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我们以中国电力系统过去40年的发展来看,四个阶段特征是明显的:
应该看到,2002年的电力体制改革,最成功的部分是实现了“厂网分开、发电独立、竞价上网”,是“转折点”式的,解决了两个基本矛盾:1、外部缓解了“地方政府-电力部门”的协调矛盾,地方政府从电力投资方、建设方,逐步变成了电力发展的需求方&协调方,而电力系统的投资、建设、运行、收益都交给“电网-发电”的电力工业复合体,结合国家金融支持,实现了“专业人干专业的事”。2、系统内部构建起一个“制度-经济-技术”三者完美自洽的“正反馈”增长回路。
2002电改产物:完美自洽的传统电力体制
2002以后,中国电力行业构建的传统电力体制,在电力制度、电力技术、电力经济方面实现了完美自洽,保障了20年的电力发展。
在电力制度方面,以统一规划、统一建设、统一运行、统一调度的刚性安全为目标。
在电力技术方面,以特高压/超高压输电系统为骨干,形成全国联网、大机组、大电网,实现全国范围的电力资源配置能力,如西电东送。
在电力经济方面,电网统购统销,发电侧竞价上网,电力行业以央企、国企为主。
体制本身就是一个复杂系统,从动力学的角度,任何不符合体制发展的产物,要么被淘汰(2002年电改中存在的一些未被落实的内容),要么增加体制的运行成本。如果不解决新的技术与原有制度、经济、文化等整体社会系统的问题,技术本身将出现泡沫化。而泡沫的破裂过程,就是转折点,等社会系统适应了新的技术,进入协同发展的阶段。
新型电力体制的变数
2015年新一轮电改政策制定时,并未完全预计到“双碳大潮”会来的如此迅猛,而不可逆的可再生能源增长趋势,嵌入到传统电力体制中,带来巨大的摩擦成本。
如果我们用演化经济学去分析新能源技术VS电力体制的嵌合、吸收、摩擦、改变,乃至改革,就会清晰看到上述“四个阶段、一个转折”的周期性规律。
个人认为,目前新能源技术的发展,进入到泡沫周期,也就是狂热阶段。其泡沫的本质,在于传统的电力体制,尤其是电力制度、电力经济,并未完全适应新能源的快速增长,带来电力行业的系统性风险,比如:1、光伏、风电带来的电力电子化电源,电力系统转动惯量不足2、电网传输容量不足,在并网侧出现阻塞,拉低风光的消纳率
3、为了降低并网风险,集中式风光强配储能,让投资商为电网可靠性买单
4、风光基地需配置火电灵活性资源,这部分火电资产的收益率很低
5、集中式电力调度,无法适应一半以上的光伏是分布式并网的现状,大量分布式在电网末端并网,导致原有的电网负荷预测、潮流计算、短路参数等失效6、集中式的电力运行,无法适应分布式发展,比如配网运行安全、配网电能质量管理等
7、集中式的电力交易模式,无论是统购统销,还是省级集中交易,无法适应分布式电力交易模式(隔墙售电受阻)
8、过去寡头竞争的电源建设模式,无法适应大量分布式电源的建设、运行现状
所以,包含作为技术部分的新型电力系统的,新型电力体制,其提出将成为一个转折点。
新型电力体制的演化和构建
所以需要建立一个新型的电力体制,去适应可再生能源的大发展,这里就会出现“新结构”取代“旧结构”的一个新旧动能转换过程。
1、在电力制度上,从统一规划、统一调度、统一运行、刚性安全,转换为集中-分散的调度、运行,并且以负荷侧柔性资源运营为代表,建立系统电力系统的柔性安全观,整体平衡方式也从“自上而下,一张网”,转换为“自下而上,分层分区”。2、在电力技术上,一次系统从传统电机学/电磁学“铁基电力系统”理论,转换为电机电磁学+半导体硅基系统混合,甚至在配网层面出现“硅基电力系统”;大量电力电子器件,出现云-边-端协同,一二次+算力的深度融合趋势,AI将与微电网、区域智能配电网结合。3、在电力经济上,批发侧市场与零售侧市场的协调,各种大小能源市场主体,甚至“虚拟化的电力运营商”出现,各类电力资源在各自的市场上寻找出清机会,区块链将和零售侧的大量“分散、小额、高频、产权模糊”的电力资源结合,形成新的交易模式。只有新型电力体制的建立,才能解决新的电力技术与电力制度、电力经济的自洽耦合问题,实现双碳。
总结
可以看到,传统的电力体制,适应大电源、大电网、寡头竞争的电力行业运行模式,并不适合可再生能源,尤其是分布式电源的发展。
新能源在演化经济框架下,在传统电力体制中,目前处于“狂热阶段”,也就是金融资本与新能源技术的结合,在资本市场尤其是二级市场上,出现了“估值过热,透支未来”的现象。但是新能源的发展,逐步遇到了传统电力制度的天花板,也就是现有电力行业,无论是在技术系统、经济模式还是管理制度方面,都没有充分适应新能源高渗透率的要求,这种摩擦在2020年以后逐渐出现,随着新能源装机量的增长,这种摩擦成本在指数级的增加,如果不加以改变,可能出现“电源-电网“双输的局面。在新型电力体制、电力改革的思考、规划、政策过程中,容易出现“过于技术化”的趋势,也就是强调系统的技术特质,而忽视系统整体的演化需求,用技术政策去代替、掩盖整体性制度改革。这是对电力体制是一个“制度、经济、技术”三要素耦合的复杂系统,以及背后的系统动力学规律的忽视,不利于电力行业的长期健康发展。因此,需要在现有电力制度框架下,孕育和孵化出”新型电力体制“,去逐步取代传统电力体制,这绝非易事,需要坚持市场化、坚持改革的初心,尊重系统规律,并且本着”实事求是、开拓创新“的思维,不断去探索中国特色的新型电力体制发展方向,保证”碳达峰-碳中和“国家战略的最终落地。
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