“棄風(fēng)”問題何解？

張樹偉

本文結(jié)合不同的時(shí)間尺度（短期、中期與長(zhǎng)期）與空間尺度（具體項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與宏觀政策、體制安排），討論棄風(fēng)的解決思路。

2013年，按照國(guó)家能源局的統(tǒng)計(jì)，棄風(fēng)問題得到了一定程度的緩解，平均棄風(fēng)電量11%，比2012年降低6個(gè)百分點(diǎn)。吉林（22%）、甘肅（21%）、內(nèi)蒙古（蒙東20%，蒙西12%）、河北（17%）的棄風(fēng)率仍顯得過高。到2013年年底，中國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)達(dá)到7700萬千瓦，已經(jīng)超過美國(guó)（約6100萬千瓦），位居世界第一位。但是由于嚴(yán)重的發(fā)電限制，從發(fā)電量來看，仍舊比美國(guó)低15%左右。

風(fēng)電實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù)相比設(shè)計(jì)值大打折扣，影響風(fēng)電業(yè)主的投資回收計(jì)劃。2012年以后，清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）項(xiàng)目的核證減排量（CERs）價(jià)格大幅下跌，風(fēng)電項(xiàng)目減少了約0.1元/千瓦時(shí)的減排量出售收益。而10%-20%的棄風(fēng)，其對(duì)電廠收益的影響也大致如此。二者相加，風(fēng)電場(chǎng)的年收益要下降30%，其平均利潤(rùn)較高峰時(shí)期要減少2/3以上。過去幾年，風(fēng)電設(shè)備制造行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、成本下降的效應(yīng)完全被抵銷了。

從公共政策的角度，這也影響到標(biāo)桿電價(jià)（FIT）水平的下調(diào)。解決風(fēng)電棄風(fēng)問題，關(guān)系到短期風(fēng)電行業(yè)與產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)、中期電力系統(tǒng)多元化轉(zhuǎn)型（風(fēng)電避免鎖定在“高成本、低份額”的均衡狀態(tài)，進(jìn)入“低成本、高份額”的新的均衡），以及長(zhǎng)期的節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與綠色低碳發(fā)展。

傳統(tǒng)電網(wǎng)的功能是實(shí)現(xiàn)可控的電力供應(yīng)與變化的需求間的平衡。現(xiàn)在，隨著風(fēng)電、太陽能發(fā)電越來越多，不可控的電力供應(yīng)比例將越來越大。從技術(shù)上來講，減少棄風(fēng)有以下5個(gè)方面需求與供應(yīng)側(cè)的措施：

改進(jìn)天氣預(yù)測(cè)的精度，用于風(fēng)電出力預(yù)計(jì)

這種改進(jìn)，面對(duì)大氣系統(tǒng)固有的不連續(xù)與不確定性，其效果也基本是“成事在天”的，總會(huì)存著或大或小的誤差。這一改進(jìn)的潛力是極其有限的。

需求側(cè)響應(yīng)

在我國(guó)電力市場(chǎng)基本還沒有建立的情況下，這一途徑短中期內(nèi)還只能“束之高閣”。

靈活電源

特別是起停迅速的天然氣，以及一些配合的煤電機(jī)組。但是無疑，頻繁的起停將增大設(shè)備運(yùn)行的難度，增加設(shè)備維護(hù)的成本，減少這些機(jī)組的利用率。這一增量成本如何補(bǔ)償必須解決。

擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)范圍

需要巨大的投資，由于建設(shè)的長(zhǎng)周期也需要假以時(shí)日。

建立儲(chǔ)能系統(tǒng)

抽水蓄能、風(fēng)電供熱等形式較為可行。其他的技術(shù)都屬于遠(yuǎn)景技術(shù)，其商業(yè)化的難度甚至要大于風(fēng)電的并網(wǎng)本身。

技術(shù)上的可行性并不是實(shí)際中需要采用的充分理由，需要經(jīng)濟(jì)性的考量與比較。這也是在特定情況下，少量棄風(fēng)是有效率的選擇的原因。而現(xiàn)實(shí)中的物理的、經(jīng)濟(jì)的、政策與體制的約束眾多，也會(huì)限制技術(shù)充分發(fā)揮作用。本文結(jié)合不同的時(shí)間尺度（短期、中期與長(zhǎng)期）與空間尺度（具體項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與宏觀政策、體制安排），討論棄風(fēng)的解決思路。

第一、短期項(xiàng)目層面棄風(fēng)問題的解決——改變調(diào)度優(yōu)先次序

西部風(fēng)能物理資源豐富地區(qū)大規(guī)模的風(fēng)電裝機(jī)已是既成事實(shí)。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，而風(fēng)電的其他利用方式，比如供熱也因?yàn)榧夹g(shù)實(shí)踐不足等原因，無法迅速的展開。電力需求不旺，新的電源發(fā)展與擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)外送也面臨成本較高的問題。短期內(nèi)棄風(fēng)問題的大幅改觀（比如降到3%以內(nèi)，這接近北美與歐洲情況）似乎無解。

然而事實(shí)并非如此。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)3500-4000小時(shí)，甚至更高，現(xiàn)存電力系統(tǒng)接納風(fēng)電的技術(shù)潛力（比如調(diào)峰深度達(dá)到20%以內(nèi)，利用小時(shí)數(shù)在1500-2000小時(shí)）還遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)。

這一現(xiàn)象在電力市場(chǎng)環(huán)境下是不可想象的。因?yàn)轱L(fēng)電可以以邊際成本低的優(yōu)勢(shì)，以零報(bào)價(jià)上網(wǎng)，在壓低市場(chǎng)價(jià)格的同時(shí)，獲得市場(chǎng)份額，優(yōu)先滿足或低或高的電力需求。德國(guó)可再生能源大發(fā)展的背景下，其傳統(tǒng)機(jī)組利用率下降嚴(yán)重。2013年夏季，天然氣機(jī)組出力就因?yàn)槿剂铣杀靖甙海ㄟ呺H成本高），其利用率下降了20%，而同期電價(jià)也下降了13%，這一傳統(tǒng)機(jī)組不賺錢的情況已經(jīng)使得系統(tǒng)維持足夠的備用容量都困難。因此探討建立容量市場(chǎng)（Capacity market） 變得必要（盡管理論上，因?yàn)闄C(jī)組可以通過足夠高的尖峰負(fù)荷時(shí)段的“稀缺租金”回收固定資本投資，容量市場(chǎng)并沒有因?yàn)榭稍偕茉窗l(fā)電而存在的必要）。

而我國(guó)目前顯然處在另外一個(gè)極端上——系統(tǒng)存在過度冗余。原因之一，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)”的政策，并且省級(jí)政府具有巨大的自由量裁權(quán)。必須指出的是，風(fēng)電對(duì)傳統(tǒng)電源的擠壓，這是其技術(shù)特點(diǎn)與電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)所決定的。同時(shí)，成本低（指的是可變成本，固定部分已經(jīng)沉沒，不體現(xiàn)在決策之中）的排序優(yōu)先（merit-order）是有效率的市場(chǎng)建設(shè)的要求。

2013年棄風(fēng)的改善，在筆者看來，大部分來自于優(yōu)化調(diào)度、減少線路的阻塞，以及新增的需求。這一優(yōu)化的潛力在未來仍將是存在的，隨著互聯(lián)的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)可能會(huì)持續(xù)改善。但是相比而言，更大的結(jié)構(gòu)性調(diào)整在于改變調(diào)度的排序規(guī)則，模擬市場(chǎng)競(jìng)價(jià)行為。這需要調(diào)峰補(bǔ)償機(jī)制的更良好運(yùn)行，以及對(duì)這一改變的分布式影響（distributional impacts）問題的解決。

比如如果改變調(diào)度規(guī)則，火電機(jī)組的市場(chǎng)份額將受到進(jìn)一步壓縮，甚至有些省份在某些時(shí)段會(huì)成為一個(gè)純可再生能源電力供應(yīng)系統(tǒng)，火電完全“淪為”備用。應(yīng)該講，這是全局有效率的選擇，是基于本地資源稟賦、技術(shù)特點(diǎn)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)形態(tài)下的“最優(yōu)”（socially-optimal）的電源結(jié)構(gòu)的反映，無疑是一個(gè)需要努力的方向。

這是機(jī)制安排問題，不是風(fēng)電與傳統(tǒng)電源間的所謂利益“分餅”游戲。但是，必須承認(rèn)，這一政策改變對(duì)于火電行業(yè)的分布式影響將是非常巨大的，其政治上的可行性存疑。在“最優(yōu)”無法實(shí)現(xiàn)的情況下，業(yè)已出現(xiàn)的風(fēng)電與火電之間的“發(fā)電權(quán)”交易，相比目前的格局，是一種雙方都可以接受的次優(yōu)選擇。

而對(duì)于新項(xiàng)目，詳細(xì)的并網(wǎng)安排對(duì)于項(xiàng)目的可行性論證是必不可少的。事實(shí)上，一個(gè)典型的風(fēng)電可研報(bào)告，其中重要不可或缺的章節(jié)就是電網(wǎng)接入方案。項(xiàng)目的電網(wǎng)接入設(shè)計(jì)，本來就是項(xiàng)目邊界內(nèi)的一部分，二者是“項(xiàng)目與電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃”的。這一問題在已有裝機(jī)未能及時(shí)并網(wǎng)的問題暴露之后，已經(jīng)得到了極大的改善。未來風(fēng)電項(xiàng)目的及時(shí)并網(wǎng)，應(yīng)該不會(huì)是大的問題，關(guān)鍵在于接入電網(wǎng)之后的利用率是否可以達(dá)到可研預(yù)期。

第二、中期產(chǎn)業(yè)規(guī)劃規(guī)避棄風(fēng)問題——明確目標(biāo)、條件與方法論

風(fēng)電的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃超越了項(xiàng)目層面，是對(duì)風(fēng)電整體發(fā)展的政策，甚至裝機(jī)的規(guī)模、時(shí)序、布局的確定與控制。在筆者看來，要避免潛在大規(guī)模棄風(fēng)問題的出現(xiàn)，風(fēng)電與電網(wǎng)的規(guī)劃的關(guān)鍵是要區(qū)分清楚哪個(gè)是目標(biāo)，哪個(gè)是條件（target and means），有哪些物理、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)約束是起作用的，而哪些是需要改變的。風(fēng)電的發(fā)展如果是目標(biāo)，那么其他的基礎(chǔ)條件，包括電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)，都是需要提升以滿足風(fēng)電發(fā)展的途徑。而風(fēng)電的目標(biāo)確定，往往基于的是更廣的能源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展要求，比如節(jié)能減排目標(biāo)、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展等等。

條件提升的過程中可能會(huì)遇到可行性的障礙，比如短期內(nèi)的投資缺口、工期問題等，但是這不存在不能改善的絕對(duì)性“邊界”。因此，設(shè)定政治性目標(biāo)，包括風(fēng)電份額與電網(wǎng)調(diào)峰能力的政治性目標(biāo)，是有可操作性的方式。

過去，我國(guó)曾經(jīng)出現(xiàn)過大量的4.95萬千瓦的容量現(xiàn)象。究其原因，在于規(guī)避中央政府的審批。這一度被認(rèn)為是“無序發(fā)展”的亂象 。那么試問：如果沒有這個(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500-1000萬千瓦，風(fēng)電機(jī)組能否取得如此大幅度的成本下降？不恰當(dāng)?shù)恼苤?，恰恰是發(fā)展的“障礙”。1000萬千瓦風(fēng)電可能不會(huì)有“棄風(fēng)”問題，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。風(fēng)電審批的下放，可以說是基于一個(gè)錯(cuò)誤的理由（風(fēng)電項(xiàng)目偏小，拿到中央審批有點(diǎn)繁瑣），做了一件正確的事情。

“棄風(fēng)”必然意味著系統(tǒng)的平衡或者對(duì)于風(fēng)電的調(diào)度與風(fēng)電出力之間出了問題。有學(xué)者據(jù)此提出通過“統(tǒng)一電網(wǎng)與風(fēng)電規(guī)劃”在中期規(guī)劃尺度上規(guī)避新增風(fēng)電的棄風(fēng)問題。筆者對(duì)這一基本思路表示贊同，但是“統(tǒng)一規(guī)劃”本身更像是對(duì)“棄風(fēng)”問題的另一種表達(dá)（reframing the question） ，而不是問題的解決方案，它并不能回答“風(fēng)電的發(fā)展規(guī)劃與發(fā)展節(jié)奏”的問題。

過去，以獨(dú)立的經(jīng)營(yíng)個(gè)體讓渡自主決策權(quán)為基本特征的“統(tǒng)一規(guī)劃”，在部分情況下是以更大的代價(jià)“消滅”了、而不是解決了問題。典型的例子就是西電東送送出地區(qū)（四川）曾經(jīng)出現(xiàn)的本地用電緊張局面，屬于電力資源錯(cuò)配（本地用電緊張說明本地電力價(jià)值升高，而外送電價(jià)甚至低于本地上網(wǎng)電價(jià)，還要付出輸送成本）。“統(tǒng)一規(guī)劃”在超越項(xiàng)目層面之外，需要表明其基本的方法論體系與合理性。在筆者看來，經(jīng)過改進(jìn)的綜合資源規(guī)劃（Updated-IRP）方法具有一定范圍的可行性。但是目前這方面的具體討論，在變化了的市場(chǎng)與產(chǎn)業(yè)環(huán)境背景下，是極其不充分的。

第三、長(zhǎng)期的電力體制安排——電力市場(chǎng)不可或缺

中長(zhǎng)期來看，解決風(fēng)電的棄風(fēng)問題，關(guān)鍵在于電力市場(chǎng)的建立。風(fēng)電本身成本之外的系統(tǒng)接入成本與平衡成本，可以通過專門的輔助服務(wù)市場(chǎng)顯示其構(gòu)成與變動(dòng)，建立激勵(lì)相容的風(fēng)電發(fā)展的系統(tǒng)支持體系。

在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)初期，通過FIT電價(jià)體系，風(fēng)電發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)得到有效規(guī)避，消除了風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)的成本較之直接電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)往往要低。但是，在產(chǎn)業(yè)具有了明顯的規(guī)模，進(jìn)入了“規(guī)模上升、價(jià)格迅速下降”的軌道之后，F(xiàn)IT電價(jià)體系的“固定”就顯得不合時(shí)宜了。風(fēng)電直接參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)成為可能與必要，德國(guó)目前正處于這個(gè)轉(zhuǎn)折階段（EEG2.0）。這一階段之后，風(fēng)電發(fā)展的布局、發(fā)展節(jié)奏等關(guān)鍵的要素，將可以通過市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)的引導(dǎo)得到一定程度的優(yōu)化。從開發(fā)節(jié)奏來看，電力市場(chǎng)的存在可以更好地表征電力供需的松緊程度（現(xiàn)貨價(jià)格），指示未來的電源建設(shè)的前景（期貨價(jià)格）。在電力市場(chǎng)條件下，缺乏需求的情況（比如后半夜）下，將只可能有趨于零、甚至低于零的價(jià)格（這可以在風(fēng)電份額大的德國(guó)、丹麥電力市場(chǎng)的某些時(shí)段看到），而風(fēng)電外送到遠(yuǎn)端市場(chǎng)在大部分時(shí)間也很難與當(dāng)?shù)仉娫锤?jìng)爭(zhēng)（因?yàn)檩旊姵杀九c傳輸損耗）。明確的價(jià)格信號(hào)將決定系統(tǒng)潮流的走向，指引新項(xiàng)目的布局與建設(shè)，決定不同電源的市場(chǎng)份額。

過去，人們習(xí)慣于從資源稟賦思考布局問題。但是必須明確的是，資源稟賦多還是少，成本是高還是低，只是最終供電成本的一部分。比如，西部的風(fēng)力資源比東部豐富的多，但是其缺乏足夠的需求?？紤]到遠(yuǎn)距離輸送的損失，其供應(yīng)一度電的成本，可能比東部的低風(fēng)速風(fēng)機(jī)要高出很多。用成本-效益分析指導(dǎo)風(fēng)電發(fā)展，可能很多資源豐富地區(qū)因?yàn)槠渚嚯x負(fù)荷中心太遠(yuǎn)，會(huì)喪失開發(fā)價(jià)值。這一點(diǎn)，對(duì)西部的煤炭、水電資源也是同樣的道理，特別是面臨開放國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的煤炭。畢竟，最終的經(jīng)濟(jì)效率的提高，才是經(jīng)濟(jì)能源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的保證。這一“好”還是“不好”的判斷理念要成為實(shí)踐，市場(chǎng)化為基礎(chǔ)的電力市場(chǎng)是不可或缺的。

現(xiàn)實(shí)問題的復(fù)雜性使得期望通過制定完善的藍(lán)圖，上帝般的安排一切，按圖索驥，達(dá)到一個(gè)均衡的路徑已經(jīng)是不可能完成的任務(wù)。穩(wěn)定明晰的體制機(jī)制的建立，在于創(chuàng)造一條通往秩序的規(guī)則。有規(guī)則，則有序。這也是風(fēng)電的長(zhǎng)期發(fā)展所需要的。