風(fēng)電被“棄” 如何解決？

在人們對(duì)能源安全、氣候變化與本地環(huán)境質(zhì)量的關(guān)切下，提高波動(dòng)性可再生能源在能源體系中的比重，成為世界各國(guó)的共同選擇。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)積累，從2005年開(kāi)始迎來(lái)爆發(fā)式發(fā)展。在標(biāo)桿電價(jià)體系的支持下，裝機(jī)容量連續(xù)多年翻番式增長(zhǎng)，到今年底，裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將達(dá)到8000 萬(wàn)千瓦。但是，在裝機(jī)迅速增加的同時(shí)，也暴露出很多的問(wèn)題，最為突出的是風(fēng)電的實(shí)際利用小時(shí)數(shù)與設(shè)計(jì)小時(shí)數(shù)差距較大，由于風(fēng)電并網(wǎng)困難造成的“棄風(fēng)限電”日益嚴(yán)重。風(fēng)電的發(fā)展有容量而沒(méi)電量，可以說(shuō)背離了其發(fā)展的初衷，造成了投資的巨大浪費(fèi)，也給風(fēng)電業(yè)主帶來(lái)并將繼續(xù)帶來(lái)巨大損失。這一問(wèn)題的出現(xiàn)引發(fā)了很多方面的思考與解讀。

對(duì)風(fēng)電接入電網(wǎng)的幾點(diǎn)共識(shí)

經(jīng)過(guò)過(guò)去的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，人們對(duì)風(fēng)電的特性認(rèn)識(shí)的越來(lái)越清楚，并且形成了幾點(diǎn)共識(shí)，這些共識(shí)包括：

(1)風(fēng)電接入電網(wǎng)需要接入成本，越偏遠(yuǎn)的地方，其接入成本越高。

(2) 不同于傳統(tǒng)的可控機(jī)組，風(fēng)電的出力具有隨機(jī)性與間歇性，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)的預(yù)測(cè)也總是有偏差的，這意味著風(fēng)電接入電網(wǎng)，增加調(diào)峰備用需求，給系統(tǒng)運(yùn)行增加額外困難，意味著更高的成本與調(diào)度難度。但是這種增加是程度上的，而不是性質(zhì)上的。原有的需求波動(dòng)也具有這種特性。二者沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。

(3) 風(fēng)電的補(bǔ)貼不是獎(jiǎng)勵(lì)，而是創(chuàng)造對(duì)傳統(tǒng)化石能源(同樣包含大量補(bǔ)貼)的公平競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。核電在研發(fā)試驗(yàn)階段存在大量的公共資源補(bǔ)貼(有研究指出，從1974年到2005年，所有的公共R&D有半數(shù)流到了核電領(lǐng)域，在能效提高領(lǐng)域的支持還不如核能一項(xiàng))，火電的環(huán)境破壞成本并沒(méi)有納入決策框架，也相當(dāng)于一種“隱性補(bǔ)貼”。

取消或降低“標(biāo)桿電價(jià)”為時(shí)過(guò)早

目前，由于風(fēng)電限電造成風(fēng)電場(chǎng)利潤(rùn)水平大幅下降，與此同時(shí)，受困于歐洲疲弱的碳市場(chǎng)，CDM收益也大幅下降。風(fēng)電場(chǎng)的收益狀況很不樂(lè)觀。

政府政策的目標(biāo)，是要取得較高的可再生能源發(fā)展目標(biāo)，以及通過(guò)這種經(jīng)驗(yàn)積累以及需求拉動(dòng)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與成本下降，從而盡快擺脫補(bǔ)貼的狀態(tài)。但是，目前，標(biāo)桿電價(jià)的改變是不合時(shí)宜的。對(duì)于風(fēng)電業(yè)主而言，一個(gè)確定性的預(yù)期是至關(guān)重要的，它關(guān)系到企業(yè)投資需要的投資收益率的高低。要實(shí)現(xiàn)同樣的目標(biāo)，如果政策穩(wěn)定，企業(yè)投資收益的風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)就比較低，那么總體的成本反而可能是最小的。目前需要著力解決的，是增量成本如何通過(guò)擴(kuò)大基金支持強(qiáng)度(比如提高可再生能源附加標(biāo)準(zhǔn))來(lái)消化的問(wèn)題。

并且，筆者認(rèn)為，中國(guó)風(fēng)電光伏設(shè)備產(chǎn)業(yè)的“產(chǎn)能過(guò)剩、重復(fù)建設(shè)”問(wèn)題跟標(biāo)桿電價(jià)支持政策無(wú)關(guān)。這一激勵(lì)政策并不會(huì)給間接的設(shè)備制造商帶來(lái)任何“確定性”收益，制造商面臨的競(jìng)爭(zhēng)是很激烈的。這種情況下，制造商的大幅度擴(kuò)張，跟傳統(tǒng)中國(guó)其他行業(yè)，比如鋼鐵、甚至基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)的“產(chǎn)能過(guò)剩”無(wú)異。那些行業(yè)是不存在類似標(biāo)桿電價(jià)制度的。這是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式與體制問(wèn)題，需要更多的從政府與市場(chǎng)關(guān)系中找答案。

所謂“統(tǒng)一規(guī)劃”難以解決風(fēng)電“棄風(fēng)”問(wèn)題

有人建議“統(tǒng)一”風(fēng)電與電網(wǎng)的“規(guī)劃”，筆者對(duì)此持完全不同意見(jiàn)。照此理解，似乎是風(fēng)電的發(fā)展節(jié)奏與規(guī)模要按照電網(wǎng)能夠提供的“能力”安排。那進(jìn)一步的問(wèn)題就是，電網(wǎng)能夠提供的“能力”是如何確定的?如果風(fēng)電與電網(wǎng)需要“統(tǒng)一”規(guī)劃，那風(fēng)電與設(shè)備制造需要不需要，設(shè)備制造跟螺釘螺母需要不需要?

“統(tǒng)一規(guī)劃”政策上的根本問(wèn)題，是混淆了“風(fēng)電”發(fā)展的“目標(biāo)”與“途徑”，混淆了短期與長(zhǎng)期。風(fēng)電目標(biāo)的確定，應(yīng)該基于節(jié)能減排目標(biāo)的需要。風(fēng)電目標(biāo)要實(shí)現(xiàn)，其他的條件，包括技術(shù)能力、生產(chǎn)能力、接網(wǎng)進(jìn)度、充足的調(diào)峰備用資源都是需要進(jìn)一步提升的“條件”。對(duì)于一個(gè)具體的風(fēng)電項(xiàng)目，的確電網(wǎng)接入與風(fēng)電建設(shè)是“統(tǒng)一”的。事實(shí)上，電網(wǎng)接入是風(fēng)電建設(shè)可行性報(bào)告的重要一節(jié)內(nèi)容，這是短期具體建設(shè)項(xiàng)目層面的內(nèi)容。而從中長(zhǎng)期來(lái)看，電網(wǎng)的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)都在變化，電網(wǎng)作為公共基礎(chǔ)設(shè)施，需要作出改變以適應(yīng)風(fēng)電的發(fā)展。

“統(tǒng)一規(guī)劃”從理論上也不具有可行性。光風(fēng)電一個(gè)內(nèi)生的變量其不確定性都非常之大，所有電源形式的內(nèi)生如何去確定各自的發(fā)展規(guī)模與節(jié)奏?在理論上，的確是可以基于成本最小方案來(lái)模擬，但是理論本身的完備在數(shù)據(jù)與約束的模糊性下求變幾無(wú)作用。環(huán)境約束如何選取，排放成本如何評(píng)估，各種電源全成本(而不僅僅是財(cái)務(wù)成本)如何衡量都是個(gè)大問(wèn)題。在筆者看來(lái)，風(fēng)電的全社會(huì)成本比火電要小得多，如果按照這種方法論，火電的份額應(yīng)該是零。

過(guò)去，我國(guó)曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)大量的4.95萬(wàn)千瓦的容量現(xiàn)象。究其原因，在于規(guī)避中央政府的審批。有人將這一現(xiàn)象看做“無(wú)序發(fā)展”的亂象。那么試問(wèn)：如果沒(méi)有這個(gè)“口子”，最初的可再生能源“十一五”規(guī)劃得以嚴(yán)格執(zhí)行，那中國(guó)2010年的風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模也就500-1000萬(wàn)千瓦，風(fēng)電機(jī)組能否取得如此大幅度的成本下降?1000萬(wàn)千瓦風(fēng)電可能不會(huì)有“棄風(fēng)”問(wèn)題，但是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要滯后太多，陷入 “自我鎖定”的困境當(dāng)中。正如對(duì)“計(jì)劃經(jīng)濟(jì)”的形容一樣，“計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的確沒(méi)有經(jīng)濟(jì)危機(jī)，因?yàn)樗刻於际俏C(jī)”。

風(fēng)電具有“電力市場(chǎng)”下的市場(chǎng)價(jià)值

以德國(guó)電力市場(chǎng)為例，所有的發(fā)電類型參與競(jìng)價(jià)，根據(jù)他們的運(yùn)行成本，大部分不處于邊際的電廠可以獲得額外的利潤(rùn)，補(bǔ)充其固定成本。可再生能源參與市場(chǎng)定價(jià)，因此，在某些需求低谷階段，可再生給出了零、甚至是負(fù)的價(jià)格。這對(duì)于市場(chǎng)價(jià)格的壓低具有決定性作用。這是有效電力市場(chǎng)中風(fēng)電等低運(yùn)行成本電源的市場(chǎng)價(jià)值所在。

目前，德國(guó)的上網(wǎng)電價(jià)，只有5歐分/千瓦時(shí)左右，在人力、設(shè)備成本都高出很多的情況下，這跟我國(guó)東部地區(qū)已經(jīng)非常接近。電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)的價(jià)格下降作用明顯。

如果存在電力市場(chǎng)，風(fēng)電等低可變成本電源在市場(chǎng)報(bào)價(jià)中的優(yōu)先地位，會(huì)極大的發(fā)揮其市場(chǎng)力，將運(yùn)行成本(主要是燃料成本)高的化石燃料發(fā)電推到邊際市場(chǎng)，直至導(dǎo)致后者退出市場(chǎng)，成為“落后的要被淘汰的產(chǎn)業(yè)”。我國(guó)的電力市場(chǎng)的缺失使得可再生能源的這種市場(chǎng)價(jià)值無(wú)從發(fā)揮，也從一個(gè)側(cè)面證實(shí)，目前棄風(fēng)限電問(wèn)題更多的是政策(平均調(diào)度資源)、機(jī)制(缺乏競(jìng)爭(zhēng)性上網(wǎng)，缺乏輔助服務(wù)市場(chǎng))與體制問(wèn)題。

“棄風(fēng)”的短期解決之道

短期內(nèi)，電力系統(tǒng)的調(diào)峰備用機(jī)組不可能迅速增加，而缺乏價(jià)格信號(hào)也使得“調(diào)度”風(fēng)電資源無(wú)利可圖。分析幾個(gè)“棄風(fēng)”的重災(zāi)區(qū)，可以發(fā)現(xiàn)，其傳統(tǒng)的煤電機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)仍舊高達(dá)3000-4000小時(shí)以上。需求不旺這一現(xiàn)象在電力市場(chǎng)環(huán)境下是不可想象的。究其原因，在于我國(guó)調(diào)度體系中仍然維持的所有機(jī)組“平均上網(wǎng)小時(shí)數(shù)”的僵化政策，并且省級(jí)政府具有巨大的自由量裁權(quán)。

調(diào)度規(guī)則如果不能改變，其他的“棄風(fēng)”措施基本無(wú)用，特別是遠(yuǎn)距離輸送的技術(shù)措施。一方面，其建設(shè)周期也很長(zhǎng)，另一方面，即使建成了，面臨著火電機(jī)組的“占位式”擠壓，如果沒(méi)有充足的電力需求，受入風(fēng)電地區(qū)也很難有消耗風(fēng)電的空間。改變調(diào)度的排序規(guī)則，模擬市場(chǎng)競(jìng)價(jià)行為，是解決風(fēng)電棄風(fēng)的“短期”應(yīng)對(duì)措施。

智能電網(wǎng)與超級(jí)電網(wǎng)不“兼容”

在如何解決可再生波動(dòng)性輸出的問(wèn)題上，各國(guó)的思路與方式并不相同。美國(guó)2008年推出智能電網(wǎng)(Smart Grid)戰(zhàn)略，核心在于智能電表與分布式存儲(chǔ)技術(shù)，在美國(guó)能源部2009年電網(wǎng)現(xiàn)代化投資中，100%將用于智能化發(fā)展，而沒(méi)有擴(kuò)大電網(wǎng)互聯(lián)的預(yù)算安排;歐盟2010年發(fā)布的基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)先計(jì)劃中，跨國(guó)天然氣與電力超級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)(Super Grid)的擴(kuò)大則是投資的重點(diǎn)，而智能化部分的投資更多地體現(xiàn)在要吸引社會(huì)私人投資。

在我國(guó)，關(guān)于超級(jí)電網(wǎng)與智能電網(wǎng)的討論也日益增加，可能影響“十二五”乃至更長(zhǎng)期的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與電力發(fā)展。那么，必須回答的問(wèn)題是：超級(jí)電網(wǎng)與智能電網(wǎng)，能否整合成為超級(jí)智能電網(wǎng)(SuperSmart Grid)，他們是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系還是互補(bǔ)關(guān)系?他們是否可以和諧共存，抑或一個(gè)的發(fā)展會(huì)強(qiáng)烈的抑制另一個(gè)的擴(kuò)張?從全社會(huì)的效率與福利角度，政策制定者是否需要對(duì)其中一個(gè)進(jìn)行政策扶持，以避免另外一個(gè)統(tǒng)治性發(fā)展的潛在鎖定風(fēng)險(xiǎn)?等等。

Blarke與Jenkins2013年的一篇文章對(duì)此進(jìn)行了理論與案例探討。他們首先從二者的發(fā)展路徑、技術(shù)特征以及相關(guān)利益群體比較了二者的不同，傾向于認(rèn)為這二者存在本質(zhì)上的沖突。超級(jí)電網(wǎng)更加關(guān)注傳輸技術(shù)，是漸進(jìn)的技術(shù)進(jìn)步，而智能電網(wǎng)更加關(guān)注本地控制與減少外部依賴，是“顛覆性”改變，其基本形態(tài)代表的“贏家”與“輸家”也存在本質(zhì)的不同。因此，如果這二者在一個(gè)地理范圍內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，就有一種可能，超級(jí)電網(wǎng)的“漸進(jìn)”技術(shù)變化與大量投資可能會(huì)擠壓智能電網(wǎng)的發(fā)展。隨后，作者以丹麥西部的電力市場(chǎng)形態(tài)為例進(jìn)行了分析。這一區(qū)域在過(guò)去年份建設(shè)了較多的傳輸線路，可以與沒(méi)有進(jìn)行這一工作的情況進(jìn)行天然比較。比較的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丹麥西部傳輸線路建成之后，大量的低價(jià)格電力傳輸?shù)綎|部，造成本地電價(jià)價(jià)格的上升，而這一電價(jià)的上升使得很多的智能電網(wǎng)技術(shù)(比如電熱鍋爐)失去了經(jīng)濟(jì)吸引力，從而造成投資的不足，智能電網(wǎng)發(fā)展的可能性有所下降。

建立電力市場(chǎng)方能理順風(fēng)電長(zhǎng)期發(fā)展

我國(guó)以煤電為主的發(fā)電結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)靈活性差的一個(gè)重要表現(xiàn)，這是可再生能源順利擴(kuò)大規(guī)模與市場(chǎng)的技術(shù)障礙。目前可以明確的是：可再生能源市場(chǎng)價(jià)值如果無(wú)法發(fā)揮，無(wú)論是超級(jí)電網(wǎng)還是智能電網(wǎng)，都無(wú)法解決可再生“優(yōu)先”上網(wǎng)的問(wèn)題。解決可再生能源擴(kuò)大并網(wǎng)的問(wèn)題，系于電力系統(tǒng)的市場(chǎng)化改革，以及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)條件對(duì)所有發(fā)電者的無(wú)條件開(kāi)放。缺乏這些變革，即使基礎(chǔ)設(shè)施健全，對(duì)解決可再生擴(kuò)大份額的問(wèn)題，也遠(yuǎn)不充分。而智能電網(wǎng)如能形成氣候，長(zhǎng)期來(lái)看，也可能使得大型基礎(chǔ)設(shè)施變得不必要。

基于以上的分析，筆者認(rèn)為：

(1)風(fēng)電的“棄風(fēng)”問(wèn)題，不應(yīng)該落腳到“風(fēng)電發(fā)展過(guò)快”上，而是相對(duì)的電網(wǎng)發(fā)展“慢”。

(2)電網(wǎng)發(fā)展“慢”的原因，在于缺乏對(duì)于電網(wǎng)建設(shè)與調(diào)峰備用資源發(fā)展的激勵(lì)信號(hào)。

(3)短期內(nèi)，改變調(diào)度規(guī)則，模擬“競(jìng)價(jià)電力市場(chǎng)”運(yùn)行是解決“棄風(fēng)”的有效手段。

(4)長(zhǎng)期來(lái)看，構(gòu)建風(fēng)電友好型的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，追求系統(tǒng)的靈活性(價(jià)格反應(yīng)實(shí)時(shí)靈敏，調(diào)峰備用機(jī)組眾多，分布式充分發(fā)展)，建立電力市場(chǎng)是解決風(fēng)電“棄風(fēng)”的終極之道。