什么是电力？什么是市场？什么又是数字化？

文 | 本刊特约评论员 张树伟

专题背景介绍

相比传统可控化石能源发电，风、光可再生能源是特殊的，这一点体现在它们的出力特点、成本结构、成本下降潜力与驱动力、最优布置规模等诸多方面，业内人士对此都有着越来越深刻的认识。

同时，相比人们的日常生活经验，电力是特殊的；作为一个曾经的计划经济国家，市场整体上对于我们来讲仍旧是特殊的，特别是在竞争程度有限、基础设施寿期很长、行政垄断较多的能源行业，“先来后到”的政治资格逻辑仍然影响着市场开放竞争逻辑；作为一个日益受到IT与数字化技术影响的部门，目前的能源电力部门也处于一个特殊时期。

这几个“特殊”加在一起，使得我们对很多问题的认识变得多种多样，甚至混乱。在欧美，由于市场是开放而不是先来先得的，不会有人认为“煤电是先来的，风电是后来的，风电得给煤电支付费用”；在南美竞争性市场，用电的无差别性使得“圣保罗用上了亚马逊清洁的水电”之类的纯忽悠没有任何市场，电力对消费者是均一的，关键是涉及消费者福利的价格水平；在非洲这样一个最年轻的大陆1：https://www.project-syndicate.org/commentary/africa-overregulation-digital-economy-by-perseusmlambo-2019-02，普遍用电服务仍旧是个问题，电网基础设施非常稀缺，但是分布式供电、信息化带来的便利却因此而很少受到羁绊。他们面临的，往往是上述四个特殊性中的几个，而不是全部。

但是，笔者认为，我们却具有四个方面的全部特殊性。在过去的两年（2017-2018年）间，我们聚焦风电的弃风与可再生能源的限电问题，讨论了电力对于消费者的均一性质、生产者的高度异质性；对于市场的统一性、开放性要义进行过论述；推演了先进技术与数据透明性在改善弃风中扮演的角色。可以说，此前的10期专栏讨论均是围绕可再生能源、电力、市场与数字化这四个特殊展开的。

在本期的“可再生能源时代的电力市场与数字化”专题开篇文章中，我们将解析为什么有以上的“特殊论”观点与认识。今后2～3年内，将探讨一些更具广度与深度的问题，但是仍旧围绕上述四个关键词进行。笔者希望通过系列讨论，业界能够在一些有争议的事实问题上达成一定程度的共识，就价值观问题进行透明的讨论以及必要的妥协，并最终助推我国实现有效率的能源转型与经济高质量发展。

观点前提

电力作为一种商品是特殊的，这种特殊性根源于电力的高度均一性。因此，电力市场的平衡往往是具有“控制区”的概念。欧美的竞争性电力市场，是建立在严格的微观经济学理论上的人造市场。从这个视角来看，电力市场是最早出现的人工智能（AI）市场。这个市场的价格与购买行为通过出清算法决定，而不仅仅是人基于情绪、直觉的独立选择与自由意志。

市场的开放性、竞争性与统一性建设目标在我国仍未足够清晰，但是情况逐渐在改善。新近组建的国家市场监督管理总局有望施加关键积极的建设性作用，消除大部分的行政（比如专业规划）与市场垄断。

能源系统数字化发展前景令人兴奋。我国是实现弯道超车，还是困于既有的体制机制安排？目前处于一个关键时期。并且，很多新出现的问题（比如算法垄断、隐私问题、监管滞后性等），从现存的理论与实践中还找不到答案。

过去的故事

电力的特殊性：新疆大枣，你买了必须给你寄过来，不能拿河北小枣寄给你，那是以次充好。这是常识，因为产品品质是很不一样的。但是电力的平衡与交付，完全不用这样。原国家电监会的报告指出，2009年底湖北缺电，江西组织的临时送湖北交易实际上是三峡送江西电量直接改送湖北，江西则在省内挂牌向火电企业采购电量。但事实是，这部分电量并未出省而是由江西自行消纳，交易量与三峡送入电量进行了对冲。调度对于电力的均一性是充分掌握的，所谓的江西临时送湖北，完全是纸面与财务结算层面的操作。这也是电力系统的平衡，物理层面与交易结算的财务层面可以完全分离的基本原因。交易可以很灵活任意，但是落到物理层面，只要保证总体的平衡即可。

市场的特殊性：三峡每发的一千瓦时电，其价值如何，取决于卖给谁，电力的均一性价值特点完全没有体现。三峡卖给各个省份的电价，全部都不一样，市场高度分割；卖给距离自己更近的江西，价格比上海还低，而卖给浙江反而最高（图1）。这种情况下，它为何不多卖给浙江以获得更多收益？这种定价方式存在着彼此之间复杂的交叉补贴，在流动开放市场下完全不能生存。因此，对电力流向的争夺与扬弃就成了家常便饭的事情，因为大家基本“轮流吃亏”。笔者认为一个市场，一个价格，在我国还远远不是常态与常识，这方面国内外差异非常大。

反市场的安排：电价下调是煤炭行业的好消息还是坏消息？煤电联动时代，笔者曾经写过多篇文章，论证电价下调的影响——带来终端需求一定程度的上升，这对煤炭行业构成实质性利好，可以尽快帮助煤炭行业去库存，尽管很微弱。但是，完全没有想到的是，大部分煤炭行业从业者，甚至是一些大型煤炭集团的决策者，都认为电价下调会导致煤价下降2：https://www.jiemian.com/article/573951.html。后来笔者终于明白了，原来在计划经济时代，煤炭企业往往与电力企业签过合同，列上了“电价如果下调的话，购买煤价相应下调”的条款。也就是说，这样的合同把电力行业的价格风险全部转移给了上游煤炭行业。只是不知道，这种在笔者看来明显违反市场供需逻辑的合同（电价波动与煤炭市场有何关系），煤炭行业为何要签？市场的逻辑完全没有体现。

图1 三峡定价体系（单位：元／兆瓦时）

可再生能源的特殊性：在欧洲电力市场，由于可再生能源零边际成本的特点，其自然是优先调度的，并且如果因为电网的原因需要切除，必须明确地支付补偿（物理与财务结算完全分离）。由于可再生能源存在补贴，所以市场价格可以降到负值，只要不负到算上补贴也亏损的程度。因此，德国-卢森堡市场设计规则增加了一个负电价超过6小时就不再给予补贴的规定。这对于可再生能源——资本密集、无燃料成本、切除技术上容易、向下调节可能无成本发电类型的竞价行为发生了明显改变，负电价不可能再超过6小时（图2）。

数字化的新问题：数字化时代，数据将成为一种资源。新的商业与社会应用浮现，但是同时也意味着会衍生出诸多问题。什么时间洗澡？什么时候在家？几点睡觉？是有坐班的工作还是在家办公？对24小时高分辨率的电力消费曲线进行分析就能看出来（图3）。如何更好利用成本为零的可再生能源电力，如何更有效率地安装与调用储能，也与此息息相关。这其中蕴藏着巨大的信息、商机利用与个人主观决策与隐私风险，亟需各个视角与跨学科的讨论。

内容——本系列专题聚焦新的3D问题

基于以上现状，我们的内容仍将是着眼于将来。世界电力行业目前越来越面临新的3D问题，也就是分布式（Decentralisation）、数字化（Digitilisation）与脱碳化（Decarbonisation）。

脱碳是一个环境目标与紧约束，决定了发展各种可再生能源成为长期理性的选择。如果只需要摘2个苹果，摘低处的那个就够了；但是如果需要摘200公斤苹果，那就意味着把整个树都撸光，高处、低处的问题就不那么重要了，重要的是有把“梯子”备用。气候安全的目标，要求整个能源系统在未来的20～30年实现完全脱碳，否则就是人类的失败。这种目标的实现，成本低的先脱碳（比如所谓提高能源效率），成本高的后脱碳（比如光伏）似乎变得不再是首要问题。如何保证实现最终目标的“梯子”可能往往更重要。我们相信，不断地持续补贴可再生能源甚至直到永远，就是一把这样的“梯子”。

图2 德国-卢森堡市场2018年元旦日前市场价格3：http://www.epexspot.com/en/market-data/dayaheadauction/chart/auction-chart/2018-01-01/DE_LU

图3 各行业负荷特性4：https://www.mpoweruk.com/electricity_demand.htm

数字化是IT与信息化技术在能源行业投影催生的新的业态、商业模式以及行业的进化，如果处理得好，它可能会极大地提升整个行业的效率与可靠性，是能源行业提升竞争力、更高更快更强的工具与手段。行业的透明程度亟需进一步提升，以大幅度地提升整个行业的社会参与度，发展更先进的发电（比如prosumer）与用能（比如基于动态电价的响应）方式。

分布式是实现可再生能源大规模利用的基本手段，如果不是唯一的话。可再生能源能量密度低、出力波动，会压低传统电力系统各种基础设施的利用水平，带来强烈的再分配效应（比如原来中午往往电价高，发展大量光伏后，中午的电价反而成了低谷），是一种特殊的电源。应对它的基本方式是一个“更快、更短”的灵活市场，而不是把可再生能源“改造”（更准确的说法是扭曲）成传统电源的出力特性那样。从这个视角，笔者认为我国已经出现了明显的储能上马泡沫。

以上的内容与主要观点，我们并没有进行基于事实与研究的充分论证，而它们恰恰构成了这一系列专题2019-2021年的主要内容。请期待，并感谢各位读者的关注！