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基于结构方程模型的中国风能产业发展障碍因素研究

2017-01-10高建刚马中东王丙毅

中国软科学 2016年12期
关键词:场址风能基础设施

高建刚,马中东,王丙毅

(聊城大学 商学院,山东 聊城 252059)

基于结构方程模型的中国风能产业发展障碍因素研究

高建刚,马中东,王丙毅

(聊城大学 商学院,山东 聊城 252059)

促进中国风能的大规模开发利用,需要对风能发展的阻碍因素有清晰量化的认识。以中国CDM风电项目为例,使用结构方程模型(SEM),本文对阻碍中国风能产业发展的影响因素进行了系统考察。在以降低风能投资成本为主要目标的考虑下,研究发现:短期内,风能设备缺乏是导致投资成本高昂的主要原因;中期内,产业R&D能力不足、地方基础设施不完善是导致投资成本高昂的主要原因;长期内,影响风能投资成本的主要因素则是国家政策的缺乏和风能的间歇性特征。研究结论对促进中国风能发展具有重要政策含义。就短期目标而言,决策者可将重点放在强化本土化设备与零组件的制造、生产;就中期规划而言,决策者可同时着重产业R&D能力的提升与地方基础设施的改善;就长远规划而言,决策者既要重视国家政策的制定与适当框架制度的建立,同时也要妥善应对风能的间歇性特征对风能发展的不利影响。

CDM风能项目;发展障碍;投资成本;结构方程模型

一、引言

为应对能源冲击与温室气体排放减量的要求,全球多数国家主要采取的措施包括:提高能效、发展绿色科技、进行碳捕获、碳封存及发展再生能源和核能等。其中,发展再生能源是一种被广泛认可的解决途径。在再生能源中,风能(wind energy)具有较高的技术可行性和经济有效性的特点,不论是从短期还是中长期的角度看,风能在应对能源短缺和促进温室气体减排方面均具有较大的发展潜力。

近年来,在多种优惠政策的激励下,中国风能发展速度非常快,2015年累计装机容量占全球33.6%,成为第一风能大国。在国内,风能发电成为仅次于火力发电、水力发电的第三大电力来源。这些似乎表明,风能在中国整个能源供给系统中处于起飞阶段。但中国风能占一次性能源的比重比较低,发展水平与欧美风电大国仍存在较大差距。中国风能进一步发展仍然要克服社会、技术等方面的诸多障碍。有关研究指出,尽管中国境内拥有丰富的风能资源,但风能的成功发展在很大程度上取决于中央与地方政府的有力支持,包括:电网等基础设施的完善、研发(R&D)能力的提升以及合适的奖励和激励措施[1-5]。此外,产业创新能力的不足、政策规划滞后等也是风能未来发展可预见的挑战[6-8]。

促进风能的普遍推广和应用,需要进一步降低风电(投资)成本。但风电投资成本的降低,仍然面临诸多不利因素。这些因素既可能来自经济领域,也可能来自政策、社会、技术及环境等领域。在大多数情况下,不同领域之间的障碍因素往往存在相互交织的复杂因果关系,很难通过直接观察来厘清它们之间的关联性。尽管有关研究已经辨识了个别因素对风能产业发展的不利影响,但系统地、多角度地探讨这些影响因素的研究仍然缺乏。那么,不同领域、不同层面之间的障碍因素究竟对风能的发展造成怎样的影响?这些因素之间又是如何相互作用、相互制约的?本文尝试运用结构方程模型(SEM)回答这些问题,并在此基础上,提出促进中国风能可持续发展的政策建议。鉴于中国已经成为全球第一风能大国,本文的分析对其他国家特别是发展中国家发展风能也具有借鉴意义。

二、文献回顾

近年来,一些文献已经注意到中国(及发展中国家)风能发展面临的不利因素。笔者经过梳理,将这些文献分为如下几个方面:(1)考察风能发展的历程(过去、现在与未来);(2)分析风能市场的发展现状与潜力,探讨促进再生能源发展的措施;(3)探讨电网扩建与并网的限制与应对措施;(4)分析阻碍风能技术推广的因素与应对措施。

首先,就风能的发展历程而言,Han 等(2009)[9]、Liu 等(2015)[10]曾对中国境内风能发展的制度环境、经济与技术绩效、环境与社会影响等问题进行考察。上述研究指出,风能发展的主要障碍来自风能生产成本与上网价格的不平衡以及国内风机制造业的发展停滞不前;而上述问题发生的原因,在于决策者未能针对风能开发特性制定相应的配套政策与措施。其次,零组件等设备的进口成本过高、风能传输网络等基础设施不足、对传统发电的研发补贴以及公众对再生能源发展的不当认知等因素,也是阻碍风能未来发展的主要因素。Ling和 Cai(2012)[3]、Wang 等(2012)[7]、Zhao等(2016)[5]的研究指出,发展中国家为应对未来能源短缺与温室气体减排的挑战,发展再生能源如风能无疑是最好的途径。为此,决策者需克服以下主要挑战:第一,电网并网问题。风能的消纳问题是阻碍中国风能产业持续发展的最主要因素。可通过政策改革、并网标准的建立以及储存技术的应用获得改善。第二,能源市场发展问题。可以通过改革能源市场价格解决。第三,产业自主创新与专业技术人才不足问题。可通过研发(R&D)目标的建立、改善资源评估的科学性与透明性、加强专业人才培训等获得改善。

其次,在风能发展潜力方面,Nguyen(2007)[11]、Bhutto等(2013)[12]指出,再生能源市场的未来发展,除了公众对再生能源等新能源的需求提升外,很大程度上取决于决策者提供的配套政策或者措施是否完善。考虑发展中国家的环境与社会问题,实施政府补贴政策诸如价格政策(如FIT等)或数量政策(排放权交易、绿色权证交易等),有助于促进再生能源市场的发展。Mondal等(2010)[13]研究则指出,成功推行再生能源发展,除需要创新系统的三要素(技术、知识与技能、利害相关者的参与、制度背景)之外,还需考虑文化与社会等多种因素。

再次,探讨电网扩建、并网限制与应对措施的文献。Liu等(2011)[14]指出,在缺乏足够且适当的输配电网络的情况下,大规模地将风能快速整合到既有的能源系统中,会降低能源系统的稳定性,并会大幅提高风能的营运与维护成本。此外,由于地理、技术、经济及管理等多方面因素的影响,电网公司并不愿意消纳风电。而Li等(2012)[15]也指出,在风能技术不断进步的情况下,若不改善地方电网等基础设施,则可能会发生系统不相容或无法应对风能大规模调整的问题。其次,地理位置的分散性,更会加重备用电力系统的负载与整合问题。Zeng等(2013)[8]认为,为应对风能未来大规模的开发,一个自上而下的管理策略是必须的,以确保国家发展战略目标的实现。此外,在电力储存技术与设备尚未成熟的情况下,选择适当的厂址以及加强建造与改善电网等基础设施,不仅有助于提升电力传输与电网的稳定性,同时还可以将风能的投资成本最小化。

最后,是探讨阻碍风能技术推广的限制因素与应对措施的文献。Sahir和 Qureshi(2008)[16]认为,限制清洁能源技术应用的主要因素,可以分为四种类型:政府与管理因素(如缺乏弹性的协调机制与配套措施)、财政与金融因素(投资成本过高与财政工具的缺乏)、信息与技术因素(如缺乏对技术与能源开发的了解)以及市场与社会因素(如示范计划的推广与公众的认知)等。Mirza 等(2009)[17]也指出,在考虑再生能源发展可能面临的障碍时,决策者必须从多方面、多领域的角度进行思考。即除了经济因素外,其他非经济因素造成的影响,也需加以考虑。Zhao等(2016)[5]将阻碍中国风能产业发展的因素分为四类:技术障碍(如缺乏研发人员和资金)、治理障碍(如缺乏清晰的产业发展规划或产业链发展协调政策)、基础设施障碍(气象站和测风塔不足、调峰电站不足以及长距离电力传输网络缺乏等)以及文化障碍(利益为中心导致的风能设备质量不高、保险业和咨询业发展不足等)。

经由文献回顾,笔者发现,现阶段对风能发展及其影响因素的研究文献虽然较多,但多侧重风能发展的定性描述或者侧重基础设施、技术应用等遇到的限制,较少深入分析阻碍风能发展的各种不同因素之间的相互关系;而深入探讨这些阻碍因素之间的关联关系,不仅有助于提高中国公众对发展风能的认知与参与,也有助于中国政府制定相应的风能发展战略。

鉴于此,基于数据的可获得性,本研究以清洁发展机制(CDM)中国风能项目为研究对象,使用结构方程模型(SEM),以更为客观的方式,深入系统探讨不同层面因素如何对中国风能的发展造成影响,以及这些因素之间存在的相互作用,并在此基础上提出促进中国风能发展的政策建议。

三、研究假说和理论模型

厘清阻碍风能(再生能源)产业发展的因素,需要从多方面、多角度加以系统考察。由文献回顾,本文将阻碍中国风能发展的因素,归纳为五个层面:(1)政策层面:包括国家政策的缺乏、适当电力购买协议的缺乏(power purchase agreement, PPA);(2)经济层面:包括较高的风能投资成本、财政奖励措施的缺乏;(3)社会层面:包括社会沟通政策的缺乏、地方基础设施的供给不足;(4)技术层面:包括R&D能力不足、缺乏项目与技术信息、缺乏风能开发所需要的设备;(5)环境层面:包括场址的可利用限制、风能的间歇性等。以上五方面因素共计11个变量。

(一)研究假说

1.政策因素

(1)国家政策的缺乏(P1):良好的政策环境,不仅是一国达成可持续发展的先决条件,同时也可使再生能源与非再生能源之间的发展冲突最小化[18]。若缺乏明确的国家政策规划、或者不同政策规划不能很好协调,将可能阻碍风能的开发[5]。同时,国家政策的缺乏也可能会导致开发者无法获得合理的电力购买协议(如上网价格定价不合理),阻碍其参与风能开发及技术渗透。其次,在有关政策缺乏时,可能因为缺乏主管机构负责对风能的开发进行详细的评估与信息的传递,而导致社会大众不了解风能开发所带来的经济、社会与生态利益,阻碍决策者与利益相关者的意见交流与沟通[19]。由此,本文提出如下假说:

假说1:国家政策的缺乏可能导致相关财政奖励措施、社会沟通措施的缺乏及不适当的电力购买协议。

(2)缺乏适当的电力购买协议(PPA)(P2):合理的电力售卖价格,是确保风能成功开发的重要条件。因此,若决策者未考虑风能发展的特性(如较长的投资回收期),则可能因为无法提供足够的补偿给当地农民,而引致土地的可利用性限制问题。其次,风能价格政策的变化无常,也会降低潜在开发者的投资意愿,进而限制涡轮机以及其他相关技术的研发[7]。此外,需要指出,合理的价格政策,不仅可以提高风能开发的潜能,同时可以促进风电的消纳与并网。由此,本文提出如下假说:

假说2:缺乏适当的电力购买协议,可能导致场址的可利用性限制问题和产业R&D能力不足问题的发生。

2.经济因素

(1)财政奖励措施的不完善(C1):对地方基础设施的建设而言,营运资本融资的财政支持如优惠利率等措施,不仅有助于风能开发初期道路、变电站以及电网等基础设施的建设,同时还可以带动消费者参与风能(再生能源)市场的发展,提高市场对风能的需求[20]。其次,由于火力发电的价格不包括环境损害成本,风电价格仍然高于传统化石能源的发电价格。如果缺乏适当的财政奖励措施(例如:设备进口补助或者进口减免税等),或者虽有奖励措施,但未能有效落实,也会使中国风电产业发展停滞不前[21]。反之,若有适当财政奖励措施(投资抵减、免税等),不仅可以作为一种经济激励,减缓搭便车行为,鼓励潜在投资者对风能的投资[22],同时还可以促进产业R&D能力的提升[7,22]。由此,提出以下假说:

假说3:财政奖励措施的缺乏,可能导致风能开发面临基础设施的不足以及产业R&D能力不足等问题。

3.社会因素

(1)社会沟通措施的缺乏(S1):公众对再生能源发展的认知,是再生能源得以成功开发的重要条件。因此,通过教育与培训提高公众的认知、建立政府与利益相关者之间的沟通机制,已成为社会沟通政策执行的主要目的。因此,若缺乏对潜在开发者的信息传递,则可能因为对新技术以及应用信息的不了解,而导致降低风能发电的效率。同样,若缺乏对用户端的认知改善与教育训练,则容易产生公众对风能开发的错误认知,产生“邻避效应”(not in my backyard; NIMBY),而导致场址的选择坐落于偏远地区[23]。由于偏远地区基础设施建设不足,进而导致潜在开发者须在风能开发初期,投入额外的资金进行基础设施建设,影响风能开发[24]。由此,提出如下假说:

假说4:社会沟通措施的缺乏,可能会导致项目与技术信息传递不足以及场址可利用性限制等问题的发生。

(2)地方基础设施的缺乏(S2):对风能的未来发展而言,市场消纳能力是影响风能发展的重要因素[25]。完善的电网传输与分配等网络基础设施的建立,不仅有助于风能与国家电网之间的整合,同时还可以有效降低风能开发的建造与营运成本。相反,若缺乏适当的基础设施如输配线路,则潜在的开发者必须投入额外的资金,进行电网等基础设施的建造或者改善,影响风能开发[5]。据此,提出如下假说:

假说5:地方基础设施的缺乏,可能会导致高投资成本问题的发生。

4.技术因素

(1)缺乏R&D能力(T1):对风能的发展而言,政府给予的R&D支持以及产业创新能力的提升,均将有助于风能技术的扩散[7-8]。因此,若国内产业缺乏R&D能力,则可能导致风能开发所需要的设备或者主要零组件必须自海外进口,而间接增加成本支出。反之,增加本土化设备与技术的应用,可显著降低风能开发的投资成本,同时减少不合理的电力购买协议[1,4]。由此,提出如下假说:

假说6:产业R&D能力的缺乏,可能导致风能的开发面临设备短缺和减少不合理电力购买协议的发生。

(2)项目与技术信息的缺乏(T2):信息共享系统的建立,不仅可以提高风能的经济潜能,同时也有助于风能的长期发展[1,24]。因此,若潜在开发者没有适当风能资源的信息(如风能设备的运营与维护信息)可以进行评估时,可能导致风能开发所使用的设备,不适合选定的厂址,或与既有系统不兼容,最终降低风能的发电效率[26-27]。对涡轮机产业而言,项目与技术信息缺乏(如设备的可靠性与耐久性、新技术的开发信息),不仅会限制产业的R&D,同时也会阻碍技术的推广[17,22]。由此,提出如下假说:

假说7:项目与技术信息的缺乏,会导致风电的高投资成本以及产业R&D能力不足问题的发生。

(3)缺乏风能开发所需的设备及维护经验(T3):研究表明,本土化设备的制造与应用,对降低投资成本与成功推动风能投资而言,是非常重要的因素。因此,若国内缺乏设备的制造与维护能力,可能导致涡轮机与主要的零组件须海外进口。值得注意的是,涡轮机等设备,占风能总成本非常高的比例[1,17]。由于国内涡轮机的质量尚不能达到国际一流水平。所以,整机及零组件等风能设备的缺乏,会大幅提高风能的投资成本,同时专业维修公司的缺乏,也会提高企业的运营成本[5,9]。据此,提出如下假说:

假说8:国内缺乏风能开发所需要的设备和维修经验,可能导致高投资成本问题的发生。

5.环境因素

(1)厂址限制(E1):适当的风能场址,不仅有助于项目的长期发展,同时有助于提升风能的经济与技术绩效。但是,若缺乏社会沟通措施,则不仅可能导致场址的选择为了避免“邻避效应”(NIMBY)而坐落于偏于地区,且上述地区往往会面临基础设施等不足的问题而导致较高的开发成本[17,20]。由此,提出如下假说:

假说9:厂址限制可能会导致地方基础设施的缺乏与高投资成本问题的发生。

(2)风能的间歇性特征(E2):受季节变动性的影响,风能发电与电力需求之间存在周期性的差异。相对于传统的发电技术,为应对风能发电量的波动,确保电网的稳定性,需要额外的电力储存技术与设备的应用,进行更多电网的连接设置与维护,而这些措施会额外增加初期的投资成本。其次,对厂址的可利用性来说,若缺乏对风能资源的详细评估,如可用厂址的规模、经济性及地图信息等因素,则可能导致具有良好风能发展潜力的厂址未能有效发现,而导致厂址的选择问题的发生[25]。由此,提出如下假说:

假说10:风能的间歇性特征,可能会导致高投资成本与厂址的可利用限制问题的发生。

(二)理论模型

图1是依据上述假说所建构的理论模型。首先,在该模型中,“投资成本”是主要的因变量,而“国家政策缺乏”与“风能的间歇性特征”两因素是主要的自变量,即国家政策缺乏与风能的间歇性特征两项,是导致其他因素发生的原因,而高投资成本是所有影响因素发生后最终导致的结果。其次,国家政策缺乏会对R&D能力造成直接影响,且通过财政奖励措施(C1)和S1和T1的中介作用,对产业R&D的能力造成间接影响。因此,可将P2(PPA)、S1及T2视作P1对T1的中介变量。同理,在理论模型中,还有R&D能力、项目厂址及基础设施等三个中介变量。

四、研究方法与数据来源

(一)研究方法

本文使用结构方程模型(SEM)分析各因子之间的复杂关联。SEM整合了路径分析、因子分析两种统计方法,可同时检测模型中观测变量、潜在变量、误差变量之间的关系,同时可以获得自变量对因变量的直接效果、间接效果与总效果。在本文的理论模型中,由于所有的影响因子均属于观测变量,故本文的理论模型可视作路径分析,且由于P2和T1的双向因果关系设定,因此属于非递归模型。本文使用AMOS 22.0进行路径分析。

(二)数据来源

本文所需样本来自清洁发展机制(CDM)中能源产业的中国风能项目。CDM项目中的数据经由独立的第三方审计和监管。因此,使用CDM风能项目不仅具有较强的代表性,数据准确性也较高[22]。

依据该项目在项目设计报告书(project design document, PDD)中对“额外性”(additionality)的说明,以是否有障碍(技术障碍或者投资障碍)作为样本选择的依据,若有障碍,则选为本文样本。CDM执行理事会所提出的额外性评判程序,包括法律规范识别、投资分析、障碍分析以及独特性分析等步骤,参见图2。首先,所谓的法律规范识别,是指项目的温室气体减量计划是否符合计划执行国家的法律规范。其次,投资分析是指,该项目的减量计划,在无CDM机制的支持下,相较于其他替代方案是否有经济上的吸引力。一般而言,这可通过简单成本分析、投资分析或基准分析等三种分析方法进行比较。第三,所谓的障碍分析,是指项目所应用的技术,若无CDM机制的支持,将存在显著的发展障碍。即该项目所应用的技术,在东道国尚属于未本土化或者商业化的技术。因此,在无CDM支持的情况下,会面临因技术与投资风险所带来的技术或投资障碍。最后,所谓独特性分析,是指项目所采用的技术,在执行国具有独特性,即在该国并无相似的技术或者活动。本文以所考察的项目是否满足步骤3来选择样本,若满足障碍分析,则选为样本[28]。

据笔者梳理统计,截至2015年底,共有137个存在发展障碍的风能项目。数据的测量方法,是将传统的李克特5点量表,修改为模糊语意量表进行计分,即利用模糊理论中的模糊数学特性,来描述不同的语意措辞变量,如非常同意(5)、同意(4)、普通(3)、不同意(2)、非常不同意(1)。之后,在语意措辞百分比总和为100%的条件下,依据各样本对影响因子的描述,并参照既有文献对影响因子的说明,对各语意措辞赋予相应的百分比得分。最后,使用模糊隶属度函数加权计算模糊计分值,并以此作为模型分析用的数据。

(三)描述性统计分析

表1和表2为变量的描述性统计和相关性分析。笔者首先对自变量进行了多重共线性诊断,分析结果通过了共线性检验。然后对数据进行描述性统计和相关分析,参见表1和表2。由表2的分析结果可知,所有其他变量和C2(投资成本)均有显著的相关关系。

图1 理论模型示意图

图2 CDM项目额外性评估流程

五、实证结果与分析

(一)SEM路径分析结果

图3、表3至表6为理论模型的分析结果。表3

表1 主要变量的描述性统计

表2 变量之间的相关性分析

注释:*表示5%的显著性水平。

模型适配度方面(参见图3),卡方值=42.53,P=0.150>0.05、GFI=0.939>0.90、CFI=0.977>0.90、RMSEA=0.048<0.05。这些指标表明理论模型与样本数据适配良好[29]。整体模型对内生变量的解释能力分别为:社会措施(R2=0.105)、技术信息(R2=0.313)、财政措施(R2=0.129)、R&D能力(R2=0.417)、PPA(R2=0.460)、项目场址(R2=0.393)、地方投资(R2=0.239)、项目设备(R2=0.126)、投资成本(R2=0.438)。

(二)影响因子之间的相因果关系分析

先分析未达到10%显著性水平的路径,参见表3与图3。首先,之前的研究认为风能场址(E1)会显著影响风能投资成本(C2)。有些文献指出,场址偏远会提高电力传输价格,提高风能的投资成本[2,9,17,24]。但本文实证结果表明,厂址偏远并不会对投资成本造成显著直接影响(p值=0.813),而是仅通过基础设施(S2)对投资成本造成间接影响(路径为E1→S2→C2,路径系数等于0.304*0.386=0.117),即只是因为场址偏远导致基础设施不足问题,才会间接提高投资成本。其次,就风能的间歇性特征(E2)与投资成本(C2)之间的关系而言, E2并不会显著影响C2(p值=0.376),与以往许多文献不一致[2,21,24]。退一步讲,即使E2能够影响C2,但就路径系数而论,技术信息(T2)、项目设备(T3)、基础设施(S2)对投资成本的影响程度,均高于风能的间歇性。所以,就效率与效能而言,加强本土化风机设备与零组件的应用开发以及完善地方基础设施,更可以在短期内

图3 理论模型的路径分析结果

表3 结构方程模型路径系数回归结果

注释:***表示P<0.001。

表4 外因变量对内因变量的标准化总效应

注释:列为外因变量;行为内因变量,下同。

表5 外因变量对内因变量的标准化直接效应

表6 外因变量对内因变量的标准化间接效应

显著降低风能的投资成本。至于风能的间歇性特征对风能发展的影响,主要来自于其对场址可利用性的影响。所以,通过对影响因素之间相互关联的分析,可以厘清风能的间歇性特征并非是阻碍中国风能发展的主要因素[28]。此外,缺乏适当的电力购买协议P2(PPA)并不是导致产业R&D能力不足的原因,与以往文献的结论不一致;相反地,产业R&D能力不足却是导致P2产生的原因。对此的解释是,风能企业获得的电力销售收入并未大量投入产业R&D(魏咏梅等,2015)[30],相反,正是由于产业R&D能力不足(刘雪凤和高兴,2015)[31],才导致了风能企业较高(不当)的电力销售价格。

达到10%显著性水平的几条路径反映了影响中国风能发展的因子间的因果关系。首先,国家政策(P1)是导致财政奖励措施(C1)、社会沟通措施(S1)及PPA(P2)等三个问题发生的直接原因,同时也是导致其他问题发生的间接原因。但P1对PPA的直接影响程度较高(路径系数=0.552),表示当国家政策P1获得一个标准差单位的改善时,可以使PPA获得0.552个标准差单位的改善。这一影响高于P1对S1(路径系数=0.325)与P1对C1(路径系数=0.359)的影响。其次,就R&D能力(T1)而言,实证结果表明导致产业缺乏R&D能力的因素包括财政奖励措施(C1)、技术信息(T2)等。但T2对产业R&D能力的影响程度更高(路径系数等于0.509)。因为技术信息的不足,导致产业对相关信息不了解,而降低产业R&D能力的现象,相对于C1对产业R&D的影响(路径系数=0.303)会更明显地存在于中国风能的发展上。由此可知,若要提高中国风能产业的R&D能力,加强信息的传递与沟通,应被视为需优先改进的因素。另外,值得注意的是,因为T1是导致项目设备(T3)问题发生的唯一原因,所以技术信息(T2)1个标准差的改善,会间接使得项目设备获得0.509*0.355=0.184个标准差的改善(T2→T1→T3)。再次,就场址可利用性(E1)而言,研究表明,尽管风能的间歇性特征(E2)、社会沟通措施的缺乏(S1)、缺乏适当的电力购买协议(P2)以及技术信息不足(T2)都是导致场址可利用性(E1)问题发生的直接原因,但E2的影响程度最高,即风能的间歇性特征是影响中国风能场址选择的最重要因素。这样的结果,多少超出本文的预期。因为许多文献指出,公众对再生能源发展的错误认知(由此而来的“邻避效应”),是限制场址可利用性的主要因素。但本文的研究结果与之不同。对此,本文认为,风能资源相关评估信息(如场址规模经济特性、地理信息等)的缺乏将会限制决策者的场址选择,其影响效果甚至会高于公众错误认知。因此,相关风能资源潜力的评估及有关信息的搜集,可作为中国改善场址可利用性的优先因素。最后,就基础设施(S2)的分析结果来看,本文发现,在风能的发展上,影响基础设施缺乏的主要因素是财政奖励措施的缺乏(C1)而不是以往文献认为的场址位置(E1)偏远[1,3]。前者的路径系数为0.368(C1→S2),高于后者的0.304(E1→S2)。对此的解释是,有关部门资金支持的缺乏可能会使地方政府因为没有足够的经费而导致可能出现基础设施提供不足,且这种效果会高于地理位置不便造成的影响。因此,出台有关财政支持措施(例如优惠贷款、财政补贴等)可以作为中国政府完善地方基础设施问题的首选。

(三)因子之间相互影响的路径分析

除了探讨影响因子之间路径系数及显著性以外,尚需分析因子之间的作用路径。这将有助于决策者规划未来风能发展的短期及中长期发展蓝图。

首先,在以降低风能投资成本为主要目标的考虑下,可以发现,项目设备缺乏(T3)是导致投资成本高昂的主要的直接原因。就理论而言,每增加1个标准差单位的本土化设备的应用,可以降低投资成本0.455个标准差单位。因此,就短期目标而言,决策者可将重点放在强化本土化设备与零组件的制造、生产。

其次,导致项目设备短缺的唯一重要的直接因子是产业R&D能力不足。因此,就理论而言,可将提高产业R&D能力视为发展风能的中期发展目标。此外,值得注意的是,地方基础设施(S2)的改善,也同样值得决策者注意。因为就投资成本的改善成效来说,1个标准差单位基础设施的改善,可使投资成本下降0.386个标准差单位,甚至高于产业R&D能力对投资成本的改善成效0.158(T1→T3→T2=0.162;T1→P2→E2→S2→C2=-0.004; 0.162-0.004=0.158)。因此,就风能发展的中期规划而言,决策者可同时着重产业R&D能力的提升与地方基础设施的改善。

最后,就风能的长期发展而言,以往文献指出,必须重视完善相关的国家政策,包括设立主管机构、部门之间的权责协调、发展规划及相应措施、法律[2-3]。这样的观点,在本研究中得到确证。即国家政策缺乏(P1)确实会导致其他问题的发生,并通过其他因素间接影响投资成本。通过计算,1单位标准差国家政策的改善,可使投资成本获得0.099个标准差单位的改善 (分别是:P1→C1→S2→C2=0.051;P1→C1→T1→T3→C2=0.019;P1→S1→T2→C2=0.027;P1→S1→E1→S2→C2=0.016;P1→P2→E1→S2→C2=-0.009;P1→S1→T2→E1→S2→C2=-0.004;P1→C1→T1→P2→E1→S2→C2=-0.0005)。此外,以往文献也指出,风能的间歇性特征(E2)在发展中国家扮演的作用,主要是对场址的可利用性(E1)及投资成本(C2)的影响;而在本文的结果中,无论是E2→C2路径还是E2→E1→C2路径,均不显著,因此上述路径的影响统计上为零。但需要指出的是,从长远的角度看,每一标准差单位E2的改善,即降低风能的间歇性特征一个标准差单位,可使投资成本C2下降0.060个标准差单位(E2→E1→S2→C2),这一效果相当于国家政策影响效果的60%。因此,就风能的长远发展规划而言,决策者既要重视国家政策的制定与适当框架制度的建立,同时也要妥善应对风能的间歇性特征对风能发展的不利影响。

六、研究结论和政策建议

(一)研究结论

促进中国风能的大规模开发利用,需要对风能发展的阻碍因素有清晰量化的认识。为深入剖析阻碍风能发展的因素以及各因素之间的相互关系,本文基于CDM项目中存在发展障碍的风能项目样本,使用结构方程模型对阻碍风能发展的因素从政策层面、经济层面、社会层面、技术层面及环境层面进行了分析。主要结论如下:

首先,政策因素(政策不完善)是影响风能发展的主要因素,同时也是影响其他因素的主要原因。其次,导致产业R&D能力不足的因素包括财政奖励措施缺乏、风电技术信息缺乏。特别是技术信息的不足,导致开发者对相关信息不了解,进而降低产业R&D能力的效果,比财政措施缺乏对产业R&D能力的影响要大。若要提高中国风电产业的R&D能力,应当优先改进风电技术信息的传递与沟通。再次,风能的间歇性特征,对风能发展的影响,主要来自于其对场址可利用性的影响,其间歇性特征本身并不会直接影响风能发展。最后,投资成本高昂导致的风电上网电价不具有优势,阻碍风能的进一步发展。有效降低风电的投资成本将有助于推动风电的进一步发展。

(二)政策建议

本文的研究结论对促进风能的可持续发展具有重要政策含义。近年来,中国风能产业得到较大发展,产业已经逐步步出孕育期,政府扮演的角色应当从早期风能产业的参与者逐步转型为管理者和规范者。考虑风能投资成本仍然较高、风电价格仍然高于煤电、水电价格的事实,政府应在提高国产风电设备生产能力和质量、提升产业研发能力、完善地方基础设施建设、健全政策框架体系、推动能源科技创新等方面着力,以推动风能产业的可持续发展。具体言之,可从以下方面着手:

就风能短期发展而言,决策者可将重点放在强化本土化设备的制造和生产上。整机和关键零组件的国产化,有助于降低风能的开发成本。为此,首先应通过扩大投资等方式,提高风电整机设备及零组件的国内生产能力;其次,严格掌控产品质量,提高风电整机设备和关键零组件的可靠性和稳定性。

就风能发展的中期规划而论,决策者应当同时着重产业R&D能力的提升与地方基础设施的改善。目前,风电高端技术设备和很多国产设备的设计几乎被国外厂商垄断,具有自主知识产权的核心技术缺乏。为此,应当建立政府引导、市场主导、企业为主体、政产学研用密切合作的风电产业创新体系。在促进风能技术示范和规范技术标准以及提供研发资金支持等方面,政府还应继续发挥作用。另一方面,由于并网难等问题,很多风能企业出现“弃风”现象,并未形成真正的绿色能源。可通过建立特高压电网等方式解决,政府可在电网融资等方面提供资助。

就风能发展的长远规划而言,决策者既要重视国家政策的制定与适当框架体系的建立,同时也要妥善应对风能的间歇性特征对风能发展的不利影响。为此,要进一步完善支持风能产业的法律法规体系和管理体制建设。完善风能发展规划、财税支持机制、融资支持体系、管理体制及市场激励和竞争机制;通过妥善安排设备制造商、风电投资商、电网、地方政府、中央政府主管部门等市场主体在风电产业链中的权责关系,促进风电产业链各个环节的有效衔接,努力消除影响风电发展的体制性、机制性障碍。其次,在政策制定中,注意提高产业发展规划愿景和风电产业实际发展之间的互动性。最后,为应对风能的间接性特征,应积极推动能源科技发展。比如,积极开发能源储存技术,开展各种蓄能方式研发和应用,建设智能电网,减少风能的间歇性特征对电网稳定性造成的冲击,提高风能资源利用水平。

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(本文责编:王延芳)

Research on the Obstacles to the Developmentof China’s
Wind Energy Industry Using SEM

GAO Jian-gang,MA Zhong-dong,WANG Bing-yi

(SchoolofBusiness,LiaochengUniversity,Liaocheng252059,China)

To promote the large-scale development and utilization of wind energy in China, it is necessary to have a clear understanding of the factors that hinder the development of wind energy.Based on the Clean Development Mechanism (CDM) wind power project in China, using structural equation modeling (SEM), this paper makes a systematic study on the factors that hinder the development of China’s wind energy industry.It is found that: in the short term, a lack of wind power equipment is main reason leading to high investment cost; in the medium term, the imperfect industrial R&D ability and the insufficiency of local infrastructure are major causes for high investment cost of wind power project; in long term, the main factors affecting the cost of wind energy investment is lack of national policy and the characteristic of intermittency of wind power.Research conclusions have important policy implications for the promotion of wind energy development in china.As to short-term goals, decision makers can focus on strengthening the localization of equipment and part’s manufacturing and production; as to medium term planning, decision makers may focus on the improvement of industry R&D capability and improving the local infrastructure as well; as to long-term development planning, decision makers may attach importance to the establishment of national policy and appropriate institutional framework, and meanwhile to properly dealing with intermittency of wind energy for its adverse effect on development of wind power.

wind energy CDM project;development obstacle; investment cost; Structure Equation Model(SEM)

2016-05-19

2016-12-07

国家社科基金重点项目(13AJL013);中国博士后基金面上项目(2013M541888)。

高建刚(1975-),男,山东聊城人,聊城大学商学院副教授,博士,研究方向:产业经济、资源与环境经济学。

F062.9

A

1002-9753(2016)12-0024-13

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