【編者按】

中國正經(jīng)歷史無前例的能源轉(zhuǎn)型。隨著煤炭消費(fèi)已于2013年達(dá)峰，中國正致力于發(fā)展清潔能源、逐步替代煤炭，并以低碳能源推動未來發(fā)展。清華-布魯金斯公共政策研究中心4月9日推出“中國能源轉(zhuǎn)型”系列報(bào)告第二篇——《深化電力體制改革解決棄風(fēng)限電問題》(“Fixing Wind Curtailment with Electric Power System Reform in China”)。

棄風(fēng)是指由于某些原因，調(diào)度機(jī)構(gòu)減少可以正常運(yùn)行的風(fēng)能裝機(jī)的電力上網(wǎng)時(shí)間，造成已并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)閑置的現(xiàn)象;棄風(fēng)并不包括因風(fēng)機(jī)自身設(shè)備故障原因而造成的發(fā)電限制。

當(dāng)前，中國的棄風(fēng)問題已經(jīng)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)和能源效率損失。僅2016年，棄風(fēng)電量就達(dá)到了497億千瓦時(shí)，這甚至高于總?cè)丝谶_(dá)1.63億的孟加拉國在2016年的總用電量(490億千瓦時(shí))。

如果被棄的風(fēng)電全部可以上網(wǎng)，替代燃煤發(fā)電，ji因此而減少4200萬噸的二氧化碳排放(相當(dāng)于2016年保加利亞的全年排放量)。在當(dāng)前電力體制改革的背景下，解決棄風(fēng)問題有助于中國的電力體制朝更加可再生能源友好的方向過渡。

報(bào)告應(yīng)用電力管理體制的框架來解釋棄風(fēng)問題，并嘗試尋找問題的制度性根源。通過在甘肅省酒泉市和蘭州市實(shí)地調(diào)查以及對不同利益相關(guān)者和風(fēng)電專家的訪問，研究人員發(fā)現(xiàn)電力管理體制的碎片化是中國棄風(fēng)問題最根本的制度原因。

報(bào)告建議：

1、要依托于可再生能源配額制，盡快建立區(qū)域性的電力現(xiàn)貨市場，打破省間壁壘。

2、依托當(dāng)前的電網(wǎng)區(qū)域劃分，建立華南、華東、華中、華北、東北和西北六個(gè)區(qū)域電力現(xiàn)貨市場。

3、引進(jìn)現(xiàn)貨產(chǎn)品，促進(jìn)可再生能源參與市場競爭。

4、建立統(tǒng)一的區(qū)域現(xiàn)貨交易系統(tǒng)。

從輸送限制阻礙轉(zhuǎn)為省間壁壘

甘肅酒泉市風(fēng)資源非常豐富，風(fēng)速波動范圍在4.0-12.0米/秒間，盛行風(fēng)速5.0-6.5米/秒，鮮有破壞性風(fēng)速，并且多數(shù)地區(qū)的風(fēng)功率密度大于150瓦/平方米。此外，由于沙漠地區(qū)土地征用成本較低，酒泉風(fēng)能的開發(fā)成本遠(yuǎn)低于全國其他地區(qū)。一些風(fēng)電開發(fā)商認(rèn)為，酒泉是中國大型風(fēng)電開發(fā)的最佳地區(qū)。不過，一個(gè)較大的缺陷是它距電力負(fù)荷中心的距離較遠(yuǎn)。

2005年，酒泉市政府制定了風(fēng)電發(fā)展戰(zhàn)略，并向甘肅省發(fā)改委和國家發(fā)改委提交了建設(shè)1吉瓦(等于一百萬千瓦)風(fēng)電基地的計(jì)劃方案，但后者并未批準(zhǔn)該項(xiàng)計(jì)劃。然而，隨著中國《可再生能源法》于2006年1月1日生效，情況很快就發(fā)生了變化。該法引起了風(fēng)電開發(fā)商和地方政府的極大熱情。2007年7月，時(shí)任省委書記親赴酒泉實(shí)地考察，表示支持酒泉的發(fā)展戰(zhàn)略，并提出要把酒泉建成省級風(fēng)電基地。

同年9月，一批中央政府官員視察了酒泉，當(dāng)?shù)卣槃萏岢隽司迫L(fēng)電基地發(fā)展戰(zhàn)略。 同月，國家能源局頒布國家戰(zhàn)略建設(shè)大型風(fēng)電基地，并要將這些能源基地納入?yún)^(qū)域電網(wǎng)。2008年初，酒泉被批準(zhǔn)為中國首個(gè)千萬級(10吉瓦)風(fēng)電試驗(yàn)基地，20余家發(fā)電公司與酒泉市政府簽訂了投資合同。

至2010年，酒泉風(fēng)電項(xiàng)目及相關(guān)制造業(yè)投資達(dá)到223億元人民幣，稅收收入達(dá)到1.94億元人民幣，創(chuàng)造了8000多個(gè)就業(yè)崗位。在風(fēng)電發(fā)展帶動下，酒泉的GDP排名從2005年的甘肅省第四位上升到2010年的第二位。

酒泉風(fēng)電基地建設(shè)分兩期進(jìn)行(見表1)。首期規(guī)劃裝機(jī)容量為3.8吉瓦，計(jì)劃于2009年至2010年間完工。根據(jù)市政府安排，第一階段的建設(shè)工作應(yīng)于2010年，即“十一五”末期完成。若將裝機(jī)規(guī)模和天氣因素造成的施工中斷考慮在內(nèi)，時(shí)間非常緊張。然而，如果能在2010年內(nèi)完成第一階段規(guī)劃，酒泉市政府則可以在“十二五”國家風(fēng)電開發(fā)規(guī)劃中爭取更高的份額。因此，從2009年到2010年，地方政府加速推進(jìn)風(fēng)電場建設(shè)，冬季中工程建設(shè)也未中斷。然而由于趕工而無法保障工程質(zhì)量，造成了大面積風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)的嚴(yán)重事故。加上各種整改措施，酒泉一期事實(shí)上在2012年才完工。

表1: 酒泉風(fēng)電基地建設(shè)計(jì)劃

盡管如此，早在2009年酒泉市就開始出現(xiàn)棄風(fēng)限電現(xiàn)象。2008年，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的風(fēng)力外輸能力不足500兆瓦，遠(yuǎn)低于未來電力外輸?shù)谋匾健Ｒ虼耍诰迫L(fēng)電基地的規(guī)劃中包含新增兩條750千伏輸電線路，將酒泉的風(fēng)電輸送至西北電網(wǎng)。第一條輸電線路完成后交付容量將增加到2.6吉瓦，滿足規(guī)劃電力容量的輸電需求。

可是，甘肅省政府又批準(zhǔn)了35個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目，第一階段的總裝機(jī)容量達(dá)到5.5吉瓦，遠(yuǎn)超出原先3.8吉瓦的目標(biāo)。因此，2010年的限電率達(dá)到30-40%，即使在第一條輸電線路完成、2011年建設(shè)暫緩后棄電率仍保持在20%以上(見表2)。

表2: 酒泉市2008 - 2016年風(fēng)電消納情況(單位:兆瓦)

輸電線路建設(shè)并沒有和風(fēng)電場的發(fā)展協(xié)調(diào)一致。2011年，盡管第一階段規(guī)劃尚未完成，酒泉政府仍然開始推進(jìn)風(fēng)電場第二階段建設(shè)。為了應(yīng)對風(fēng)電場的無序擴(kuò)張，國家能源局出臺了《風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》，以限制“十二五”期間風(fēng)電發(fā)展的速度和規(guī)模，并要求風(fēng)電項(xiàng)目審批必須符合國家整體規(guī)劃。

歷經(jīng)一年的談判，酒泉第二階段工程分為兩批進(jìn)行，第一批計(jì)劃建設(shè)3吉瓦，第二批5吉瓦。2012年9月，國家能源局批準(zhǔn)首批建設(shè)方案，并規(guī)定只有在輸電問題解決后才能批準(zhǔn)后續(xù)項(xiàng)目。次年，第二條750千伏的傳輸項(xiàng)目投入使用，輸出能力增加至5.68吉瓦。然而，酒泉的風(fēng)電總裝機(jī)容量至此已達(dá)6吉瓦，太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量也達(dá)到1吉瓦。同時(shí)，西北地區(qū)其他城市的風(fēng)能和太陽能設(shè)施也與酒泉共享輸電線路，大量新能源電力的同時(shí)上馬進(jìn)一步加劇了輸電系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

2015年第二階段第一批風(fēng)電建設(shè)完成后，限電情況最為嚴(yán)重。作為回應(yīng)，國家能源局停止了甘肅、新疆、內(nèi)蒙古等省的風(fēng)電項(xiàng)目審批和建設(shè)。雖然第二批酒泉風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的初期工作已經(jīng)開始，但由于風(fēng)電限電情況嚴(yán)峻，風(fēng)電場的建設(shè)仍舊被迫推遲。有關(guān)方面繼而將希望寄托于在規(guī)劃中、從甘肅酒泉到湖南株洲的800千伏特高壓直流輸電工程。

2010年，甘肅省和國家電網(wǎng)公司計(jì)劃建設(shè)一條向華中地區(qū)輸送電力的特高壓跨區(qū)輸電線路。第二年，甘肅、湖南兩省政府在國家電網(wǎng)公司的支持下簽署了《湖南甘肅兩省送電框架協(xié)議》。由于對特高壓技術(shù)的分歧，國家發(fā)改委在2015年之前未批準(zhǔn)該項(xiàng)目。不過，輸電線路終于在2015年開始建設(shè)，并于2017年投入使用。

然而，華中地區(qū)受電省份卻不再面臨電力供應(yīng)的短缺。2011年至2016年，發(fā)電企業(yè)在湖南省新裝了12吉瓦的火力發(fā)電機(jī)組，其增加量達(dá)到該省2010年發(fā)電裝機(jī)的40%。該地區(qū)其他省份也進(jìn)行了類似規(guī)模的火力發(fā)電能力建設(shè)。因此，現(xiàn)在電力供應(yīng)充足的受電省份不愿意再接受電力進(jìn)口。而最新報(bào)告表明，通過特高壓線路輸出的電力遠(yuǎn)低于甘肅省的預(yù)期。據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，甘肅省2017年發(fā)電限電率仍高達(dá)33%。

從電力產(chǎn)能過剩到需求減弱

酒泉是甘肅省十四個(gè)地級市之一。報(bào)告指出，目前的酒泉限電問題需要放到甘肅省和整個(gè)西北地區(qū)的能源生產(chǎn)背景下才能理解。

甘肅省政府于2009年首次提出成為國家能源基地，并向其他省份提供清潔能源。同時(shí)，西北地區(qū)五個(gè)省份中有四個(gè)在“十二五”規(guī)劃中被定位為國家能源基地(如鄂爾多斯盆地能源基地和新疆能源基地)。考慮到西北各省持續(xù)增加的電力生產(chǎn)能力，如果沒有相應(yīng)配套的跨區(qū)輸送工程，電力部門的產(chǎn)能過剩不可避免。

綜上所述，報(bào)告認(rèn)為導(dǎo)致甘肅省2009年至2014年風(fēng)電削減的四個(gè)因素除了輸送限制外，還有調(diào)峰問題、產(chǎn)能過剩及需求不足問題。

2014年9月之前，由區(qū)域電網(wǎng)公司西北電網(wǎng)負(fù)責(zé)調(diào)度西北五省的風(fēng)電場。由于風(fēng)力發(fā)電的間歇性，青海省的水電常被用于風(fēng)電調(diào)峰。然而，2014年9月，風(fēng)電調(diào)度權(quán)由區(qū)域電網(wǎng)公司轉(zhuǎn)入省級電網(wǎng)公司，反而加劇了甘肅省的電力調(diào)峰問題。在此之前，酒泉風(fēng)電基地計(jì)劃未提及這一問題。此外，甘肅省“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃中，也缺乏風(fēng)電容量增長與系統(tǒng)調(diào)峰的細(xì)節(jié)方案。

從2015年起，風(fēng)電發(fā)展主要問題從供給端轉(zhuǎn)向了需求端。甘肅省內(nèi)逐漸放緩甚至下降。同時(shí)，受電省份的需求也顯著放緩。

電力決策權(quán)力分散亟待解決

報(bào)告還梳理了吉林省通榆縣風(fēng)電基地發(fā)展的案例，與酒泉案例作比較發(fā)現(xiàn)存在同樣的監(jiān)管問題：

1)2011年之前，風(fēng)電項(xiàng)目審批權(quán)限分散(體現(xiàn)在省級計(jì)劃與國家計(jì)劃不匹配)是導(dǎo)致局部供應(yīng)過剩和間歇性輸電限制的主因。

2)由于“十二五”期間電源與電網(wǎng)規(guī)劃缺乏協(xié)調(diào)，西北、東北地區(qū)跨區(qū)輸電線路的審批和建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電力項(xiàng)目。

3)為保護(hù)地方經(jīng)濟(jì)利益，由各省主導(dǎo)的能源決策造成了電力交易的省間壁壘。

報(bào)告認(rèn)為，中國電力管理體制的碎片化主要存在于縱向和橫向兩個(gè)維度。

縱向來看，中央政府和省級政府各自具備電力決策權(quán)：中央政府制定國家政策，各省制定轄區(qū)內(nèi)的發(fā)電和用電計(jì)劃。在橫向維度，中央和地方政府各部門之間的責(zé)任分散，各個(gè)部委或部門內(nèi)部的決策權(quán)甚至?xí)M(jìn)一步分散。此外，國有電網(wǎng)公司和發(fā)電公司具備強(qiáng)大的議價(jià)能力，可以影響電力決策。中央政府和地方政府之間權(quán)責(zé)分散、導(dǎo)致協(xié)調(diào)難度很高。

2011年以來，全國統(tǒng)一的年度風(fēng)電發(fā)展計(jì)劃有助于解決項(xiàng)目審批權(quán)力分散的問題。2016年，國家發(fā)改委和國家能源局出臺了統(tǒng)一的電力行業(yè)發(fā)展五年規(guī)劃，隨之結(jié)束了此前10年間各種電源和電網(wǎng)規(guī)劃分散的情形。盡管如此，省間壁壘造成的跨省交易障礙仍未得到有效根治。

報(bào)告建議成立區(qū)域電力現(xiàn)貨市場，旨在打破省際壁壘并實(shí)現(xiàn)更廣泛的電力資源優(yōu)化配置。區(qū)域電力現(xiàn)貨市場僅針對現(xiàn)貨產(chǎn)品，根據(jù)市場情況，產(chǎn)品按時(shí)間可以日前、周末、半小時(shí)或小時(shí)劃分。此外，為了獲得地方政府支持，在建立區(qū)域電力現(xiàn)貨市場的同時(shí)，應(yīng)該保留省級市場作為中長期交易平臺，便于地方政府配置省內(nèi)資源。

首先，依托當(dāng)前的電網(wǎng)區(qū)域劃分，建立華南、華東、華中、華北、東北和西北六個(gè)區(qū)域電力現(xiàn)貨市場。國家能源局和發(fā)改委應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用。區(qū)域電網(wǎng)公司則應(yīng)負(fù)責(zé)建設(shè)電力交易平臺、交易機(jī)構(gòu)和調(diào)度中心。

其次，引進(jìn)現(xiàn)貨產(chǎn)品，促進(jìn)可再生能源參與市場競爭。區(qū)域交易機(jī)構(gòu)應(yīng)提供有關(guān)可再生能源交易申報(bào)、預(yù)測和更新的靈活機(jī)制。同時(shí)，國家能源局和國家發(fā)改委應(yīng)要求可再生能源也提供系統(tǒng)調(diào)峰服務(wù)。在初期階段，區(qū)域現(xiàn)貨市場可以服務(wù)于風(fēng)電和其他電力的增量交易。

再次，建立統(tǒng)一的區(qū)域現(xiàn)貨交易系統(tǒng)。區(qū)域性交易機(jī)構(gòu)應(yīng)該建立連接區(qū)域和省級交易平臺的接口標(biāo)準(zhǔn)，省內(nèi)和省間現(xiàn)貨交易服務(wù)應(yīng)同時(shí)提供。此外，國家能源局和國家發(fā)改委應(yīng)制定明確的時(shí)間表逐步退出省級發(fā)電和用電計(jì)劃管理。最終，所有現(xiàn)貨交易都應(yīng)在區(qū)域市場進(jìn)行，中長期交易在省級市場進(jìn)行。

從長遠(yuǎn)來看，中國應(yīng)進(jìn)一步推進(jìn)電力市場改革，建設(shè)可再生能源友好的電力市場，重點(diǎn)建設(shè)電力交易的輔助服務(wù)機(jī)制。根據(jù)中國基于資源型風(fēng)電戰(zhàn)略，政府應(yīng)設(shè)計(jì)跨區(qū)域輔助電力服務(wù)機(jī)制，以滿足大規(guī)模跨區(qū)域電力輸送的需求。由此，通過日漸成熟的電力市場機(jī)制徹底解決風(fēng)電限電問題。

(齊曄為清華-布魯金斯公共政策研究中心主任，董文娟為清華-布魯金斯公共政策研究中心副研究員，董長貴為中國人民大學(xué)公共管理學(xué)院助理教授， 黃采薇為清華大學(xué)蘇世民書院學(xué)者。 文章由許中波編譯。)