)出現(xiàn)裝機(jī)遠(yuǎn)高于需求的情況,甚至是僅可再生能源裝機(jī)就超過(guò)了總負(fù)荷。此時(shí)必須有相應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,來(lái)決定過(guò)剩機(jī)組的市場(chǎng)份額。即使有負(fù)荷的增長(zhǎng),但是由于剩余負(fù)荷曲線的形狀發(fā)生了很大變化,系統(tǒng)的合理結(jié)構(gòu)也必須做出相應(yīng)改變。
可再生能源進(jìn)入電力系統(tǒng),具有區(qū)分“贏家”與“輸家”的再分配效應(yīng)。傳統(tǒng)基荷部分將逐漸縮小乃至消失,這對(duì)于一些投資成本高的基荷電源(過(guò)去的所謂主力與穩(wěn)定電源),絕對(duì)不是好消息。
如果將對(duì)棄風(fēng)的探討限制在經(jīng)濟(jì)范疇內(nèi),那么電力系統(tǒng)缺乏競(jìng)爭(zhēng)為基礎(chǔ)的市場(chǎng)份額決定機(jī)制是導(dǎo)致該問(wèn)題的根本原因。技術(shù)上核定的煤電最小出力高達(dá)50%~60%,是非常保守的;省際與地區(qū)間聯(lián)絡(luò)線的運(yùn)行計(jì)劃安排不是基于市場(chǎng)原則進(jìn)行調(diào)整的,而是一種凌駕于市場(chǎng)之上的特權(quán)。所謂可再生能源增量現(xiàn)貨交易的邏輯也在于此。
一言以蔽之,從經(jīng)濟(jì)視角來(lái)看,之所以出現(xiàn)如此嚴(yán)重的棄風(fēng)問(wèn)題,市場(chǎng)未能發(fā)揮決定性作用是本質(zhì)性原因。
如果法律上規(guī)定了可再生能源優(yōu)先調(diào)度,那么調(diào)度部門(mén)在安排開(kāi)機(jī)組合計(jì)劃時(shí)必須先考慮讓可再生能源發(fā)電設(shè)備出力,然后才是其他機(jī)組滿足剩余需求(比如一年8760小時(shí)的剩余負(fù)荷曲線)的問(wèn)題。因此,只要明確這一法律要求,那么風(fēng)電即使不參與其中,也會(huì)對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生影響。同時(shí),管制的電力系統(tǒng)也完全可以沒(méi)有如此高比例的棄風(fēng)。在歐美地區(qū),經(jīng)濟(jì)調(diào)度早在放松管制之前就已經(jīng)推行了,因此,其系統(tǒng)可以平滑地從只有可控機(jī)組發(fā)電過(guò)渡到波動(dòng)性電源結(jié)構(gòu)。而我國(guó)所謂的“平均調(diào)度”原則往往僅限于年尺度上,在低于年尺度上,仍舊缺少明確規(guī)則,調(diào)度的自由量裁權(quán)顯得過(guò)大。
我國(guó)的棄風(fēng)問(wèn)題正在逐步得以改善,這主要得益于整個(gè)可再生能源行業(yè)的力量壯大,以及其與更宏大的政治、經(jīng)濟(jì)目標(biāo)之間的正向聯(lián)系。但是,如果未來(lái)政治上對(duì)實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)的迫切性有所減弱,那么在一個(gè)不是以競(jìng)爭(zhēng)性為主的市場(chǎng)中,棄風(fēng)情況仍有可能出現(xiàn)反彈。
建立成本最小化或者全社會(huì)福利最大化的價(jià)值觀,是避免將棄風(fēng)的原因變成對(duì)存在問(wèn)題的另外一種描述(需求不足、線路不夠等)的前提。從解決方案的角度而言,“藥方”必須具有明確的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn),不能以“搞定就是本事”為價(jià)值觀。
建造一個(gè)無(wú)比巨大、完全不阻塞的超級(jí)電網(wǎng)的確可以解決棄風(fēng)問(wèn)題,比如對(duì)于每年1小時(shí) 10萬(wàn)千瓦水平的阻塞,也通過(guò)額外新建一條線路來(lái)解決。但是,這種解決方案是缺乏價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)的,無(wú)法回答其收益是否大于成本的問(wèn)題,以及是否存在成本更低的方案(例如對(duì)棄風(fēng)給予補(bǔ)償)的問(wèn)題。
面對(duì)多種現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)、能源的不確定性,風(fēng)電與光伏的發(fā)展為兌現(xiàn)在應(yīng)對(duì)氣候變化方面所做出的國(guó)際承諾以及到2050年使非化石能源發(fā)電量占50%的目標(biāo)提供了“保證”。這種不確定性包括:比預(yù)期更慢或者更有限的水電與核電發(fā)展、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的不確定性、能源效率提升的快慢。
大體上來(lái)說(shuō),風(fēng)電和光伏需要保持過(guò)去10年的增長(zhǎng)速度,才能確保到2030年實(shí)現(xiàn)非化石能源在一次能源消費(fèi)中的比重達(dá)到20%的目標(biāo);需要保持更快的增長(zhǎng)速度,才能實(shí)現(xiàn)非化石能源發(fā)電量占50%的目標(biāo),即達(dá)到《能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016—2030)》的要求。如果不解決棄風(fēng)問(wèn)題,再加上存在各種不確定性因素,那么為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),風(fēng)電、光伏裝機(jī)的增長(zhǎng)速度需要至少提高60%~100%。這已經(jīng)超過(guò)現(xiàn)實(shí)裝機(jī)增長(zhǎng)速度的可能范圍,甚至存在很多操作性約束,比如土地空間、人力資源,甚至是短期內(nèi)的制造與安裝能力等。
在可再生能源支持政策中,補(bǔ)貼水平不超過(guò)2分錢(qián)/千瓦時(shí)目前儼然已經(jīng)是一個(gè)“降電價(jià)”氛圍下的政治性約束?;诟?jìng)爭(zhēng)原則確定風(fēng)電、光伏價(jià)格的政策已經(jīng)推出或者即將實(shí)施。這將改善還是增加補(bǔ)貼賬戶的平衡壓力,仍然是一個(gè)存在不確定性的問(wèn)題。
可再生能源自身的成本并不是一直處于下降之中。大宗商品價(jià)格的上漲、資源條件的劣化、資本成本的上漲,都將推動(dòng)可再生能源成本(如果以度電成本衡量)上升。
電力市場(chǎng)化改革的意愿正在增強(qiáng),但是現(xiàn)實(shí)的體制與政策安排并沒(méi)有使改革滑入“不可逆的軌道”。2018年,進(jìn)行了局部地區(qū)短期市場(chǎng)(一般指的是短于天的市場(chǎng),習(xí)慣上稱為現(xiàn)貨)試點(diǎn);2020年,將開(kāi)展全國(guó)現(xiàn)貨交易試點(diǎn),現(xiàn)在來(lái)看,這依然是一個(gè)遙不可及的目標(biāo)。由于調(diào)度體系的原因,目前的市場(chǎng)是高度割裂的,比如外送電與本地用電仍舊是割裂的。這些都意味著,改革隨時(shí)有可能出現(xiàn)倒退。
極大地提升調(diào)度的系統(tǒng)平衡分辨率,改變“區(qū)域與跨區(qū)計(jì)劃優(yōu)先”的調(diào)度體系,可以在很大程度上降低風(fēng)電、光伏發(fā)電對(duì)系統(tǒng)平衡備用需求的影響。儲(chǔ)能與先進(jìn)的IT技術(shù)也有望在小的時(shí)間尺度上改善棄風(fēng),促進(jìn)自我平衡調(diào)度的實(shí)現(xiàn)。技術(shù)進(jìn)步有可能直截了當(dāng)?shù)亟鉀Q問(wèn)題,但是技術(shù)進(jìn)步本身往往是可遇而不可求的。
即使沒(méi)有電力市場(chǎng)化改革,平均調(diào)度都是不符合經(jīng)濟(jì)邏輯的。經(jīng)濟(jì)調(diào)度與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將自動(dòng)實(shí)現(xiàn)可再生能源的優(yōu)先調(diào)度。經(jīng)濟(jì)調(diào)度需要得到透明地貫徹執(zhí)行。
徹底消滅點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)網(wǎng)的基荷送電對(duì)大幅度降低控風(fēng)率是尤為關(guān)鍵的。市場(chǎng)的開(kāi)放性與統(tǒng)一性要求這些新增電源先并入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng),在本地實(shí)現(xiàn)平衡,再以“網(wǎng)對(duì)網(wǎng)”的方式外送,這才是符合整體經(jīng)濟(jì)效率的做法,也符合建設(shè)統(tǒng)一市場(chǎng)與實(shí)現(xiàn)電力“均一產(chǎn)品”消費(fèi)價(jià)值的要求。要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的基本目標(biāo),調(diào)度的時(shí)間尺度、開(kāi)機(jī)組合計(jì)劃的精細(xì)化程度都必須進(jìn)行改變。
增加調(diào)度運(yùn)行數(shù)據(jù)的透明化,這已經(jīng)成為理解并解決我國(guó)電力系統(tǒng)與行業(yè)幾乎所有問(wèn)題的關(guān)鍵所在。沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)度模式的全面、深入理解,多數(shù)政策建議與目標(biāo)都只能是緣木求魚(yú)。
在供給側(cè)停止新建任何傳統(tǒng)燃煤機(jī)組,從系統(tǒng)最優(yōu)結(jié)構(gòu)意義的層面而言,是存在充分理由的。筆者在此前的文章中多次指出,定義落后產(chǎn)能時(shí)應(yīng)基于經(jīng)濟(jì)效率,而不是能源效率。在目前的環(huán)境下,越大型的機(jī)組往往越落后。通過(guò)行政手段關(guān)停超過(guò)20%的百萬(wàn)千瓦以上的大容量煤電機(jī)組,這部分是系統(tǒng)靈活性與資本回收意義上的“落后產(chǎn)能”,將減少它們?cè)谑袌?chǎng)份額爭(zhēng)奪上的政治與話語(yǔ)優(yōu)勢(shì)。
最后,讓我們用這10期專欄的文章標(biāo)題列表來(lái)結(jié)束“揭秘‘棄風(fēng)限電’的真相”專題的討論:
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(一):電力需求放緩構(gòu)成棄風(fēng)加劇的原因嗎?
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(二):“電源與電網(wǎng)不協(xié)調(diào)”構(gòu)成棄風(fēng)加劇的原因嗎?
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(三):擴(kuò)大外送是解決嚴(yán)重棄風(fēng)的正確藥方嗎?
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(四):風(fēng)火發(fā)電為什么要“打捆”外送?
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(五):系統(tǒng)“調(diào)峰能力與輔助服務(wù)”是啥意思?
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(六):何為現(xiàn)貨市場(chǎng)?現(xiàn)貨市場(chǎng)解決什么問(wèn)題?
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(七):IT與新的商業(yè)模式有望改善棄風(fēng)嗎?
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(八):有效信息披露對(duì)緩解棄風(fēng)限電的作用。
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(九):電力市場(chǎng)背景下的“協(xié)調(diào)”到底是什么意思?
揭秘“棄風(fēng)限電”的真相(十):關(guān)于棄風(fēng)限電的十大科學(xué)認(rèn)知。