再谈“调峰辅助服务”涉及的理念与政策设计

张树伟

背景

2012年，在知名智库组织——能源基金会的资助下，中国经济体制改革研究会公共政策研究中心开展了“大规模可再生能源接入辅助服务成本补偿机制研究”，并发布成果报告。该报告（第21页）提及，“由于电力系统的瞬时平衡性，为平衡风电出力波动，需要其他发电资源作相反波动，这就是风电出力的波动性所导致的调峰辅助服务。”

对于如何界定这种服务的价值，报告指出，“风电接入导致调峰辅助服务成本提高程度的分析主要采用有无对比法，即分析没有风电接入和有风电接入下调峰辅助服务成本的差值，该差值就是风电接入导致调峰辅助服务成本提高的程度。”

如果读者有兴趣，可以仔细研究其中的算法（从第24页开始）。实际上，他们测算的是“有无可再生能源”的（剩余）系统成本差别。如果我们不从市场视角出发考察可再生能源与传统机组的竞争问题，而是从成本视角看待它的话，这里的“可再生能源增量成本”也并不对应于其谈及的所谓相反波动本身代表的调峰辅助成本（这恰恰是报告中忽略的爬坡成本以及部分启停成本），而主要是一个机组利用率减少带来的长期平均发电成本上升问题。

从报告的作者群体来看，他们往往来自于中立组织与研究机构，并没有“利益困扰”之嫌。而且，他们是长期工作于我国电力行业的资深业内专家。因此，我们大体可以说，在我国，所谓“风电来了，火电更困难、更麻烦，所以，风电需要补偿火电”仍旧是一个公共理念问题，需要在公共认识的“水位”上进行更加充分透明的讨论。

有两点必须指出：（1）这一理念有部分需要给予认可的成分：（2）即使从成本而不是市场（价格）为基础出发，这一理念也存在部分逻辑前后不一致的问题，有着“调节成本”与“损失市场份额”的混杂。

本期专栏，我们结合过去的一些研究、文献、报告深入讨论这个问题。

过去的故事

在很多场合，我们都可以看到、听到关于可再生能源进入系统之后，火电需要深度调峰的抱怨或者担忧。比如：“从成本端来看，一方面，火电机组频繁变动功率将加大排放物排放量控制难度，火电厂出于环保压力将被迫采用更优质燃煤增加成本，低负荷工作状态下单位煤耗也更高;另一方面，频繁调频将降低火电机组使用率，将加速设备磨损，增加维修成本。”

其中的概念是极其混杂的，有些还富有中国特色。技术上的描述往往是没问题的——可再生能源是波动的，所以，它进入系统后，系统的上上下下出力变化变得必要。但是，这一成本并不是“调峰成本”，它在国际上往往被称为灵活性成本或者效应（flexibility cost or effect）。

也就是说，即使我们假设所有机组的出力从0调整至100%都是灵活无成本的，可以零成本上上下下地调节，那么可再生能源进入系统仍旧指向系统成本增加的方向——因为它降低了其他机组的利用率水平，而这些机组很大程度上在无风、光的时候还需要保留在系统中。这无异是系统很无效率的一种“充足性”，但是必须保持。

所谓我国东北的调峰辅助服务市场设计，同样在这二者之间跳来跳去。它的基于成本补偿似乎补偿的是“灵活调节”部分（其实不是），而系统成本的增加（能源基金会报告中测算的那个概念）是通过“调节了也不影响全年发电量，可以在其他时间找回来”直接补偿的。从本质上来说，它相当于把这部分成本转嫁到那部分市场份额大的机组，从而更进一步转嫁给消费者，比如煤电该降价的时候不再降价了。

其次，即使从成本角度来看，这些所谓深度调峰的补偿标准都是非常主观任意，甚至肆意的。比如，《中国能源报》在2018年7月报道辽宁的文章称：“辽宁为给核电、新能源发电腾空间，给予火电机组相应的调峰补偿，即在核定的发电能力以下，非常规调峰后少发的电量，每度电补贴0.4元;在40%负荷以下再进行调峰的，每度电补贴1元。”这种补偿的随意性与幅度之高，简直到了无法理解的程度。与其这样，不如补偿风电让其主动弃风，价格还低得多。

我国能源市场与监管专家谷峰称，在没有现货市场的前提下，每台机组都有承担“用户”侧负荷曲线调节的义务（出力曲线形状=负荷侧用电曲线形状），起始点应当是全体用户的曲线叠加。如果没有提供与全体用户曲线形状相同出力的能力，则应视为购买辅助服务。

按照谷峰的这个说法，只要与负荷曲线不一致就意味着辅助服务，那无疑走到了“不承担一点平衡责任，造成社会公共品无人提供”问题的对立面极端。试想，如果在某个时刻，电源A出力10，电源B出力10，而需求20得以平衡。下一个时刻，需求仍旧是20，而电源A出力变为8，電源B出力变成12，系统仍旧是平衡的。如果按照这种标准，电源A、B都享受了某种“辅助服务”，不知道其提供者是谁？——完全找不到。电力互联系统存在的意义之一，就是能够有效地平衡各种出力特性不同的电源以及需求，以有效率的方式促进它们的整体平滑。这里面并没有那么多的“谁服务谁”的问题。逻辑

理论上，基于成本的视角与基于市场价格（也就是价值）的视角是完全等同的。长期来看，如果信息足够透明，系统不存在任何不确定性，监管者与系统运营者具有相同的信息权力。那么，二者是一致的，完全是一个如何划分持续负荷曲线（是通过横切还是纵切保持系统平衡）的问题（图1）。

但是，这些前提往往没有一个是现实的。首先，系统的信息是高度不透明的。一个火电机组最小出力是多少？这个问题只有其自身清楚。如果运行在某个水平上，它并不想减少出力，那么就有足够的激励“隐藏”自身的这个关键信息。

这在我国是有历史证据的，那就是关于所谓“机组最小出力”的测算。60%也行，50%同样可行，春节还能达到40%。如果参与了东北“胡搞”的调峰辅助服务向下深调，深调的程度还能不算数，不作为技术上可以调节更深的依据，这件事情恐怕已经完全成为闹剧。

可再生能源出现之后，由于其本身的随机性、间歇性，以上划分持续负荷曲线的方式变得完全不可行。很简单，系统的基荷都没有了（图2）。

总结

“调峰辅助服务”相关的一切制度安排与政策设计，即使从“成本为基础定价”的视角来审视，也存在着前后逻辑不一致、服务的需求者不明确、定价随意、对其他机组征收犹如“抓差”等问题。

笔者认为，这些制度安排与政策设计，都需要“休克”疗法予以废除，即使没有电力市场改革与短期批发市场的建设。在竞争性市场仍旧缺位的情况下，这些调节的成本，都需要计入输配电价[类似欧洲再调度成本（re-dispatch）]或者直接转入消费者电价的一部分，类似消费者附加的形式。因为在证明必要的情况下，这部分成本属于消费者受益的系统与社会“公共品”——系统的安全稳定供应与电能质量。