2012年,在知名(ming)的(de)智(zhi)庫組織——能源基金(jin)會的(de)資助下(xia),中(zhong)國(guo)經濟體制改革研究會公共政策研究中(zhong)心開展了關于(yu)《大規(gui)模可再生能源接入輔助服務成本補償機制研究》的(de)研究。
該報告提(ti)及“由于(yu)電(dian)力系(xi)統(tong)的瞬時平衡(heng)(heng)性(xing),為平衡(heng)(heng)風(feng)(feng)電(dian)出力波動,需要其他發電(dian)資源作相反(fan)波動,這就(jiu)是(shi)風(feng)(feng)電(dian)出力的波動性(xing)所導致(zhi)的調(diao)(diao)峰輔(fu)(fu)助(zhu)服(fu)務(wu)”。對(dui)于(yu)如(ru)何界定這種服(fu)務(wu)的價值,它說(shuo)“風(feng)(feng)電(dian)接(jie)入導致(zhi)調(diao)(diao)峰輔(fu)(fu)助(zhu)服(fu)務(wu)成本提(ti)高(gao)程度的分析主(zhu)要采用有(you)(you)(you)無對(dui)比(bi)法,即分析沒有(you)(you)(you)風(feng)(feng)電(dian)接(jie)入和(he)有(you)(you)(you)風(feng)(feng)電(dian)接(jie)入下調(diao)(diao)峰輔(fu)(fu)助(zhu)服(fu)務(wu)成本的差值,該差值就(jiu)是(shi)風(feng)(feng)電(dian)接(jie)入導致(zhi)調(diao)(diao)峰輔(fu)(fu)助(zhu)服(fu)務(wu)成本提(ti)高(gao)的程度”。如(ru)果讀者有(you)(you)(you)興趣,可以仔細研究一(yi)下他們的算法,實際上,他們測算的是(shi)“有(you)(you)(you)無可再生能源”的(剩余)系(xi)統(tong)成本差別。
我們不從市場視角出(chu)發(fa)看可再生(sheng)能(neng)源與傳統機(ji)組的(de)(de)(de)競(jing)爭問題,而是(shi)從成(cheng)(cheng)本視角看這(zhe)(zhe)個(ge)問題的(de)(de)(de)話,這(zhe)(zhe)里的(de)(de)(de)“可再生(sheng)能(neng)源增(zeng)量成(cheng)(cheng)本”也并不對應于其談(tan)及(ji)的(de)(de)(de)所謂“相反波動”本身代表的(de)(de)(de)所謂調峰輔助成(cheng)(cheng)本(這(zhe)(zhe)恰(qia)恰(qia)應該是(shi)其報告(gao)中(zhong)忽略的(de)(de)(de)爬(pa)坡(po)成(cheng)(cheng)本以及(ji)部分(fen)啟(qi)停成(cheng)(cheng)本),而主要是(shi)一個(ge)減少的(de)(de)(de)機(ji)組利用率(lv)帶來(lai)的(de)(de)(de)平均發(fa)電成(cheng)(cheng)本上升問題。從報告(gao)的(de)(de)(de)作(zuo)者群來(lai)看,他(ta)們往往來(lai)自于中(zhong)立組織(zhi)與研究機(ji)構,并沒(mei)有“利益(yi)困(kun)擾”之嫌。而且(qie),他(ta)們是(shi)長期工作(zuo)我國電力行業的(de)(de)(de)資深專家。
因此,我(wo)們大體可以說,在(zai)我(wo)國(guo),所(suo)(suo)謂(wei)“風電來(lai)了,火(huo)電更困難更麻煩(fan)了,所(suo)(suo)以風電需(xu)要補(bu)償火(huo)電”仍舊(jiu)是個公共理念問(wen)題,需(xu)要在(zai)公共認(ren)識的(de)“水(shui)位”上進行更加充分透明的(de)討(tao)論。必(bi)須指出的(de)是兩點:
1.這一(yi)理念有部分需要給予認可的(de)成分;
2.即使從成(cheng)本為基(ji)礎(chu)而不是市場(價格(ge))為基(ji)礎(chu)出(chu)發,這(zhe)一(yi)理念也存在部分邏(luo)輯前后不一(yi)致的問(wen)題,存在著“調(diao)節成(cheng)本”與“損(sun)失市場份額(e)”的混雜(za)。本期專(zhuan)欄,我們(men)結合過去的一(yi)些(xie)研究、文獻、報告高分辨率的討論(lun)這(zhe)個問(wen)題。
過去的故事
在(zai)很多(duo)場合,我們都可(ke)以(yi)看到聽到關于可(ke)再生能源進入系(xi)統之后(hou),火電(dian)需要深度調峰的抱怨或者(zhe)擔(dan)憂。比如以(yi)下(xia):
“從成本(ben)(ben)端來看,一方面火(huo)(huo)電(dian)機組頻(pin)繁(fan)變動功率(lv)將(jiang)加大排(pai)放(fang)(fang)物排(pai)放(fang)(fang)量控制難度,火(huo)(huo)電(dian)廠(chang)出于(yu)環保壓力將(jiang)被迫采用更優質燃(ran)煤(mei)增加成本(ben)(ben),低負荷工(gong)作狀態下單位煤(mei)耗也更高;另一方面頻(pin)繁(fan)調頻(pin)將(jiang)降低火(huo)(huo)電(dian)機組使用率(lv),將(jiang)加速設備(bei)磨損,增加維修(xiu)成本(ben)(ben)”
這其中(zhong)(zhong)的概(gai)念是(shi)極(ji)其混雜的,有些還是(shi)中(zhong)(zhong)國特色(se)的概(gai)念。第一(yi)(yi)個技術上的描述的確是(shi)沒問題的,可再生(sheng)能源是(shi)波動的,所以它進入系統,系統的上上下下的出力變化變得必要。但是(shi),這一(yi)(yi)成本(ben)(ben)并不是(shi)“調(diao)峰成本(ben)(ben)”。這一(yi)(yi)成本(ben)(ben)國際上往往成為靈活性成本(ben)(ben)或者效(xiao)應(flexibility cost or effect)。
也就是(shi)說(shuo),即使我(wo)們假設(she)所(suo)有的(de)(de)機(ji)組的(de)(de)0-100%出力都是(shi)靈活無(wu)(wu)成本(ben)的(de)(de),可以(yi)零成本(ben)上(shang)上(shang)下(xia)下(xia)的(de)(de)調節,那(nei)么(me)可再生能源進入(ru)系(xi)(xi)(xi)統(tong)仍舊指向(xiang)系(xi)(xi)(xi)統(tong)成本(ben)增加(jia)的(de)(de)方向(xiang)——因為它降低了其他機(ji)組的(de)(de)利用率(lv)水平,而這(zhe)些機(ji)組在很大程度上(shang)在無(wu)(wu)風光(guang)的(de)(de)時候還需要保留在系(xi)(xi)(xi)統(tong)中(zhong)。這(zhe)無(wu)(wu)異是(shi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)很無(wu)(wu)效率(lv)的(de)(de)一種“充足性”,但是(shi)必(bi)須保持(chi)。
所(suo)謂東北的(de)調峰輔助服(fu)務市場設計,同(tong)樣在(zai)這(zhe)二者(zhe)之間跳(tiao)來(lai)跳(tiao)去。它的(de)基于(yu)成(cheng)本(ben)(ben)補(bu)償(chang)(chang)似乎補(bu)償(chang)(chang)的(de)是(shi)“靈活調節(jie)”那部(bu)分(fen)(其實不是(shi)),而(er)系(xi)統成(cheng)本(ben)(ben)的(de)增加(能(neng)源基金會報告中(zhong)測算的(de)那個概(gai)念(nian))是(shi)通過“調節(jie)了也不影響(xiang)全(quan)年發電量(liang),可以(yi)在(zai)其他時間找回來(lai)”直(zhi)接(jie)過度實現(xian)的(de)。而(er)這(zhe)本(ben)(ben)質(zhi)上,相當于(yu)把這(zhe)部(bu)分(fen)成(cheng)本(ben)(ben)轉(zhuan)(zhuan)嫁到了那部(bu)分(fen)市場份額大的(de)機(ji)組,從而(er)更進一步進一步轉(zhuan)(zhuan)嫁給消費者(zhe)(比如煤(mei)電該降價的(de)時候不再降價了)。
其次(ci),即(ji)使從成本角度(du)(du)(du)(du),這(zhe)(zhe)些所謂深度(du)(du)(du)(du)調峰的(de)補(bu)償(chang)(chang)標(biao)準都是非常(chang)主觀任(ren)意(yi)甚至肆(si)意(yi)的(de)。比(bi)如2018年7月(yue)《中國能源報(bao)》報(bao)道(dao)遼寧(ning)的(de)文章稱(cheng):“遼寧(ning)為(wei)給(gei)核電(dian)(dian)、新能源發電(dian)(dian)騰(teng)空(kong)間,給(gei)予火電(dian)(dian)機組相應(ying)的(de)調峰補(bu)償(chang)(chang),即(ji)在核定的(de)發電(dian)(dian)能力以(yi)(yi)下,非常(chang)規調峰后少發的(de)電(dian)(dian)量,每度(du)(du)(du)(du)電(dian)(dian)補(bu)貼0.4元(yuan);在40%負荷以(yi)(yi)下再進(jin)行(xing)調峰的(de),每度(du)(du)(du)(du)電(dian)(dian)補(bu)貼1元(yuan)”。這(zhe)(zhe)種補(bu)償(chang)(chang)的(de)任(ren)意(yi)與高的(de)程度(du)(du)(du)(du)簡直到了無(wu)法理解的(de)程度(du)(du)(du)(du)。與其這(zhe)(zhe)樣,還不(bu)如補(bu)償(chang)(chang)風(feng)電(dian)(dian)主動棄風(feng)呢,比(bi)這(zhe)(zhe)個價(jia)格低多了。
我國(guo)著名能源(yuan)市場(chang)與(yu)監管專家谷(gu)峰稱:在沒有(you)現貨市場(chang)的前提(ti)下,每臺機組都有(you)承擔用戶側負(fu)荷曲(qu)(qu)線(xian)(xian)調節的義務(出力(li)(li)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)形狀(zhuang)=負(fu)荷側用電曲(qu)(qu)線(xian)(xian)形狀(zhuang)),起始點應當(dang)是全體用戶的曲(qu)(qu)線(xian)(xian)疊加(jia)。如果(guo)沒有(you)提(ti)供與(yu)全體用戶曲(qu)(qu)線(xian)(xian)形狀(zhuang)相(xiang)同出力(li)(li)的能力(li)(li),則應視(shi)為(wei)購(gou)買(mai)輔(fu)助服務。
谷(gu)峰的(de)這個說法,只要跟負(fu)荷曲線(xian)不一致就(jiu)意味著輔助服務(wu),無疑走到(dao)了“不承擔一點平衡(heng)責任,造成社會(hui)公(gong)共品無人提供(gong)”問題的(de)對立(li)面極端。試想,如果在某個時(shi)刻(ke),電(dian)(dian)(dian)(dian)源A出(chu)(chu)力(li)(li)(li)10,電(dian)(dian)(dian)(dian)源B出(chu)(chu)力(li)(li)(li)10,而需求(qiu)(qiu)20得以平衡(heng)。下一個時(shi)刻(ke),需求(qiu)(qiu)仍舊是20,而電(dian)(dian)(dian)(dian)源A出(chu)(chu)力(li)(li)(li)變為了8,電(dian)(dian)(dian)(dian)源B出(chu)(chu)力(li)(li)(li)變成了12,系(xi)統仍舊是平衡(heng)的(de)。如果按照這種標準,電(dian)(dian)(dian)(dian)源A,B都享受了某種“輔助服務(wu)”,不知道(dao)這輔助服務(wu)的(de)提供(gong)者是誰?——完全找不到(dao)。電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)互聯系(xi)統存(cun)在的(de)意義之一,就(jiu)是能夠(gou)有效的(de)平衡(heng)各種出(chu)(chu)力(li)(li)(li)特性不同的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)源以及需求(qiu)(qiu),以有效率的(de)方(fang)式(shi)促進他們的(de)整體平滑。這里(li)面并沒有這么多(duo)的(de)“誰服務(wu)誰”的(de)問題。
圖1:系統如何保持平衡(heng)——峰荷、腰荷、基荷傳統橫切方(fang)式
邏輯
理論上,基(ji)于成本(ben)的(de)視(shi)角與基(ji)于市(shi)場價格(也就是(shi)價值)的(de)視(shi)角是(shi)完全等同(tong)的(de)。在(zai)長期(qi),如果信息足夠(gou)充(chong)分(fen)透(tou)明(ming),系(xi)統(tong)不(bu)存(cun)在(zai)任何(he)不(bu)確定性,監(jian)管者與系(xi)統(tong)運營者具有相同(tong)的(de)信息權力,那(nei)么(me)二者是(shi)一致的(de),完全是(shi)一個如何(he)劃分(fen)持(chi)續負荷(he)曲線(是(shi)橫切(qie)還(huan)是(shi)縱切(qie)保持(chi)系(xi)統(tong)平衡)的(de)問題(圖1)。
但是(shi),這(zhe)(zhe)些前(qian)提往(wang)往(wang)一個(ge)(ge)(ge)都不(bu)現實(shi)。首先(xian),系統的(de)信息是(shi)高(gao)度不(bu)透明的(de)。一個(ge)(ge)(ge)火電機組最小(xiao)出力(li)是(shi)多少?這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)問題只有其(qi)自(zi)(zi)身(shen)明白。如果運行在某個(ge)(ge)(ge)水平上,它并不(bu)想減少出力(li),那么就有足夠的(de)激勵“隱(yin)藏”自(zi)(zi)身(shen)的(de)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)關鍵信息。
這在(zai)我(wo)國是有歷史(shi)證據的(de)。那(nei)就是關于(yu)所(suo)謂“機組最(zui)小出力”的(de)測算。60%也行(xing),50%也可以,春節還能(neng)到40%。如(ru)果參與(yu)了東北“胡搞(gao)”的(de)調(diao)(diao)峰輔助服務(wu)深(shen)調(diao)(diao),深(shen)調(diao)(diao)的(de)程(cheng)度還能(neng)不算數,不作為(wei)技術上可以調(diao)(diao)節的(de)更深(shen)的(de)依據。這個事情,已經完全成(cheng)為(wei)一個鬧劇。
可(ke)再生能源出現之后,由于其本身(shen)的隨機性、間歇性,以上劃分持(chi)續負荷(he)曲線的方式已經變得完全不可(ke)行。很簡(jian)單,系統的基荷(he)都沒(mei)有(you)了(圖(tu)2)。
圖2:可再生能(neng)源會(hui)使得(de)系統剩(sheng)余(yu)負荷(he)曲線的所謂(wei)“基荷(he)”消失
總(zong)結從(cong)以上的(de)(de)(de)(de)(de)論(lun)述可以看出,“調(diao)峰輔助(zhu)服務”相關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)一切制(zhi)度(du)安排(pai)(pai)與(yu)(yu)政策(ce)設計(ji),即使從(cong)“成(cheng)本(ben)為基礎定(ding)(ding)價(jia)”的(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)角,也(ye)存在(zai)著前后邏輯不一致、服務的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求者(zhe)不明(ming)確、定(ding)(ding)價(jia)高度(du)肆意、對(dui)其他機組征(zheng)收完全(quan)屬于(yu)“抓(zhua)壯丁”等問(wen)題。這(zhe)(zhe)些(xie)制(zhi)度(du)安排(pai)(pai)與(yu)(yu)政策(ce)設計(ji),都需(xu)要“休克”療(liao)法予以廢除(chu),即使沒有電(dian)力市場改革與(yu)(yu)短(duan)期批發(fa)市場的(de)(de)(de)(de)(de)建設,這(zhe)(zhe)些(xie)調(diao)節(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben),都需(xu)要打入(ru)(ru)輸配電(dian)價(jia)(類似(si)歐洲(zhou)再調(diao)度(du)成(cheng)本(ben)(re-dispatch))或者(zhe)直(zhi)接轉入(ru)(ru)消費者(zhe)電(dian)價(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)一部分,類似(si)消費者(zhe)附加的(de)(de)(de)(de)(de)形式。因為這(zhe)(zhe)部分成(cheng)本(ben),在(zai)證明(ming)必(bi)要的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,屬于(yu)消費者(zhe)受益的(de)(de)(de)(de)(de)系統與(yu)(yu)社會(hui)“公共品”——系統的(de)(de)(de)(de)(de)安全(quan)穩定(ding)(ding)供應與(yu)(yu)電(dian)能質(zhi)量。