關(guān)于棄風限電的十大科學認知

文 | 本刊特約評論員 張樹偉

在前幾期的專欄文章中，我們對國內(nèi)存在的棄風限電頑疾進行了多角度的剖析。本期，我們按照棄風問題的描述性理解、性質(zhì)、原因、未來的可能變化、應(yīng)對的手段、應(yīng)對的價值、可再生能源發(fā)展存在的風險與不確定性、徹底解決棄風問題的技術(shù)和經(jīng)濟以及政治途徑，對前面提及的問題給出十個方面的主要論述。這將構(gòu)成各位讀者必須知曉的棄風限電的“十大科學認知”。因此，本期專欄也是“棄風限電”專題討論的總結(jié)篇。

總體而言，關(guān)于我國的嚴重“棄風”：

從技術(shù)上講，是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行的僵直（甚至以此為美，優(yōu)先考慮長期計劃、基荷運行）與可再生能源發(fā)電的出力特點格格不入的問題，特別是涉及跨省跨區(qū)線路與省內(nèi)火電年度計劃約束。在不同地區(qū)，各種因素在引發(fā)棄風問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)濟上講，是缺乏經(jīng)濟調(diào)度與統(tǒng)一市場內(nèi)生出各種電源市場份額的問題。從年尺度到天、再到小時，存在調(diào)度自由量裁空間過大的問題。而過去在界定問題時，往往跳過了經(jīng)濟層面的整體損失，直接將其歸為一個劃分損益的政治問題。

從政治上講，是對棄風的經(jīng)濟責任缺乏清晰認定的問題，而廣泛存在的“先來先得”計劃思維是對新的、更低成本（指的是已建成項目）的發(fā)電商的歧視，把市場份額問題錯誤地歸結(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)量的擴大，以及整體宏觀形勢的變化，這一局面正在得到極大改善。

要解決“棄風”問題，建立經(jīng)濟調(diào)度與統(tǒng)一市場是各種視角下的共同思路，區(qū)別僅在于實現(xiàn)這兩個目標的方式是什么。那么在未來若干年，這一問題能夠得到有效解決嗎？作為謹慎的樂觀主義者，筆者對此的答案是一個復(fù)雜的“可以解決”，這一點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，共同促進我國能源轉(zhuǎn)型事業(yè)的進步。

認知之一：在我國，棄風的更準確名稱應(yīng)該為“控風”

考慮到奇高的棄風率，棄風的準確名稱應(yīng)該為“控風”，因為在棄風率如此高的情況下，煤電設(shè)備的利用小時數(shù)依然那么高，一定存在非技術(shù)與人為干預(yù)的因素，屬于人為控制風電出力。這種棄風，一方面，是風電項目業(yè)主的損失，另一方面，也是消費者的損失。因為其不能占據(jù)市場份額，無法最大限度地通過調(diào)度優(yōu)先次序效應(yīng)（merit-order effect）促進利潤從電力生產(chǎn)者向電力消費者有效轉(zhuǎn)移。

不發(fā)電就沒有收益，而不是根據(jù)市場的競爭排序結(jié)果與系統(tǒng)安全運行約束確定財務(wù)責任，這種將物理運行與財務(wù)結(jié)算混為一談的范式極大地損害了可再生能源發(fā)電商的正當利益。

認知之二：解決棄風問題的困難在于可再生能源具有的強烈再分配效應(yīng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)運行以及既有主體之間存在沖突

在傳統(tǒng)的規(guī)劃中，“明年需求增長100萬千瓦，增加100萬千瓦裝機，火電80萬千瓦，水電20萬千瓦，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，可再生能源機組的出力與用電需求的非同時性更大。這必然意味著：（1）一些機組在很大程度上仍需要去滿足尖峰負荷，利用率會下降；（2）在部分時間段，必然會出現(xiàn)裝機遠高于需求的情況，甚至是僅可再生能源裝機就超過了總負荷。此時必須有相應(yīng)的競爭機制，來決定過剩機組的市場份額。即使有負荷的增長，但是由于剩余負荷曲線的形狀發(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，這對于一些投資成本高的基荷電源（過去的所謂主力與穩(wěn)定電源），絕對不是好消息。

認知之三：棄風的根本原因在于電力系統(tǒng)缺乏顯性有效的競爭機制，使得風電的市場份額無法通過競爭來確定

如果將對棄風的探討限制在經(jīng)濟范疇內(nèi)，那么電力系統(tǒng)缺乏競爭為基礎(chǔ)的市場份額決定機制是導(dǎo)致該問題的根本原因。技術(shù)上核定的煤電最小出力高達50%～60%，是非常保守的；省際與地區(qū)間聯(lián)絡(luò)線的運行計劃安排不是基于市場原則進行調(diào)整的，而是一種凌駕于市場之上的特權(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)濟視角來看，之所以出現(xiàn)如此嚴重的棄風問題，市場未能發(fā)揮決定性作用是本質(zhì)性原因。

認知之四：棄風情況在今后幾年可能有所改善，但也可能出現(xiàn)反彈，這取決于多種政治、經(jīng)濟與技術(shù)因素

如果法律上規(guī)定了可再生能源優(yōu)先調(diào)度，那么調(diào)度部門在安排開機組合計劃時必須先考慮讓可再生能源發(fā)電設(shè)備出力，然后才是其他機組滿足剩余需求（比如一年8760小時的剩余負荷曲線）的問題。因此，只要明確這一法律要求，那么風電即使不參與其中，也會對市場產(chǎn)生影響。同時，管制的電力系統(tǒng)也完全可以沒有如此高比例的棄風。在歐美地區(qū)，經(jīng)濟調(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組發(fā)電過渡到波動性電源結(jié)構(gòu)。而我國所謂的“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)顯得過大。

我國的棄風問題正在逐步得以改善，這主要得益于整個可再生能源行業(yè)的力量壯大，以及其與更宏大的政治、經(jīng)濟目標之間的正向聯(lián)系。但是，如果未來政治上對實現(xiàn)這種目標的迫切性有所減弱，那么在一個不是以競爭性為主的市場中，棄風情況仍有可能出現(xiàn)反彈。

認知之五：應(yīng)對棄風的手段應(yīng)具有明確的價值標準——成本最小化或者全社會福利最大化

建立成本最小化或者全社會福利最大化的價值觀，是避免將棄風的原因變成對存在問題的另外一種描述（需求不足、線路不夠等）的前提。從解決方案的角度而言，“藥方”必須具有明確的價值標準，不能以“搞定就是本事”為價值觀。

建造一個無比巨大、完全不阻塞的超級電網(wǎng)的確可以解決棄風問題，比如對于每年1小時 10萬千瓦水平的阻塞，也通過額外新建一條線路來解決。但是，這種解決方案是缺乏價值標準的，無法回答其收益是否大于成本的問題，以及是否存在成本更低的方案（例如對棄風給予補償）的問題。

認知之六：應(yīng)對棄風具有極大的社會價值，是中國實現(xiàn)國內(nèi)優(yōu)先議程與國際承諾的必要條件

面對多種現(xiàn)實經(jīng)濟、能源的不確定性，風電與光伏的發(fā)展為兌現(xiàn)在應(yīng)對氣候變化方面所做出的國際承諾以及到2050年使非化石能源發(fā)電量占50%的目標提供了“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)濟增長的不確定性、能源效率提升的快慢。

大體上來說，風電和光伏需要保持過去10年的增長速度，才能確保到2030年實現(xiàn)非化石能源在一次能源消費中的比重達到20%的目標；需要保持更快的增長速度，才能實現(xiàn)非化石能源發(fā)電量占50%的目標，即達到《能源生產(chǎn)與消費革命戰(zhàn)略（2016—2030）》的要求。如果不解決棄風問題，再加上存在各種不確定性因素，那么為實現(xiàn)上述目標，風電、光伏裝機的增長速度需要至少提高60%～100%。這已經(jīng)超過現(xiàn)實裝機增長速度的可能范圍，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。

認知之七：風險與不確定性主要存在于電力的市場化改革，以及整體宏觀經(jīng)濟形勢和可再生能源支持政策方面

在可再生能源支持政策中，補貼水平不超過2分錢/千瓦時目前儼然已經(jīng)是一個“降電價”氛圍下的政治性約束。基于競爭原則確定風電、光伏價格的政策已經(jīng)推出或者即將實施。這將改善還是增加補貼賬戶的平衡壓力，仍然是一個存在不確定性的問題。

可再生能源自身的成本并不是一直處于下降之中。大宗商品價格的上漲、資源條件的劣化、資本成本的上漲，都將推動可再生能源成本（如果以度電成本衡量）上升。

電力市場化改革的意愿正在增強，但是現(xiàn)實的體制與政策安排并沒有使改革滑入“不可逆的軌道”。2018年，進行了局部地區(qū)短期市場（一般指的是短于天的市場，習慣上稱為現(xiàn)貨）試點；2020年，將開展全國現(xiàn)貨交易試點，現(xiàn)在來看，這依然是一個遙不可及的目標。由于調(diào)度體系的原因，目前的市場是高度割裂的，比如外送電與本地用電仍舊是割裂的。這些都意味著，改革隨時有可能出現(xiàn)倒退。

認知之八：解決棄風的技術(shù)手段

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)計劃優(yōu)先”的調(diào)度體系，可以在很大程度上降低風電、光伏發(fā)電對系統(tǒng)平衡備用需求的影響。儲能與先進的IT技術(shù)也有望在小的時間尺度上改善棄風，促進自我平衡調(diào)度的實現(xiàn)。技術(shù)進步有可能直截了當?shù)亟鉀Q問題，但是技術(shù)進步本身往往是可遇而不可求的。

認知之九：解決棄風的經(jīng)濟手段

即使沒有電力市場化改革，平均調(diào)度都是不符合經(jīng)濟邏輯的。經(jīng)濟調(diào)度與市場競爭將自動實現(xiàn)可再生能源的優(yōu)先調(diào)度。經(jīng)濟調(diào)度需要得到透明地貫徹執(zhí)行。

徹底消滅點對點、點對網(wǎng)的基荷送電對大幅度降低控風率是尤為關(guān)鍵的。市場的開放性與統(tǒng)一性要求這些新增電源先并入當?shù)仉娋W(wǎng)，在本地實現(xiàn)平衡，再以“網(wǎng)對網(wǎng)”的方式外送，這才是符合整體經(jīng)濟效率的做法，也符合建設(shè)統(tǒng)一市場與實現(xiàn)電力“均一產(chǎn)品”消費價值的要求。要實現(xiàn)經(jīng)濟調(diào)度的基本目標，調(diào)度的時間尺度、開機組合計劃的精細化程度都必須進行改變。

認知之十：解決棄風的政治手段

增加調(diào)度運行數(shù)據(jù)的透明化，這已經(jīng)成為理解并解決我國電力系統(tǒng)與行業(yè)幾乎所有問題的關(guān)鍵所在。沒有對系統(tǒng)運行與調(diào)度模式的全面、深入理解，多數(shù)政策建議與目標都只能是緣木求魚。

在供給側(cè)停止新建任何傳統(tǒng)燃煤機組，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)能時應(yīng)基于經(jīng)濟效率，而不是能源效率。在目前的環(huán)境下，越大型的機組往往越落后。通過行政手段關(guān)停超過20%的百萬千瓦以上的大容量煤電機組，這部分是系統(tǒng)靈活性與資本回收意義上的“落后產(chǎn)能”，將減少它們在市場份額爭奪上的政治與話語優(yōu)勢。

最后，讓我們用這10期專欄的文章標題列表來結(jié)束“揭秘‘棄風限電’的真相”專題的討論：

揭秘“棄風限電”的真相（一）：電力需求放緩構(gòu)成棄風加劇的原因嗎？

揭秘“棄風限電”的真相（二）：“電源與電網(wǎng)不協(xié)調(diào)”構(gòu)成棄風加劇的原因嗎？

揭秘“棄風限電”的真相（三）：擴大外送是解決嚴重棄風的正確藥方嗎？

揭秘“棄風限電”的真相（四）：風火發(fā)電為什么要“打捆”外送？

揭秘“棄風限電”的真相（五）：系統(tǒng)“調(diào)峰能力與輔助服務(wù)”是啥意思？

揭秘“棄風限電”的真相（六）：何為現(xiàn)貨市場？現(xiàn)貨市場解決什么問題？

揭秘“棄風限電”的真相（七）：IT與新的商業(yè)模式有望改善棄風嗎？

揭秘“棄風限電”的真相（八）：有效信息披露對緩解棄風限電的作用。

揭秘“棄風限電”的真相（九）：電力市場背景下的“協(xié)調(diào)”到底是什么意思？

揭秘“棄風限電”的真相（十）：關(guān)于棄風限電的十大科學認知。