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过去两年以来,由于电力需求增长的放缓,快速扩大的各种发电装机与疲软需求间的矛盾愈加突出。火电发电小时数不断下降,风电“弃风”加剧,2015年全国风电平均利用小时数1728,平均弃风率接近15%,个别地区达到1/3。其中,风电资源堪称丰富无比的甘肃地区,平均风电利用小时数还不到1200。这种形势下,关于这一弃风问题形成的原因、法律责任认定以及解决方案的讨论再次引发关注。
地方政府、风电企业、电网各执一词,需求放缓的问题、装机负荷不匹配的问题、电源电网不够协调的问题、本地火电利益之争等说法不一而足。如何理解“弃风”的原因关系到可能的解决方案的具体形式,也涉及到对这些归因如何评价的标准问题。本文中,笔者尝试就此进行一些探讨。
需求放缓说不构成原因,但更大程度地暴露了问题
从一般性的角度来看,问题的原因之所以能够称之为原因,是在于它可以指向潜在的解决方案;而电力需求不旺显然不具有指向解决方案的功能。发达国家的用电负荷在很大程度上都已经饱和,甚至以每年一到几个百分点的速率下降,可是为什么美国5年间风电光伏份额从2.5%上升到接近5%、德国更是占到总发电量的30%?它们的“弃风”程度并没有随需求形势而变化,甚至还有大幅的改善?只能说,在需求不旺的环境下,既有的问题得到了更充分的暴露,并且由于规模的扩大,意味着更大的损失。
装机负荷不匹配说相关,但是只能解释5%的“弃风”,而不是现在的1/3以上
新华社报道称,“当前,甘肃电力装机约为4531万千瓦,最大用电负荷仅1300万千瓦。新能源装机1784万千瓦(其中风电1202万千瓦),已经超过最大负荷484万千瓦。换句话说,即使甘肃火电机组全部关停(实际上必须有相当部分的火电要为新能源调峰),甘肃仍然会有弃风、弃光”。
这种说法很有气势,但是无疑有“跑题”之嫌。新能源装机超过了最大负荷,只能推导出“弃风”不可能为零。而现在的问题是如何理解“弃风”程度超过1/3,可研2200小时的风电甚至还发不到1200小时。新能源装机接近1800万千瓦,从8760小时的统计来看,95%的情况下出力仍旧会大幅低于最大负荷。这种情况下,5%的“弃风”可能是可以解释的,但是离讨论问题的程度还非常之远。
电源电网不够协调说“事后诸葛亮”,协调本身需要“成本效益”分析
现在电源电网的确是不够协调,但是这似乎更像是一种“事后诸葛亮”的说法。电源与电网,哪个是目标、哪个是途径?协调不意味着任何方法论。
此外,从电力系统的特点来看,需求与出力随时在波动,如果没有任何时刻情况下的网络阻塞,那样的系统无疑意味着巨大的浪费。一般而言,只要投入足够,“弃风”问题肯定能解决。比如建造一个足够大的电力系统、本地有消纳不了的情况(这在动态上是不稳定的)就通过外送解决、每个风场配一个巨大的储能系统等等。这些解决方案之间,需要彼此的比较与筛选,需求侧(制氢供热)与供给侧的措施的比较,供给侧不同电压等级线路的比较,不同消纳范围的比较(甘肃-西部-全国)等等。其中,贯彻本地与就近的基本原则,似乎是必须的。
衡量“弃风”的解决方案,不能停留在“有效”的阶段,而是基于更明确的价值标准,比如哪种方式成本更低、长期更有潜力、更有利于可持续发展的标准去判断。
本地火电利益之争要模拟竞争,而不是“统筹协调”
如果将“弃风”的原因的解释为火电与风电的利益纠缠,“统筹二者的利益”自然是其解决方案。这种思路转移了话题,跳过“做蛋糕”的系统最优化问题,直接解读为“分蛋糕”的分配问题(这个当然也重要,但是无疑是第二位的),将追求效率为基本价值目标的经济议题,变成了一个充满妥协意味的政治议题。作为已建成的机组,风电还是火电来发,不应该是风火之间的讨价还价,而应该基于全社会效益最大化的标准。风电几乎没有燃料成本,发一度电就节省一度电的煤炭。潜在地,消费者会从这一替代中获得好处,比如更低的电力价格。
我们可以做个思维实验。比如,如果甘肃的问题发生在德国,我们会看到什么呢?这起码会包括:
1.风电的发电比例超过40%(而不是现在的小于10%),全年8760小时有10%以上的时间出现零与负电价(多用电变得有利可图),其他时间的电价水平也大幅下跌,消费者获利颇多。
2.煤电亏损得一塌糊涂,启停调峰频繁,年利用不超过1500小时,关停严重,释放未来停止建设的信号。
3.个别时刻电价上涨100倍,激励新的发电(比如储能)与先进的用电方式。
必须指出的是,风电的优惠电价是政策手段,跟市场价格下跌在很大程度上是不相干的两个事情。逻辑上,可以接受二者,也可以都不接受,或者可以接受任意一个。结构变化带来的剧烈利益调整,不需要也无法“协调”(正当的利益是没法挑战的、也不应该挑战),否则无法解释为何之前屡屡无法协调成功。
我们之所以在甘肃看到的现象跟这个思维实验完全不一样,一个很重要的原因就是缺乏市场竞争的基础设施。最新出台的电力改革的配套文件,对这一问题的认识极其深刻清晰,这是通往正确的解决方案的第一步。在市场改革与基础设施尚需时日的当下,模拟市场运行、确定风电发电调度优先权是应有之义。这是转型时期的“非常措施”,同样需要确定明确的临时政策介入与退出标准。
要更准确清晰地理解本文提及的问题和其产生的原因,以及各种原因的贡献,特别是谁造成的问题、又应该由谁去承担成本,系统运行数据的透明化无疑是个基本的前提。从这一角度,同欧美地区的惯例一样,调度运行的足够透明,以及数据的及时公开是对我国“弃风”问题形成共识的数据基础,是前提。这是一项非常迫切的工作。
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