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从表1可以直观地看出,与中国浙江省和德国相比,美国得州可以称得上是一个地广人稀的地区,这为其风电与光伏发展奠定了丰富的物理(如土地资源)基础。而在以反映物质产出与服务数量的GDP指标上,若将得州视作国家,其可以在全球排第9位,高于加拿大、韩国、澳大利亚等国家实体,人均意义上接近8万美元4,是非常富裕的地区。
得州的风电发电量占比10年间翻了3倍,从8%上升到25%(图1)。天然气的份额尽管存在波动,但总体上保持在40%~45%。因此,风电份额的增长,对应减少的几乎完全是煤炭的份额——从2010年的40%下降到2022年的17%。
目前州层面没有支持政策
得州拥有巨量发达的石油、天然气工业,这成为它一直是传统化石能源(pro-fossil fuel)州形象的原因。得州鲜有对可再生能源的支持政策,特别是补贴政策。1999年,得州监管机构曾制定过一项规则6,类似可再生能源配额制(Renewable Portfolio Standard),计划到2014年年底使可再生能源累计装机容量达到588万千瓦,到2024年年底实现1000万千瓦。然而,到2009年即实现了2024年的装机目标。
目前,除了更小地区服务于区域发展(如农村风电机组工程)的优惠外,州层面没有可以称为“支持”的政策。而这种优惠,相比传统油气行业的优惠,只能算“小巫见大巫”。风电的快速发展,更多的是充分商业化、市场主体自底向上集合显示的一个宏观结果。
发展迅速之必要条件:风电成本快速下降
2015年后,得州的人们——政府官员、电力行业从业者、农场主渐渐发现,风电比其他电源大大便宜了。2017年,《科学美国人》(Scientific American)的一篇文章7对长期购电协议(PPA)的风电电价(反映长期成本)进行过汇总,普遍在2美分/千瓦时左右,低于天然气与核电,在得州更是远低于煤电。
这种廉价还体现在土地收益上。2023年1月中旬,《经济学人》(The Economist)杂志讲述过一个很有细节的故事8。得州农场主约翰·戴维斯(John Davis),共和党人,家族经营农场、放牧已经超过140年。当有风电企业提议在其土地上安装风电机组时,起初他断然拒绝了。然而,后来他还是抵不住经济利益的审慎计算。按每英亩的平均回报率计算,养牛的收益为8美元,猎鹿为15美元,而风电高达数百美元。
发展迅速之必要条件:电力系统与市场高度开放
如果上述故事让读者得出结论:发电成本低了,一切都好说,“看不见的手”会驱动人们越来越喜欢风电,那么,这种认识显然是对我们生活世界的高度简化。“便宜了”是一个必要条件,可惜远远不充分。历史上的太多案例表明,经济上更好的技术,只有一部分最终占据市场主流。比如,键盘的字母排列、磁带的存储制式等都是“次优”方案最终成为主流。基础设施是否配套,能否互相促进而非限制,是一个高度相关的因素。
得州的电力市场(ERCOT)高度开放,无疑是最重要的必要条件。只要你是发电的,满足能够充分核实的基本并网要求,就可以参与电力市场。甚至即便不发电,只要你愿意,也能够参与虚拟交易(Virtual Trade),只要你承受损益即可。这样一个信奉最小化干预的州,在目前的形势下反而成为一个积极因素。
如果你了解美国其他中西南部保守州的最新动向,这一点会显得尤为重要。怀俄明州要引入2035年禁售电动汽车的立法9;俄亥俄州给天然气贴上“绿色能源”标签10;佛罗里达等州计划推动立法11,禁止所谓的“绿色金融”——ESG(环境、社会与治理)因素影响企业融资成本的做法。
发展迅速之必要条件:基础设施电网给力
事实上,在得州的风电快速发展过程中,曾经出现过物理弃风率明显上升(注意:经济补偿是必不可少的)的阶段,2009年一度达到16%。美国国家可再生能源实验室(NREL)的案例研究12显示,从2003年到2009年,出现一定程度弃风的天数占到总天数的45%13。
然而,2013年建设的电网项目,仅投资70亿美元,就极大缓解了电网阻塞情况的频繁出现14。
与此同时,储能系统与其他储能正快速进入。目前,电池容量能力(power capacity)已经超过30万千瓦,承担60%以上的短期频率调节任务。相应的辅助服务产品处于快速发展中15。
这根源于一个开放的电力系统,会激励系统变得越来越灵活,而不是相反。
总结
风电的技术经济已经占优,社会经济与政治经济因素进而变得十分关键。美国得州的情况表明,风电具有了商业竞争力,需要这个市场的进化以使这种竞争力得到充分展现。技术经济问题已经不足为虑,社会经济与政治经济的重要性反而更加凸显。它们甚至比技术经济更加无边界、复杂与纠结。
回到我国,笔者只能感慨“太阳底下没有新鲜事”。尽管美国与我国的社会、政治、经济环境截然不同,但风电发展的良好基础设施条件同样是目前一个重大的挑战,需要业内人士持之以恒的努力。
尤其是关于是否通过分割市场来发展风电的问题。分割的市场采用一些固定电价之类的安排,以保证风电的收益。这种安排到底是自愿还是强制,变得无比重要,而国内的讨论仍鲜有涉及这方面。一个必须提出的问题是,如果这种安排是强制的,另一个给消费者提供完全同样功能“电力”产品的市场,为何新的可再生能源发电不能参与?美国得州的例子或许能给我们一些启示。
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