2015年是風電棄風加劇的一年,全國風電平均利用小時數(shù)1728,相比2014年下降172小時,平均棄風率接近15%。其中,甘肅、新疆、吉林棄風程度達到1/3之多。風電與光伏相加起來在整個發(fā)電量中占的份額增加了0.7%,但總量仍不到4%。
與此同時,全國總發(fā)電量與用電量增長只有0.5%,這顯示了電力需求增長的乏力。這種情況下,陸續(xù)投入運行的各類電源,如核電、水電、煤電與可再生能源發(fā)電等對份額的爭奪更加激烈。由于缺乏顯性的競爭規(guī)則(比如短期基于邊際成本的報價與共同出清市場),特別是缺乏電價的有效傳導機制(否則,在供需如此過剩的情況下,電價水平應該大幅跌落,甘肅等地區(qū)一年有很多時段上網(wǎng)都會是零電價),這種爭奪更大程度上變成了一種政治角力,“做蛋糕”的市場進化與變化問題,變成了基于各種非經(jīng)濟效率標準的“分蛋糕”。由于煤炭的嚴重過剩,保證煤炭的銷量、從而保證煤炭企業(yè)生存,成為了部分利益主體的追求。這成為了2015年壓縮風電市場份額,乃至縮減補貼額度的重要原因。這方面的變化,往往被冠之以“風火交易”、“直接交易”的名義。
目前,可再生能源總體上仍然不具有商業(yè)化自主發(fā)展的能力,其成本的下降潛力需要優(yōu)惠電價的支持才能打破“死鎖”,這是全社會付出的短期成本,被加在了大部分的消費者身上。根據(jù)我國的可再生能源法,風電享受固定優(yōu)惠電價,但是在操作中似乎有變成“固定獎勵”的趨勢(大致是0.25元/度電左右),要承擔市場波動風險,這一成本分攤從法律視角來看是有問題的;隨著可再生能源的增多,火電機組的利用小時數(shù)、啟停數(shù)、循環(huán)次數(shù)都會增加,這也意味著成本 ,而這一成本如何社會化卻仍舊不甚清楚,缺乏價值標準與機制安排。
本文將在這幾個方面做一些探討,并在最后指出,電力系統(tǒng)運行調(diào)度數(shù)據(jù)的公開,是更好理解這些問題的前提,是一項非常迫切的任務。
“電力需求不旺”、“風電棄風加劇”不構成原因與結果
嚴重的棄風限電成為政府、學界、工業(yè)界與公眾普遍關心的問題。如何理解棄風的原因關系到可能的解決方案的具體形式。對于棄風的原因諸多報道與分析從不同的角度給出了解釋,并提出了相應的解決方案。電力需求不旺是客觀環(huán)境,將其作為發(fā)電棄風加劇的原因卻是不合格的。
從一般性的角度來看,問題的原因之所以能夠稱之為原因,是在于它可以指向潛在的解決方案;而電力需求不旺顯然不具有指向解決方案的功能。發(fā)達國家的用電負荷在很大程度上都已經(jīng)飽和,甚至以每年1到幾個百分點的速率下降,可是為什么美國5年間風光份額從2.5%上升到接近5%,德國更是占到總發(fā)電量的30%,它們的棄風程度并沒有隨需求形勢而變化,甚至還有大幅的改善?只能說,在需求不旺的環(huán)境下,既有的問題得到了更充分的暴露,并且由于規(guī)模的擴大,意味著更大的損失。
從這個角度,試圖通過控制整體上的發(fā)展節(jié)奏,以緩解問題的思路也是一種“掩蓋”與推遲問題暴露的思路。這種思路,對于正處于學習過程中的先進技術尤其是不合適的。它可能中斷正處于連續(xù)學習過程中的先進技術。
風電優(yōu)惠電價不是因為風電清潔,而是要解決技術學習中的市場失靈
從技術特點看,風電與光伏都具有通過研發(fā)、技術外溢以及“干中學”取得成本下降的潛力,前二者可以歸類到技術創(chuàng)新的推動,而后者可以歸為市場的拉動。在初期成本高昂的階段,沒有足夠市場容量,成本下降的過程就不會啟動,很難形成足夠的、有市場競爭力的規(guī)模。推動市場規(guī)模也可以激發(fā)成本下降式的創(chuàng)新。
也就是說,風電具有成本下降的潛力,但是這種潛力的釋放需要借助額外政策。因此,保證足夠的激勵是關鍵。優(yōu)惠電價作為一種補貼,是提高風電市場份額的主要政策工具。對補貼強度削減的意愿如果超過了實際的成本下降的節(jié)奏,那就將意味著通過裝機擴大引發(fā)的技術學習效應的中止。這對于一個新興產(chǎn)業(yè)是有害的,極有可能導致一個產(chǎn)業(yè)成熟期的推遲,甚至是夭折。這對裝備制造業(yè)也是個很大的隱患。
我國的風電支持政策,到底是固定電價,還是固定優(yōu)惠?
2005年通過的《可再生能源法》對可再生能源的支持政策有如下描述:
“第十九條 可再生能源發(fā)電項目的上網(wǎng)電價,由國務院價格主管部門根據(jù)不同類型可再生能源發(fā)電的特點和不同地區(qū)的情況,按照有利于促進可再生能源開發(fā)利用和經(jīng)濟合理的原則確定,并根據(jù)可再生能源開發(fā)利用技術的發(fā)展適時調(diào)整。
第二十條 電網(wǎng)企業(yè)依照本法第十九條規(guī)定確定的上網(wǎng)電價收購可再生能源電量所發(fā)生的費用,高于按照常規(guī)能源發(fā)電平均上網(wǎng)電價計算所發(fā)生費用之間的差額,附加在銷售電價中分攤?!?/p>
從這一表述,特別是第十九條來看,中國的可再生能源發(fā)電支持政策應該是FIT(Feed-in-tariff),也就是固定優(yōu)惠電價。這一電價需要的補貼額度,如果現(xiàn)實中電價出現(xiàn)變化,也將出現(xiàn)變化。這一政策不應該是FIP,也就是按照大致0.25元/度的固定補貼額度去補貼,而應該同樣承擔市場的價格波動風險。
在部分地區(qū)的實際操作中,出現(xiàn)了與法律要求不符的情況。這一點,迫切需要全國人大的司法解釋與澄清。
2016年3月28日,發(fā)改委下發(fā)了《可再生能源發(fā)電全額保障性收購管理辦法》,確定了風電“保障性收購電量”的原則,也就是風電的最小保證小時數(shù)必須高于實現(xiàn)其正常盈利水平(比如8%內(nèi)部收益率)的小時數(shù)之上,這一小時數(shù)之外的發(fā)電量可參與市場競爭。應該講,這是一種缺乏機制條件下“沒有辦法的辦法”。面對尚不及格的風電小時數(shù),規(guī)定一個60分的水平線,盡管《可再生能源法》明確要求需要100分的。
從風電的可研報告來看,其測算的基于標桿電價水平下的內(nèi)部收益率基本是8%左右,因此,以上的要求,意味著需要保證可研報告模擬的利用小時數(shù)水平。這一測算體系跟新一輪的測算如何協(xié)調(diào),是接下來的一個開放性的問題。
風電需要的調(diào)峰輔助服務比想象中要少很多
電力在我國仍舊是一個高度管制的能源部門,這一特點突出地表現(xiàn)在發(fā)電、輸配電、用電以及整個價格體系的不靈活(inflexibility)。發(fā)電結構以煤電為主,快速調(diào)節(jié)能力較為缺乏,這是可再生能源接入電力系統(tǒng)的一個障礙;輸配調(diào)度仍以“平均調(diào)度”為主,對高效機組激勵不足;用電工商業(yè)份額占比超過85%,負荷峰谷差相對較小,對負荷跟蹤與峰荷出力的需求要低;發(fā)電價格、輸配電電價與終端銷售電價由政府制定并決定調(diào)整的節(jié)奏與幅度,缺乏市場發(fā)現(xiàn)價格與發(fā)電市場份額的機制與基礎設施。
這一體制之下,短期電力市場基本是不存在的,事實上執(zhí)行的是“年前電力市場”,也就是提前一年以“發(fā)用電計劃”的形式確定機組的“市場份額”,然后剩余的時間尺度內(nèi)(月、天、小時)全部是調(diào)度體系基于安全、可行標準的量裁與實際操作。各種機組具有提供基本平衡服務的義務。調(diào)度機構在滿足全年份額的前提下,具有較大的靈活性在小于年的時間尺度上決定機組的出力與排序。
從這個角度來看,我國目前的所謂“調(diào)峰服務”亟需在概念與范圍上進行厘清。在目前系統(tǒng)冗余度較大的情況下,大部分機組出力不足,能夠提供向上的靈活性的資源非常多。而在向下的靈活性的提供上,很多地區(qū)存在的“棄風”與“棄煤電”間的抉擇,以及為了保證風電的更多發(fā)電份額而產(chǎn)生的“啟停調(diào)峰”、“深度調(diào)峰”、“爬坡循環(huán)”。說到底,其實更多的應該是競爭的結果,而不是傳統(tǒng)機組的“額外服務”。
這一點可以從其他國家的市場經(jīng)歷中得到檢驗。筆者的一個合作者Lion Hirth博士的研究提供了德國這方面的數(shù)據(jù)。他的工作顯示,從2008年到2013年,德國的波動性可再生能源發(fā)電份額(主要是風電與光伏)從7%上升到了13%,而同期電網(wǎng)的向上的調(diào)頻、調(diào)峰資源需求(這需要通過招標來購買)卻下降了20%,而向下的資源大體保持穩(wěn)定。伴隨著風功率預測水平的提升、電網(wǎng)調(diào)度的進一步精細化、共享的網(wǎng)際備用,風電光伏波動性帶來的調(diào)峰需求增加下降了很多,要比通常想象的少的多。
風電的波動不是不確定性,只有那些不可預知的波動(也就是預測誤差部分)才是。這一點上,需要的參照系是市場競爭體系,而不是行政式的市場份額劃分。
目前,我國的電力系統(tǒng)存在過度冗余,其程度即使以最大負荷(而不是平均負荷)跟裝機總量比,也超過了25%。所以,可向上調(diào)節(jié)的資源非常多,這種調(diào)節(jié)的價值基本趨近于0(基于這一點,儲能可行的商業(yè)模式可能需要探討)。向下的調(diào)節(jié)能力不足可能受到“以熱定電”機組要滿足供熱出力的限制,也可能受制于核定的“最小技術出力”(這個現(xiàn)實中到底處于何種水平,存在模糊的空間。基于市場競爭行為顯示的最小出力是更準確的“顯示偏好”.也就是到何種電價水平,煤電廠就寧愿啟停而不愿意留在系統(tǒng)中虧錢了),這意味著額外的成本(損害增加、煤耗增加、壽命縮短等)。但是這似乎跟所謂“調(diào)峰服務”無關,而涉及到下面的問題。
深度調(diào)峰是服務、還是競爭的結果,是否需要補償亟需厘清
從成本如何承擔的角度來看,“深度調(diào)峰”是否需要補償也需要更加明確的標準。在丹麥、德國、美國等地區(qū),煤電的靈活性改造是必要的,其煤電機組也常常在額定出力的10%-20%的區(qū)間運行。但是這種必要性完全是機組無法適應市場更頻繁的變化而造成的。如果不具有更大的靈活性,這些機組必須承擔在市場電價已經(jīng)低于燃料成本(甚至是負電價)條件下的仍然在線、而不停機的成本(只要這一成本仍小于停機帶來的成本)。
這是傳統(tǒng)機組的煩惱,也是加在傳統(tǒng)機組上的成本,很大程度上并不構成“輔助服務”,不具有將這種成本社會化的充分依據(jù)。這是傳統(tǒng)化石燃料生產(chǎn)商需要解決的問題,而不是系統(tǒng)與社會的問題。
調(diào)度數(shù)據(jù)的及時公開是理解我國棄風問題的關鍵
以上提及的這幾個問題與煩惱,都需要基于法律與全社會的視角去區(qū)分問題的制造者與成本的承擔者。亟需防止的是,將系統(tǒng)各種問題的解決方案的成本通過輸配電價或者終端電價回收,缺乏明確依據(jù)的進行社會化。
從政治經(jīng)濟學角度,建立能夠切實代表電力消費者的組織,有助于厘清中國電價虛高的現(xiàn)實,澄清長期存在的若干誤解,將風電的“降價效應”有效地傳遞給終端,從而促進先進用電方式的進化,改變電價調(diào)整作為政府與電力企業(yè)之間“討價還價”的模式。這一點有待在中長期,以主要用電用戶為主(特別是高耗能用戶)開展進一步探討與研究。
要更準確清晰的理解本文提及的問題和其產(chǎn)生的原因,以及各種原因的貢獻,特別是誰造成的問題、又應該由誰去承擔成本,系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的透明化無疑是個基本的前提。從這一角度,同歐美地區(qū)的慣例一樣,調(diào)度數(shù)據(jù)的及時公開是對我國棄風問題形成共識的數(shù)據(jù)基礎與第一步。這是一項非常迫切的任務。
(作者簡介:張樹偉,卓爾德(北京)環(huán)境研究中心; 謝茜 ,北京師范大學環(huán)境學院,中國21世紀議程管理中心)