風電與煤電：到底哪個優(yōu)先？

張樹偉 謝茜

風火矛盾在電力過剩加重的預期之下，無疑會更加突出。如何正確平衡風電和煤電，是未來電力系統(tǒng)以及政府必須面對的難題。

風電棄風問題日益加劇，受到政府、企業(yè)與全社會的廣泛關注。2016年，繼發(fā)布風電的最低保障小時數(shù)政策之后，政府又密集出臺了其他相應的政策與措施。這些措施包括：

7月4日，國家能源局發(fā)布《關于下達火電靈活性改造試點項目的通知》，旨在挖掘燃煤機組調峰潛力、提升我國火電運行靈活性、全面提高系統(tǒng)調峰和新能源消納能力。在各地方和發(fā)電集團建議的基礎上，最終確定了丹東電廠等16個火電靈活性提升改造試點項目。

7月18日，國家能源局發(fā)布《關于建立監(jiān)測預警機制促進風電產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的通知》，提出建立風電投資監(jiān)測預警機制，引導風電企業(yè)理性投資、促進產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。根據(jù)這一機制，國家能源局當年將不對預警結果為紅色的省份下達年度開發(fā)建設規(guī)模，地方暫緩核準新的風電項目。

7月19日，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布了我國電力體制改革六項改革配套文件之一的《關于有序放開發(fā)用電計劃工作的通知（征求意見稿）》。文件中明確指出，對2017年3月15日后投產(chǎn)的煤電機組，各地除對優(yōu)先購電對應電量安排計劃外，不再安排其他發(fā)電計劃。新投產(chǎn)煤電機組通過市場交易獲得的發(fā)電量將不再執(zhí)行上網(wǎng)標桿電價。同時，鼓勵新投產(chǎn)煤電機組自愿認定為可再生能源調峰機組。

7月22日，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《可再生能源調峰機組優(yōu)先發(fā)電試行辦法》，為促進可再生能源消納，在全國范圍內通過企業(yè)自愿、電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè)雙方約定的方式確定部分機組為可再生能源調峰。在履行正常調峰義務基礎上，可再生能源調峰機組優(yōu)先調度，按照“誰調峰、誰受益”原則建立調峰機組激勵機制。

這些文件的出臺都旨在緩解乃至解決可再生能源利用率不高的問題，特別是在系統(tǒng)中與煤電的規(guī)劃、管理與運行相關的問題。本文基于提升系統(tǒng)靈活性的目標，從風電與火電到底誰在戰(zhàn)略、規(guī)劃、與運行管理層面處于優(yōu)先地位（優(yōu)先如何體現(xiàn)？如何做到優(yōu)先？優(yōu)先有何收益方面的含義？）的視角，對這些密集發(fā)布文件的內容進行綜合分析，以期對未來重要的政策變化提供建議和啟示。

戰(zhàn)略層面——“風電優(yōu)先”基本成為共識，但需防止過猶不及

由于環(huán)境的急劇惡化以及氣候治理問題的踟躕不前等原因，節(jié)能減排、清潔低碳近幾年在美國、歐洲和我國很多時候成為了“政治正確”。發(fā)展可再生能源，特別是風電、太陽能已經(jīng)成為各主要經(jīng)濟體能源轉型的主要選擇與努力的方向。

基于要實現(xiàn)的環(huán)境與社會目標，這個選擇具有一定的合理性。但是，過猶不及，如果僅貼上“好”與“壞”的標簽，卻絲毫不考慮程度、時間與空間的變化，無疑就會產(chǎn)生邏輯與行動上的錯誤，導致過于悲觀或者樂觀的看法。

這種“做過了”的體現(xiàn)之一，是對可再生能源等的過度樂觀（overselling），宣稱“清潔低碳已經(jīng)是世界能源發(fā)展的趨勢”。其依靠的論據(jù)似乎是，美國天然氣份額快速上升、部分西歐國家（特別是德國、丹麥等）在可再生能源發(fā)展上的目標加快實現(xiàn)。這種看法，忽視了美國天然氣大部分情況下比煤變得便宜的事實，且西歐過去一段時期天然氣使用下降、煤炭上漲的事實。更不要提印度、東南亞，包括我國煤炭利用設施的巨量增長可能。清潔低碳還遠遠不是世界發(fā)展的趨勢，現(xiàn)在的努力也遠遠無法實現(xiàn)氣候減排的安全目標。這方面，無疑需要國際治理體系付出巨大的額外努力與相當?shù)某杀尽Ｇ鍧嵉吞际且粋€艱巨的目標，需要合適與成本有效的政策工具，它還遠遠不是趨勢。

體現(xiàn)之二，在于似乎只要貼上“清潔”的標簽就意味著無窮價值，就可以“通行無阻”。比如因為水電具有減排、發(fā)電成本低的特點（并不必然意味著用電成本低，比如外送2000公里），所以是“好”的；“好”的就要“積極發(fā)展”，“積極發(fā)展”意味著“克服各種困難也要大力開發(fā)、使用”，即使這種發(fā)展從經(jīng)濟角度而言，完全是用一個很大的投入實現(xiàn)一個很小的價值，完全屬于“大炮打蚊子”。在這種思維方式的作用下，很容易對“好”的獎勵過度，而對所謂“壞”的懲罰過猛。這種定位思維是對很多連續(xù)性問題的二值簡化（無論清潔、低碳，都需要回答一個“多低算低”、“多清潔算清潔”的問題，以表達明確的含義）。

從長遠來看，優(yōu)先考慮可再生能源在戰(zhàn)略上來說不會犯太大的錯誤。但是，基于特定的時間點、市場環(huán)境，以及變化的技術、政策與競爭，都可能會改變其最優(yōu)的份額以及實現(xiàn)最優(yōu)份額的節(jié)奏和軌跡。要避免只要涉及可再生能源（比如再一次搞成了完全與波動性出力不相容的基地建設）發(fā)展了，就是對的的評價標準（可稱之為效益分析），更加關注合理性與成本有效性，以盡快解決短期問題，從而避免損害長期的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

規(guī)劃層面——“加強協(xié)調說”使“哪個優(yōu)先”的問題變成了模糊的自由量裁

棄風問題受到的關注越來越多，在這個問題上，我們需要有效的區(qū)分三者：問題的原因、問題的后果、問題的解決方案。

筆者之前的文章多次指出，“電源電網(wǎng)不夠協(xié)調”作為棄風的原因是模糊、不合格與不完整的。這種歸因，容易混淆哪個是目標、哪個是條件（target and means），有哪些物理、環(huán)境、經(jīng)濟約束是起作用的，而哪些是需要隨時間改變的。風電的發(fā)展如果是目標，那么其他的基礎條件，包括電網(wǎng)基礎設施、煤電安排在內，都是需要提升以滿足風電發(fā)展的途徑。風電的目標確定，往往基于的是更廣的能源、經(jīng)濟與環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展要求，比如節(jié)能減排目標、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展等等。條件提升的過程中可能會遇到可行性的障礙，比如短期內的投資缺口、工期進度問題等，但是這不存在不能改善的絕對性“邊界”。

即使存在嚴重過剩的煤電，也不應該成為風電棄風加劇、限制風電裝機增長的理由，因為基于全社會福利最大化的標準，風電應該始終在“優(yōu)先”的位置。而這還遠遠不是事實的全部。即使在項目層面，由于電網(wǎng)的阻塞，在部分的時段存在由于電網(wǎng)的安全校核下的棄風，那么正如作者之前的對連續(xù)區(qū)間問題的定量分析所表明的那樣，這部分也遠遠不能解釋風光份額5%還不到情況下的高達20%以上的棄風（它只可能能解釋其中的3%，在甘肅等個別地區(qū)，可能可以解釋10%）。

究其原因，所謂“協(xié)調說”，沒有優(yōu)先級別的安排，更像一種“戰(zhàn)場指揮官”范式的安排，恰似“運籌帷幄”，只是并不清楚這種安排的價值標準（原因）是什么，如何應對現(xiàn)實發(fā)展的不確定性、不同利益群體的激勵不相容，以及信息不對稱問題，巨大自由量裁的問題卻無法回答。

滯后的電價下調，使得目前的火電在3-5年就可以收回投資，這種激勵過度不解決，火電的問題很難解決。各種電源的發(fā)展節(jié)奏，都不需要規(guī)劃層面“戰(zhàn)場指揮官”的控制，而是要通過及時有效的價格信號去引導。從這個角度，需要盡快轉變“戰(zhàn)場指揮官”型的思維方式與規(guī)范范式。

運行層面——“風電優(yōu)先”仍有待體現(xiàn)，不同政策間存在沖突

風電在調度體系中的優(yōu)先地位在各種文件中有很高頻率的體現(xiàn)，但是這一優(yōu)先如何具體化仍舊是個問題。這突出的表現(xiàn)在所謂系統(tǒng)調峰服務的提供上。

按照《可再生能源調峰機組優(yōu)先發(fā)電試行辦法》的說法，單機容量 30 萬千瓦及以下的常規(guī)煤電機組，出力至少能降到額定容量50%以下；30萬千瓦以上的機組，出力至少能降到額定容量60%以下；出力低于60%的部分可視為可再生能源調峰的壓減出力部分。

一個簡單的例子，以目前的裝機過剩程度，可能很多地區(qū)即使沒有任何波動性電源，由于需求的低迷與波動（存在負荷的高峰與低谷），化石能源機組平均市場份額、年利用小時數(shù)可能都達不到5000，60%的負荷率在大部分時段都是無法保證的。這低于60%就給可再生能源提供服務的設定，不知道從何談起？

在具體的時段上，如果煤電正運行在60%的出力水平上，如果風大起來，煤電需要壓減出力，但是壓減又需要風電額外支付成本。這如果就是輔助服務的話，那么所謂的“風電優(yōu)先”能夠體現(xiàn)在哪里？

該辦法還規(guī)定，因為壓減出力損失的發(fā)電量，可以通過其他時段更多的小時數(shù)找回來?！耙蛘{峰無法完成的優(yōu)先發(fā)電計劃，應遵照節(jié)能低碳電力調度的原則，通過替代發(fā)電交易給其他機組”。這部分“電量”明顯就是屬于火電的，無論它發(fā)不發(fā)，權利都是它的，可以轉讓給別人。這是事實上的火電優(yōu)先。

與火電靈活性改造聯(lián)系起來看，試點在技術上是非常有必要的，可以解決火電的深度調峰的技術可行性問題。但是，這種深度調峰問題的成本承擔者是誰？舉個簡單的例子，假設在某個時刻，負荷只有10，風電有8，火電有10，如果風電優(yōu)先承擔8，那么火電只有承擔2的可能性。無法調到20%，這似乎應該是火電的問題，而不是風電的問題。歐洲、美國的煤電、氣電機組有的在關停，有的在數(shù)字化控制改造，都旨在提高啟停、爬坡的靈活性，從零出力到滿負荷運作，從需要3個小時提速到2個小時，都意味著價值，可以響應系統(tǒng)更頻繁的變化。這一改造，如果是成熟技術，并不涉及個人成本不等于社會成本的方面（如果不改造，無法取得市場份額也無法靈活出力，虧損的更厲害），不具有提供公共補貼的足夠依據(jù)。

風電的波動性不是問題，不可預見的波動才是。風電的優(yōu)先權問題在實際的政策管理與運行體制中還遠遠沒有落實的表現(xiàn)，事實上執(zhí)行的是火電發(fā)電優(yōu)先與發(fā)電權的確認。這一點無疑需要進一步討論。

破除基荷思維的契機

過去，由于峰谷差不大，基荷在系統(tǒng)中的地位很重要。與此對應的基荷思維具有非常廣泛的存在，比如：

對于煤電與氣電的經(jīng)濟性比較，基于固定、甚至不同發(fā)電小時數(shù)的比較，缺乏任何含義。典型的，最高峰的時刻（比如夏季中午傍晚空調用電高峰，冬季傍晚高峰）每年也就幾百個小時，這部分需求電量極其有限，但是容量要求非常高。巨大的一次固定資產(chǎn)投資要在有限的時間內攤銷，那么這部分投資顯然要越小越好，而燃料消耗由于總量小而變得次要，甚至無關緊要。氣電的單位千瓦投資成本比煤電更低（大約20%-30%）。

這種情況下，天然氣機組，特別是單循環(huán)機組（能源效率變得無關緊要），是相比煤電機組成本更低、經(jīng)濟效率更好的選擇，盡管天然氣的單位能量成本還是比煤高很多。

基于基荷評估長距離輸電線路的可行性。這種項目可行性評估往往假定6000甚至更高的小時數(shù)。這對于未來更少基荷的系統(tǒng)，無論是在送電端還是用電端，都是極端不現(xiàn)實的假設。

出力不是一條直線就意味著輔助服務。隨著可再生能源的日益增多，未來的系統(tǒng)無疑會是一個更少基荷、更頻繁的爬坡、更多備用的系統(tǒng)。這一點似乎跟過去存在的“基荷”思維存在本質上的沖突，即使需求永遠不會是一條直線，但是似乎只有出力是一條直線才意味著沒有輔助服務。

這些問題，無疑需要結合更細致的調度運行數(shù)據(jù)來得到一個更好的理解?；痣姷撵`活性改造，無疑提供了一個這樣的契機。直接的，如果一條直線的出力是最好的話，那么為什么要改造，變得可上可下，快速上下（啟停、爬坡、循環(huán)等）？

目前，煤電的潛在過剩、在建/規(guī)劃的數(shù)量巨大與可再生能源發(fā)展的沖突是一個討論的熱點。從長遠看，再多的過剩也會因增長的需求或者虧損退出市場而被消化（目前出臺的放開發(fā)用電計劃，新增機組2017年之后不再享受計劃內小時數(shù)已經(jīng)消除了煤電建設的巨大激勵，這一點似乎已經(jīng)不足為慮）。但是，系統(tǒng)的靈活性卻無法自動提升，適應風電光伏波動性電源運行與更大份額角色的發(fā)展。試點的目標已經(jīng)確定，基荷思維有望以此為契機盡快扭轉，我們有理由報以希望與期待。

（作者簡介：張樹偉 ，卓爾德環(huán)境研究中心（DERC），；謝茜，北京師范大學環(huán)境學院，中國21世紀議程管理中心）