“棄風”問題亟待解決
http://m.moduwu.com 2013-08-23 14:40 來源：中節能風力發電股份有限公司
在人們對能源安全、氣候變化與本地環境質量的關切下，提高波動性可再生能源在能源體系中的比重，成為世界各國的共同選擇。我國風力發電的發展經過較長時間的技術與經驗積累，從2005年開始迎來爆發式發展。在標桿電價體系的支持下，裝機容量連續多年翻番式增長，到今年底，裝機容量預計將達到8000萬千瓦。但是，在裝機迅速增加的同時，也暴露出很多的問題，最為突出的是風電的實際利用小時數與設計小時數差距較大，由于風電并網困難造成的“棄風限電”日益嚴重。風電的發展有容量而沒電量，可以說背離了其發展的初衷，造成了投資的巨大浪費，也給風電業主帶來并將繼續帶來巨大損失。這一問題的出現引發了很多方面的思考與解讀。
對風電接入電網的幾點共識
經過過去的實踐與經驗總結，人們對風電的特性認識的越來越清楚，并且形成了幾點共識，這些共識包括：
（1）風電接入電網需要接入成本，越偏遠的地方，其接入成本越高。
（2）不同于傳統的可控機組，風電的出力具有隨機性與間歇性，數值天氣預報為基礎的預測也總是有偏差的，這意味著風電接入電網，增加調峰備用需求，給系統運行增加額外困難，意味著更高的成本與調度難度。但是這種增加是程度上的，而不是性質上的。原有的需求波動也具有這種特性。二者沒有本質的區別。
（3）風電的補貼不是獎勵，而是創造對傳統化石能源（同樣包含大量補貼）的公平競爭環境。核電在研發試驗階段存在大量的公共資源補貼（有研究指出，從1974年到2005年，所有的公共R&D有半數流到了核電領域，在能效提高領域的支持還不如核能一項），火電的環境破壞成本并沒有納入決策框架，也相當于一種“隱性補貼”。
取消或降低“標桿電價”為時過早
目前，由于風電限電造成風電場利潤水平大幅下降，與此同時，受困于歐洲疲弱的碳市場，CDM收益也大幅下降。風電場的收益狀況很不樂觀。
政府政策的目標，是要取得較高的可再生能源發展目標，以及通過這種經驗積累以及需求拉動，促進產業的技術進步與成本下降，從而盡快擺脫補貼的狀態。但是，目前，標桿電價的改變是不合時宜的。對于風電業主而言，一個確定性的預期是至關重要的，它關系到企業投資需要的投資收益率的高低。要實現同樣的目標，如果政策穩定，企業投資收益的風險溢價就比較低，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擴大基金支持強度（比如提高可再生能源附加標準）來消化的問題。
并且，筆者認為，中國風電光伏設備產業的“產能過剩、重復建設”問題跟標桿電價支持政策無關。這一激勵政策并不會給間接的設備制造商帶來任何“確定性”收益，制造商面臨的競爭是很激烈的。這種情況下，制造商的大幅度擴張，跟傳統中國其他行業，比如鋼鐵、甚至基礎設施行業的“產能過剩”無異。那些行業是不存在類似標桿電價制度的。這是中國經濟發展的模式與體制問題，需要更多的從政府與市場關系中找答案。
所謂“統一規劃”難以解決風電“棄風”問題
有人建議“統一”風電與電網的“規劃”，筆者對此持完全不同意見。照此理解，似乎是風電的發展節奏與規模要按照電網能夠提供的“能力”安排。那進一步的問題就是，電網能夠提供的“能力”是如何確定的？如果風電與電網需要“統一”規劃，那風電與設備制造需要不需要，設備制造跟螺釘螺母需要不需要？
“統一規劃”政策上的根本問題，是混淆了“風電”發展的“目標”與“途徑”，混淆了短期與長期。風電目標的確定，應該基于節能減排目標的需要。風電目標要實現，其他的條件，包括技術能力、生產能力、接網進度、充足的調峰備用資源都是需要進一步提升的“條件”。對于一個具體的風電項目，的確電網接入與風電建設是“統一”的。事實上，電網接入是風電建設可行性報告的重要一節內容，這是短期具體建設項目層面的內容。而從中長期來看，電網的規模、結構、特點都在變化，電網作為公共基礎設施，需要作出改變以適應風電的發展。
“統一規劃”從理論上也不具有可行性。光風電一個內生的變量其不確定性都非常之大，所有電源形式的內生如何去確定各自的發展規模與節奏？在理論上，的確是可以基于成本最小方案來模擬，但是理論本身的完備在數據與約束的模糊性下求變幾無作用。環境約束如何選取，排放成本如何評估，各種電源全成本（而不僅僅是財務成本）如何衡量都是個大問題。在筆者看來，風電的全社會成本比火電要小得多，如果按照這種方法論，火電的份額應該是零。
過去，我國曾經出現過大量的4.95萬千瓦的容量現象。究其原因，在于規避中央政府的審批。有人將這一現象看做“無序發展”的亂象。那么試問：如果沒有這個“口子”，最初的可再生能源“十一五”規劃得以嚴格執行，那中國2010年的風電裝機規模也就500-1000萬千瓦，風電機組能否取得如此大幅度的成本下降？1000萬千瓦風電可能不會有“棄風”問題，但是風電產業的發展要滯后太多，陷入“自我鎖定”的困境當中。正如對“計劃經濟”的形容一樣，“計劃經濟的確沒有經濟危機，因為它每天都是危機”。
風電具有“電力市場”下的市場價值
以德國電力市場為例，所有的發電類型參與競價，根據他們的運行成本，大部分不處于邊際的電廠可以獲得額外的利潤，補充其固定成本。可再生能源參與市場定價，因此，在某些需求低谷階段，可再生給出了零、甚至是負的價格。這對于市場價格的壓低具有決定性作用。這是有效電力市場中風電等低運行成本電源的市場價值所在。
目前，德國的上網電價，只有5歐分/千瓦時左右，在人力、設備成本都高出很多的情況下，這跟我國東部地區已經非常接近。電力市場競爭帶來的價格下降作用明顯。
如果存在電力市場，風電等低可變成本電源在市場報價中的優先地位，會極大的發揮其市場力，將運行成本（主要是燃料成本）高的化石燃料發電推到邊際市場，直至導致后者退出市場，成為“落后的要被淘汰的產業”。我國的電力市場的缺失使得可再生能源的這種市場價值無從發揮，也從一個側面證實，目前棄風限電問題更多的是政策（平均調度資源）、機制（缺乏競爭性上網，缺乏輔助服務市場）與體制問題。
“棄風”的短期解決之道
短期內，電力系統的調峰備用機組不可能迅速增加，而缺乏價格信號也使得“調度”風電資源無利可圖。分析幾個“棄風”的重災區，可以發現，其傳統的煤電機組的利用小時數仍舊高達3000-4000小時以上。需求不旺這一現象在電力市場環境下是不可想象的。究其原因，在于我國調度體系中仍然維持的所有機組“平均上網小時數”的僵化政策，并且省級政府具有巨大的自由量裁權。
調度規則如果不能改變，其他的“棄風”措施基本無用，特別是遠距離輸送的技術措施。一方面，其建設周期也很長，另一方面，即使建成了，面臨著火電機組的“占位式”擠壓，如果沒有充足的電力需求，受入風電地區也很難有消耗風電的空間。改變調度的排序規則，模擬市場競價行為，是解決風電棄風的“短期”應對措施。
智能電網與超級電網不“兼容”
在如何解決可再生波動性輸出的問題上，各國的思路與方式并不相同。美國2008年推出智能電網（Smart Grid)戰略，核心在于智能電表與分布式存儲技術，在美國能源部2009年電網現代化投資中，100%將用于智能化發展，而沒有擴大電網互聯的預算安排；歐盟2010年發布的基礎設施優先計劃中，跨國天然氣與電力超級傳輸網絡（Super Grid)的擴大則是投資的重點，而智能化部分的投資更多地體現在要吸引社會私人投資。
在我國，關于超級電網與智能電網的討論也日益增加，可能影響“十二五”乃至更長期的電網基礎設施與電力發展。那么，必須回答的問題是：超級電網與智能電網，能否整合成為超級智能電網(SuperSmart Grid)，他們是競爭關系還是互補關系？他們是否可以和諧共存，抑或一個的發展會強烈的抑制另一個的擴張？從全社會的效率與福利角度，政策制定者是否需要對其中一個進行政策扶持，以避免另外一個統治性發展的潛在鎖定風險？等等。
Blarke與Jenkins2013年的一篇文章對此進行了理論與案例探討。他們首先從二者的發展路徑、技術特征以及相關利益群體比較了二者的不同，傾向于認為這二者存在本質上的沖突。超級電網更加關注傳輸技術，是漸進的技術進步，而智能電網更加關注本地控制與減少外部依賴，是“顛覆性”改變，其基本形態代表的“贏家”與“輸家”也存在本質的不同。因此，如果這二者在一個地理范圍內競爭，就有一種可能，超級電網的“漸進”技術變化與大量投資可能會擠壓智能電網的發展。隨后，作者以丹麥西部的電力市場形態為例進行了分析。這一區域在過去年份建設了較多的傳輸線路，可以與沒有進行這一工作的情況進行天然比較。比較的結果發現，丹麥西部傳輸線路建成之后，大量的低價格電力傳輸到東部，造成本地電價價格的上升，而這一電價的上升使得很多的智能電網技術（比如電熱鍋爐）失去了經濟吸引力，從而造成投資的不足，智能電網發展的可能性有所下降。
建立電力市場方能理順風電長期發展
我國以煤電為主的發電結構，是電力系統靈活性差的一個重要表現，這是可再生能源順利擴大規模與市場的技術障礙。目前可以明確的是：可再生能源市場價值如果無法發揮，無論是超級電網還是智能電網，都無法解決可再生“優先”上網的問題。解決可再生能源擴大并網的問題，系于電力系統的市場化改革，以及電網基礎設施的無條件對所有發電者的無條件開放。缺乏這些變革，即使基礎設施健全，對解決可再生擴大份額的問題，也遠不充分。而智能電網如能形成氣候，長期來看，也可能使得大型基礎設施變得不必要。
基于以上的分析，筆者認為：
（1）風電的“棄風”問題，不應該落腳到“風電發展過快”上，而是相對的電網發展“慢”。
（2）電網發展“慢”的原因，在于缺乏對于電網建設與調峰備用資源發展的激勵信號。
（3）短期內，改變調度規則，模擬“競價電力市場”運行是解決“棄風”的有效手段。
（4）長期來看，構建風電友好型的智能電網系統，追求系統的靈活性（價格反應實時靈敏，調峰備用機組眾多，分布式充分發展），建立電力市場是解決風電“棄風”的終極之道。
編輯精選
