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從電力調(diào)度視角看拉閘限電

今年早些時(shí)候,政府機(jī)構(gòu)發(fā)布了關(guān)于《中華人民共和國(guó)能源法(征求意見(jiàn)稿)》公開(kāi)征求意見(jiàn)的公告。該法律草案提到:要建立節(jié)能低碳電力調(diào)度運(yùn)行制度。相比于目前模糊的“自由量裁調(diào)度”,這一標(biāo)準(zhǔn)的建立無(wú)疑具有減少調(diào)度自由量裁權(quán),穩(wěn)定各種電源預(yù)期的積極作用。但是,節(jié)能低碳的標(biāo)準(zhǔn),仍舊是非經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)(noneconomicstandard...

2021.01.09

今年早些時(shí)候,政府機(jī)構(gòu)發(fā)布了關(guān)于《中華人民共和國(guó)能源法(征求意見(jiàn)稿)》公開(kāi)征求意見(jiàn)的公告。該法律草案提到:要建立節(jié)能低碳電力調(diào)度運(yùn)行制度。相比于目前模糊的“自由量裁調(diào)度”,這一標(biāo)準(zhǔn)的建立無(wú)疑具有減少調(diào)度自由量裁權(quán),穩(wěn)定各種電源預(yù)期的積極作用。但是,節(jié)能低碳的標(biāo)準(zhǔn),仍舊是非經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)(noneconomicstandard),完全不同于歐美一般電力系統(tǒng)采用的經(jīng)濟(jì)調(diào)度(economicdispatch)原則。

2020年7月,剛剛贏得大選的美國(guó)民主黨總統(tǒng)候選人拜登接受公開(kāi)采訪,炮轟目前的股東資本主義——追求股東利益更大化。他說(shuō)“企業(yè)不僅對(duì)股東有責(zé)任,同時(shí)也需要對(duì)工人、對(duì)社區(qū)與對(duì)負(fù)責(zé)”,企業(yè)需要從股東的企業(yè)變成各個(gè)利益相關(guān)者的企業(yè)。這在第一眼看上去是很有吸引力的,也的確在西方社會(huì)擁有數(shù)量不少的擁躉,當(dāng)然也遭到了很多關(guān)于企業(yè)目標(biāo)以及企業(yè)充當(dāng)政府角色(既不專業(yè)也缺乏激勵(lì))方面的反對(duì),來(lái)自于凱恩斯學(xué)者曼昆以及芝加哥學(xué)派等人。

筆者無(wú)意在這方面做更多的討論,這已經(jīng)大大超出了本文的范圍。但是類似的,可能有的讀者(以及上述法律草案展示出來(lái)的傾向)會(huì)有疑問(wèn):調(diào)度原則為什么要基于經(jīng)濟(jì)原則,并且是原則?可再生能源優(yōu)先難道不對(duì)嗎?可再生能源發(fā)展難道不重要嗎?通過(guò)調(diào)度原則作為可再生能源發(fā)展的工具,為啥不可以?非經(jīng)濟(jì)調(diào)度會(huì)產(chǎn)生哪些意想不到的后果呢?

我國(guó)的調(diào)度范式,是粗尺度的一種方便性原則(這么安排——“省事”),導(dǎo)致了諸多的經(jīng)濟(jì)損失,也就是系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。我們傾向于證明:想象中的非經(jīng)濟(jì)調(diào)度調(diào)度原則即使是明確的(相比目前的模糊標(biāo)準(zhǔn)),也會(huì)產(chǎn)生諸多意想不到的后果,特別是涉及消費(fèi)者福利與責(zé)任方面。

這是我國(guó)電力體制改革能否進(jìn)一步深化的“命門(mén)”。

推行“經(jīng)濟(jì)調(diào)度”的動(dòng)機(jī)

美國(guó)是觀察各種電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)與問(wèn)題的好窗口。因?yàn)樗?0個(gè)州,7個(gè)聯(lián)系日益緊密的自由競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng),而中部與南部還有很多仍舊廠網(wǎng)一體的管制電力系統(tǒng)。但是,無(wú)論是市場(chǎng)體系,還是成本為基礎(chǔ)的管制體系,其調(diào)度準(zhǔn)則——不同機(jī)組的市場(chǎng)份額決定機(jī)制,無(wú)疑都是采用“經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則”。也就是不斷趨近“讓此時(shí)此地此景下成本更低更低的電源來(lái)滿足相應(yīng)電力需求”的目標(biāo)。

歷史上,關(guān)于為何采用這一標(biāo)準(zhǔn)也曾出現(xiàn)過(guò)各種討論。比如,這種標(biāo)準(zhǔn)下,天然氣單循環(huán)(能源效率較低)往往比能源效率更高的聯(lián)合循環(huán)更受投資歡迎。這是否意味著曾長(zhǎng)期稀缺的天然氣(時(shí)過(guò)境遷,現(xiàn)在天然氣過(guò)剩了)被浪費(fèi)?

在管制體系下,這一排序是通過(guò)調(diào)度對(duì)不同機(jī)組的邊際成本與物理約束的信息掌握實(shí)現(xiàn)的。在市場(chǎng)體系下,經(jīng)濟(jì)調(diào)度是通過(guò)分散式的報(bào)價(jià),基于報(bào)價(jià)排序(merit-order)實(shí)現(xiàn)的;但是無(wú)論如何,這是個(gè)便宜還是貴的單一標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。

我國(guó)歷史上的“類經(jīng)濟(jì)調(diào)度”實(shí)踐

歷史上,我國(guó)也出現(xiàn)過(guò)非自由量裁型、而比較明確的調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)。比如以煤耗量最小,或者燃料費(fèi)用更低為標(biāo)準(zhǔn)。由于燃料成本往往是邊際成本的絕大部分,甚至是全部。那么這種原則,就是“類經(jīng)濟(jì)調(diào)度”。

在上世紀(jì)90年代之后,我們也短暫地出現(xiàn)過(guò)考慮上網(wǎng)電價(jià)的發(fā)電計(jì)劃安排,使得購(gòu)電費(fèi)用最小。但是,在省級(jí)標(biāo)桿電價(jià)出現(xiàn)后,所有電廠變成一個(gè)價(jià),那么這種方案也就無(wú)效了。電網(wǎng)買哪個(gè)電廠的電,都幾乎沒(méi)有區(qū)別。后來(lái)的一系列變化表明:省級(jí)標(biāo)桿電價(jià)這種完全隔絕了電廠風(fēng)險(xiǎn),而使得經(jīng)濟(jì)調(diào)度完全不可行的定價(jià)體系,帶來(lái)了一系列的系統(tǒng)運(yùn)行與投資過(guò)度激勵(lì)等嚴(yán)重后果。

節(jié)能低碳屬于非經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則

這種說(shuō)法,其實(shí)在我國(guó)很多年前就出現(xiàn)了,只不過(guò)沒(méi)有大范圍推行。2007年,國(guó)務(wù)院發(fā)文,推行節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法。其機(jī)組的排序原則如下:

無(wú)調(diào)節(jié)能力的風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能、水能等可再生能源發(fā)電機(jī)組;

有調(diào)節(jié)能力的水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉窗l(fā)電機(jī)組和滿足環(huán)保要求的垃圾發(fā)電機(jī)組;

核能發(fā)電機(jī)組;

按“以熱定電”方式運(yùn)行的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,余熱、余氣、余壓、煤矸石、洗中煤、煤層氣等資源綜合利用發(fā)電機(jī)組;

天然氣、煤氣化發(fā)電機(jī)組;

其他燃煤發(fā)電機(jī)組,包括未帶熱負(fù)荷的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組;

燃油發(fā)電機(jī)組。

這一原則與經(jīng)濟(jì)調(diào)度并不一致,特別是涉及燃煤與燃?xì)鈾C(jī)組的問(wèn)題上。在我國(guó)天然氣價(jià)格還明顯高于煤炭的情況下,相當(dāng)于給燃煤機(jī)組加了一個(gè)足夠高的固定碳稅。

后來(lái),這一原則經(jīng)過(guò)少數(shù)試點(diǎn),不知道因?yàn)楹畏N原因,不了了之。

非經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則意想不到的后果

由于是非經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則,它的參照系是機(jī)組一旦建成之后就幾乎無(wú)法改變的物理量。在實(shí)際中大部分時(shí)候是一成不變的排序結(jié)果。所以在市場(chǎng)中,它不存在對(duì)市場(chǎng)主體的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)——不斷降低運(yùn)行成本,從而獲得更大市場(chǎng)份額。根據(jù)這種標(biāo)準(zhǔn),天然氣機(jī)組發(fā)電將永遠(yuǎn)比煤電優(yōu)先。這一排序?qū)⑴c能源市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)毫無(wú)關(guān)系,即使天然氣價(jià)格上升到如何夸張的程度。這無(wú)疑是對(duì)天然氣發(fā)電——本來(lái)只工作在峰荷——的過(guò)度激勵(lì),損害消費(fèi)者福利,造成天然氣浪費(fèi)與安全問(wèn)題。

從投資視角,這一原則也完全不對(duì)應(yīng)系統(tǒng)成本最小化的原則。天然氣發(fā)電機(jī)組將永遠(yuǎn)比煤電優(yōu)先,更像是基荷發(fā)電。這種平均成本的高昂消化傳導(dǎo),在管制體系中意味著消費(fèi)者負(fù)擔(dān)的增加。在市場(chǎng)體系下不得而知,因?yàn)槭袌?chǎng)體系往往各個(gè)電源是“統(tǒng)一市場(chǎng)”的,這種情況下,市場(chǎng)如何定價(jià)都成為了一個(gè)問(wèn)題。

我們生活在一個(gè)經(jīng)濟(jì)原則的世界中。相比非經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不可比較,比如到底污染物排放減少10%相當(dāng)于技術(shù)先進(jìn)幾年,還是相當(dāng)于幾克煤耗的價(jià)值,經(jīng)濟(jì)原則是可以比較的(錢是沒(méi)有差別的)。追求經(jīng)濟(jì)原則,這也是長(zhǎng)期消費(fèi)者的福利。

當(dāng)然,不僅僅是經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是重要的,安全、環(huán)保也是重要的。但是解決他們的“合理”方式,通常是通過(guò)額外政策(稅、費(fèi)、補(bǔ)貼)去改變經(jīng)濟(jì)要素,通過(guò)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮影響,而不是去割裂本該統(tǒng)一的市場(chǎng),比如電力市場(chǎng)。市場(chǎng)的基本功能是提供反映供需的價(jià)格信號(hào),它不具有解決環(huán)境問(wèn)題的功能。

長(zhǎng)距離割裂市場(chǎng)外送的可再生電力不再“可再生”

這句話可能有些拗口。但是它需要說(shuō)明的是:這種長(zhǎng)距離割裂市場(chǎng)的外送,存在著可觀的輸電成本,其邊際成本不再為零,因此已經(jīng)不具有邊際成本為零的可再生能源的基本特征。在經(jīng)濟(jì)調(diào)度體系中,將不再也不應(yīng)該擁有事實(shí)上的優(yōu)先地位。

那么,根據(jù)電力來(lái)源劃成分,優(yōu)先調(diào)度這類“偽可再生”,客觀上是拉動(dòng)了西部地區(qū)的可再生能源發(fā)展啊,為什么不可以呢?

除了我們以前多次提及的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不能跟零比,而是需要問(wèn)“同樣的投資在其他地區(qū)是否收益更大”之外,這樣的優(yōu)先安排,跟市場(chǎng)的核心行為引導(dǎo)信號(hào)——價(jià)格將變得毫無(wú)關(guān)聯(lián)。價(jià)格體系可能不再平衡——比如山東現(xiàn)貨試點(diǎn)市場(chǎng)展示的那樣。

更為嚴(yán)重的是:這將潛在地扭曲市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)促進(jìn)市場(chǎng)平衡的功能,甚至可能在部分時(shí)刻危及系統(tǒng)的平衡能力與安全。比如在夜晚負(fù)荷極低的情況下,本地電價(jià)甚至已經(jīng)降為接近零,以更大程度的將高邊際成本機(jī)組排除在外。

本地其他低成本機(jī)組已經(jīng)無(wú)法降低,這個(gè)時(shí)候如果外來(lái)電還呼呼地以其模糊“出身身份”理由猛灌,那么系統(tǒng)的平衡將是極其困難的。


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