关于弃风限电的十大科学认知

文 | 本刊特约评论员 张树伟

在前几期的专栏文章中，我们对国内存在的弃风限电顽疾进行了多角度的剖析。本期，我们按照弃风问题的描述性理解、性质、原因、未来的可能变化、应对的手段、应对的价值、可再生能源发展存在的风险与不确定性、彻底解决弃风问题的技术和经济以及政治途径，对前面提及的问题给出十个方面的主要论述。这将构成各位读者必须知晓的弃风限电的“十大科学认知”。因此，本期专栏也是“弃风限电”专题讨论的总结篇。

总体而言，关于我国的严重“弃风”：

从技术上讲，是传统电力系统运行的僵直（甚至以此为美，优先考虑长期计划、基荷运行）与可再生能源发电的出力特点格格不入的问题，特别是涉及跨省跨区线路与省内火电年度计划约束。在不同地区，各种因素在引发弃风问题中所起到的作用可能不尽相同，包括系统平衡困难、网络阻塞、调度模式与分辨率等。

从经济上讲，是缺乏经济调度与统一市场内生出各种电源市场份额的问题。从年尺度到天、再到小时，存在调度自由量裁空间过大的问题。而过去在界定问题时，往往跳过了经济层面的整体损失，直接将其归为一个划分损益的政治问题。

从政治上讲，是对弃风的经济责任缺乏清晰认定的问题，而广泛存在的“先来先得”计划思维是对新的、更低成本（指的是已建成项目）的发电商的歧视，把市场份额问题错误地归结为系统调峰辅助服务。随着可再生能源规模和参与者数量的扩大，以及整体宏观形势的变化，这一局面正在得到极大改善。

要解决“弃风”问题，建立经济调度与统一市场是各种视角下的共同思路，区别仅在于实现这两个目标的方式是什么。那么在未来若干年，这一问题能够得到有效解决吗？作为谨慎的乐观主义者，笔者对此的答案是一个复杂的“可以解决”，这一点从之前的专栏文章中已经可以看出。

希望此次专题能够引发更多的讨论，共同促进我国能源转型事业的进步。

认知之一：在我国，弃风的更准确名称应该为“控风”

考虑到奇高的弃风率，弃风的准确名称应该为“控风”，因为在弃风率如此高的情况下，煤电设备的利用小时数依然那么高，一定存在非技术与人为干预的因素，属于人为控制风电出力。这种弃风，一方面，是风电项目业主的损失，另一方面，也是消费者的损失。因为其不能占据市场份额，无法最大限度地通过调度优先次序效应（merit-order effect）促进利润从电力生产者向电力消费者有效转移。

不发电就没有收益，而不是根据市场的竞争排序结果与系统安全运行约束确定财务责任，这种将物理运行与财务结算混为一谈的范式极大地损害了可再生能源发电商的正当利益。

认知之二：解决弃风问题的困难在于可再生能源具有的强烈再分配效应与传统的系统运行以及既有主体之间存在冲突

在传统的规划中，“明年需求增长100万千瓦，增加100万千瓦装机，火电80万千瓦，水电20万千瓦，正好完美，电源结构保持不变”这样的基本方法论充斥其中。

与传统发电模式相比，可再生能源机组的出力与用电需求的非同时性更大。这必然意味着：（1）一些机组在很大程度上仍需要去满足尖峰负荷，利用率会下降；（2）在部分时间段，必然会出现装机远高于需求的情况，甚至是仅可再生能源装机就超过了总负荷。此时必须有相应的竞争机制，来决定过剩机组的市场份额。即使有负荷的增长，但是由于剩余负荷曲线的形状发生了很大变化，系统的合理结构也必须做出相应改变。

可再生能源进入电力系统，具有区分“赢家”与“输家”的再分配效应。传统基荷部分将逐渐缩小乃至消失，这对于一些投资成本高的基荷电源（过去的所谓主力与稳定电源），绝对不是好消息。

认知之三：弃风的根本原因在于电力系统缺乏显性有效的竞争机制，使得风电的市场份额无法通过竞争来确定

如果将对弃风的探讨限制在经济范畴内，那么电力系统缺乏竞争为基础的市场份额决定机制是导致该问题的根本原因。技术上核定的煤电最小出力高达50%～60%，是非常保守的；省际与地区间联络线的运行计划安排不是基于市场原则进行调整的，而是一种凌驾于市场之上的特权。所谓可再生能源增量现货交易的逻辑也在于此。

一言以蔽之，从经济视角来看，之所以出现如此严重的弃风问题，市场未能发挥决定性作用是本质性原因。

认知之四：弃风情况在今后几年可能有所改善，但也可能出现反弹，这取决于多种政治、经济与技术因素

如果法律上规定了可再生能源优先调度，那么调度部门在安排开机组合计划时必须先考虑让可再生能源发电设备出力，然后才是其他机组满足剩余需求（比如一年8760小时的剩余负荷曲线）的问题。因此，只要明确这一法律要求，那么风电即使不参与其中，也会对市场产生影响。同时，管制的电力系统也完全可以没有如此高比例的弃风。在欧美地区，经济调度早在放松管制之前就已经推行了，因此，其系统可以平滑地从只有可控机组发电过渡到波动性电源结构。而我国所谓的“平均调度”原则往往仅限于年尺度上，在低于年尺度上，仍旧缺少明确规则，调度的自由量裁权显得过大。

我国的弃风问题正在逐步得以改善，这主要得益于整个可再生能源行业的力量壮大，以及其与更宏大的政治、经济目标之间的正向联系。但是，如果未来政治上对实现这种目标的迫切性有所减弱，那么在一个不是以竞争性为主的市场中，弃风情况仍有可能出现反弹。

认知之五：应对弃风的手段应具有明确的价值标准——成本最小化或者全社会福利最大化

建立成本最小化或者全社会福利最大化的价值观，是避免将弃风的原因变成对存在问题的另外一种描述（需求不足、线路不够等）的前提。从解决方案的角度而言，“药方”必须具有明确的价值标准，不能以“搞定就是本事”为价值观。

建造一个无比巨大、完全不阻塞的超级电网的确可以解决弃风问题，比如对于每年1小时 10万千瓦水平的阻塞，也通过额外新建一条线路来解决。但是，这种解决方案是缺乏价值标准的，无法回答其收益是否大于成本的问题，以及是否存在成本更低的方案（例如对弃风给予补偿）的问题。

认知之六：应对弃风具有极大的社会价值，是中国实现国内优先议程与国际承诺的必要条件

面对多种现实经济、能源的不确定性，风电与光伏的发展为兑现在应对气候变化方面所做出的国际承诺以及到2050年使非化石能源发电量占50%的目标提供了“保证”。这种不确定性包括：比预期更慢或者更有限的水电与核电发展、经济增长的不确定性、能源效率提升的快慢。

大体上来说，风电和光伏需要保持过去10年的增长速度，才能确保到2030年实现非化石能源在一次能源消费中的比重达到20%的目标；需要保持更快的增长速度，才能实现非化石能源发电量占50%的目标，即达到《能源生产与消费革命战略（2016—2030）》的要求。如果不解决弃风问题，再加上存在各种不确定性因素，那么为实现上述目标，风电、光伏装机的增长速度需要至少提高60%～100%。这已经超过现实装机增长速度的可能范围，甚至存在很多操作性约束，比如土地空间、人力资源，甚至是短期内的制造与安装能力等。

认知之七：风险与不确定性主要存在于电力的市场化改革，以及整体宏观经济形势和可再生能源支持政策方面

在可再生能源支持政策中，补贴水平不超过2分钱/千瓦时目前俨然已经是一个“降电价”氛围下的政治性约束。基于竞争原则确定风电、光伏价格的政策已经推出或者即将实施。这将改善还是增加补贴账户的平衡压力，仍然是一个存在不确定性的问题。

可再生能源自身的成本并不是一直处于下降之中。大宗商品价格的上涨、资源条件的劣化、资本成本的上涨，都将推动可再生能源成本（如果以度电成本衡量）上升。

电力市场化改革的意愿正在增强，但是现实的体制与政策安排并没有使改革滑入“不可逆的轨道”。2018年，进行了局部地区短期市场（一般指的是短于天的市场，习惯上称为现货）试点；2020年，将开展全国现货交易试点，现在来看，这依然是一个遥不可及的目标。由于调度体系的原因，目前的市场是高度割裂的，比如外送电与本地用电仍旧是割裂的。这些都意味着，改革随时有可能出现倒退。

认知之八：解决弃风的技术手段

极大地提升调度的系统平衡分辨率，改变“区域与跨区计划优先”的调度体系，可以在很大程度上降低风电、光伏发电对系统平衡备用需求的影响。储能与先进的IT技术也有望在小的时间尺度上改善弃风，促进自我平衡调度的实现。技术进步有可能直截了当地解决问题，但是技术进步本身往往是可遇而不可求的。

认知之九：解决弃风的经济手段

即使没有电力市场化改革，平均调度都是不符合经济逻辑的。经济调度与市场竞争将自动实现可再生能源的优先调度。经济调度需要得到透明地贯彻执行。

彻底消灭点对点、点对网的基荷送电对大幅度降低控风率是尤为关键的。市场的开放性与统一性要求这些新增电源先并入当地电网，在本地实现平衡，再以“网对网”的方式外送，这才是符合整体经济效率的做法，也符合建设统一市场与实现电力“均一产品”消费价值的要求。要实现经济调度的基本目标，调度的时间尺度、开机组合计划的精细化程度都必须进行改变。

认知之十：解决弃风的政治手段

增加调度运行数据的透明化，这已经成为理解并解决我国电力系统与行业几乎所有问题的关键所在。没有对系统运行与调度模式的全面、深入理解，多数政策建议与目标都只能是缘木求鱼。

在供给侧停止新建任何传统燃煤机组，从系统最优结构意义的层面而言，是存在充分理由的。笔者在此前的文章中多次指出，定义落后产能时应基于经济效率，而不是能源效率。在目前的环境下，越大型的机组往往越落后。通过行政手段关停超过20%的百万千瓦以上的大容量煤电机组，这部分是系统灵活性与资本回收意义上的“落后产能”，将减少它们在市场份额争夺上的政治与话语优势。

最后，让我们用这10期专栏的文章标题列表来结束“揭秘‘弃风限电’的真相”专题的讨论：

揭秘“弃风限电”的真相（一）：电力需求放缓构成弃风加剧的原因吗？

揭秘“弃风限电”的真相（二）：“电源与电网不协调”构成弃风加剧的原因吗？

揭秘“弃风限电”的真相（三）：扩大外送是解决严重弃风的正确药方吗？

揭秘“弃风限电”的真相（四）：风火发电为什么要“打捆”外送？

揭秘“弃风限电”的真相（五）：系统“调峰能力与辅助服务”是啥意思？

揭秘“弃风限电”的真相（六）：何为现货市场？现货市场解决什么问题？

揭秘“弃风限电”的真相（七）：IT与新的商业模式有望改善弃风吗？

揭秘“弃风限电”的真相（八）：有效信息披露对缓解弃风限电的作用。

揭秘“弃风限电”的真相（九）：电力市场背景下的“协调”到底是什么意思？

揭秘“弃风限电”的真相（十）：关于弃风限电的十大科学认知。