中國正經(jīng)歷史無前例的能源轉(zhuǎn)型。隨著煤炭消費已于2013年達峰，中國正致力于發(fā)展清潔能源、逐步替代煤炭，并以低碳能源推動未來發(fā)展。清華-布魯金斯公共政策研究中心4月9日推出“中國能源轉(zhuǎn)型”系列報告第二篇——《深化電力體制改革解決棄風限電問題》(“Fixing Wind Curtailment with Electric Power System Reform in China”)。

　　棄風是指由于某些原因，調(diào)度機構(gòu)減少可以正常運行的風能裝機的電力上網(wǎng)時間，造成已并網(wǎng)風力發(fā)電機閑置的現(xiàn)象;棄風并不包括因風機自身設(shè)備故障原因而造成的發(fā)電限制。

　　當前，中國的棄風問題已經(jīng)造成了巨大的經(jīng)濟和能源效率損失。僅2016年，棄風電量就達到了497億千瓦時，這甚至高于總?cè)丝谶_1.63億的孟加拉國在2016年的總用電量(490億千瓦時)。

　　如果被棄的風電全部可以上網(wǎng)，替代燃煤發(fā)電，ji因此而減少4200萬噸的二氧化碳排放(相當于2016年保加利亞的全年排放量)。在當前電力體制改革的背景下，解決棄風問題有助于中國的電力體制朝更加可再生能源友好的方向過渡。

　　報告應用電力管理體制的框架來解釋棄風問題，并嘗試尋找問題的制度性根源。通過在甘肅省酒泉市和蘭州市實地調(diào)查以及對不同利益相關(guān)者和風電專家的訪問，研究人員發(fā)現(xiàn)電力管理體制的碎片化是中國棄風問題最根本的制度原因。

　　報告建議：

　　1、要依托于可再生能源配額制，盡快建立區(qū)域性的電力現(xiàn)貨市場，打破省間壁壘。

　　2、依托當前的電網(wǎng)區(qū)域劃分，建立華南、華東、華中、華北、東北和西北六個區(qū)域電力現(xiàn)貨市場。

　　3、引進現(xiàn)貨產(chǎn)品，促進可再生能源參與市場競爭。

　　4、建立統(tǒng)一的區(qū)域現(xiàn)貨交易系統(tǒng)。

　　從輸送限制阻礙轉(zhuǎn)為省間壁壘

　　甘肅酒泉市風資源非常豐富，風速波動范圍在4.0-12.0米/秒間，盛行風速5.0-6.5米/秒，鮮有破壞性風速，并且多數(shù)地區(qū)的風功率密度大于150瓦/平方米。此外，由于沙漠地區(qū)土地征用成本較低，酒泉風能的開發(fā)成本遠低于全國其他地區(qū)。一些風電開發(fā)商認為，酒泉是中國大型風電開發(fā)的最佳地區(qū)。不過，一個較大的缺陷是它距電力負荷中心的距離較遠。

　　2005年，酒泉市政府制定了風電發(fā)展戰(zhàn)略，并向甘肅省發(fā)改委和國家發(fā)改委提交了建設(shè)1吉瓦(等于一百萬千瓦)風電基地的計劃方案，但后者并未批準該項計劃。然而，隨著中國《可再生能源法》于2006年1月1日生效，情況很快就發(fā)生了變化。該法引起了風電開發(fā)商和地方政府的極大熱情。2007年7月，時任省委書記親赴酒泉實地考察，表示支持酒泉的發(fā)展戰(zhàn)略，并提出要把酒泉建成省級風電基地。

　　同年9月，一批中央政府官員視察了酒泉，當?shù)卣槃萏岢隽司迫L電基地發(fā)展戰(zhàn)略。 同月，國家能源局頒布國家戰(zhàn)略建設(shè)大型風電基地，并要將這些能源基地納入?yún)^(qū)域電網(wǎng)。2008年初，酒泉被批準為中國首個千萬級(10吉瓦)風電試驗基地，20余家發(fā)電公司與酒泉市政府簽訂了投資合同。

　　至2010年，酒泉風電項目及相關(guān)制造業(yè)投資達到223億元人民幣，稅收收入達到1.94億元人民幣，創(chuàng)造了8000多個就業(yè)崗位。在風電發(fā)展帶動下，酒泉的GDP排名從2005年的甘肅省第四位上升到2010年的第二位。

　　酒泉風電基地建設(shè)分兩期進行(見表1)。首期規(guī)劃裝機容量為3.8吉瓦，計劃于2009年至2010年間完工。根據(jù)市政府安排，第一階段的建設(shè)工作應于2010年，即“十一五”末期完成。若將裝機規(guī)模和天氣因素造成的施工中斷考慮在內(nèi)，時間非常緊張。然而，如果能在2010年內(nèi)完成第一階段規(guī)劃，酒泉市政府則可以在“十二五”國家風電開發(fā)規(guī)劃中爭取更高的份額。因此，從2009年到2010年，地方政府加速推進風電場建設(shè)，冬季中工程建設(shè)也未中斷。然而由于趕工而無法保障工程質(zhì)量，造成了大面積風機脫網(wǎng)的嚴重事故。加上各種整改措施，酒泉一期事實上在2012年才完工。

　　表1: 酒泉風電基地建設(shè)計劃

　　盡管如此，早在2009年酒泉市就開始出現(xiàn)棄風限電現(xiàn)象。2008年，當?shù)仉娋W(wǎng)的風力外輸能力不足500兆瓦，遠低于未來電力外輸?shù)谋匾?。因此，在酒泉風電基地的規(guī)劃中包含新增兩條750千伏輸電線路，將酒泉的風電輸送至西北電網(wǎng)。第一條輸電線路完成后交付容量將增加到2.6吉瓦，滿足規(guī)劃電力容量的輸電需求。

　　可是，甘肅省政府又批準了35個風電項目，第一階段的總裝機容量達到5.5吉瓦，遠超出原先3.8吉瓦的目標。因此，2010年的限電率達到30-40%，即使在第一條輸電線路完成、2011年建設(shè)暫緩后棄電率仍保持在20%以上(見表2)。

　　表2: 酒泉市2008 - 2016年風電消納情況(單位:兆瓦)

　　輸電線路建設(shè)并沒有和風電場的發(fā)展協(xié)調(diào)一致。2011年，盡管第一階段規(guī)劃尚未完成，酒泉政府仍然開始推進風電場第二階段建設(shè)。為了應對風電場的無序擴張，國家能源局出臺了《風電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》，以限制“十二五”期間風電發(fā)展的速度和規(guī)模，并要求風電項目審批必須符合國家整體規(guī)劃。

　　歷經(jīng)一年的談判，酒泉第二階段工程分為兩批進行，第一批計劃建設(shè)3吉瓦，第二批5吉瓦。2012年9月，國家能源局批準首批建設(shè)方案，并規(guī)定只有在輸電問題解決后才能批準后續(xù)項目。次年，第二條750千伏的傳輸項目投入使用，輸出能力增加至5.68吉瓦。然而，酒泉的風電總裝機容量至此已達6吉瓦，太陽能光伏發(fā)電裝機容量也達到1吉瓦。同時，西北地區(qū)其他城市的風能和太陽能設(shè)施也與酒泉共享輸電線路，大量新能源電力的同時上馬進一步加劇了輸電系統(tǒng)的負擔。

　　2015年第二階段第一批風電建設(shè)完成后，限電情況最為嚴重。作為回應，國家能源局停止了甘肅、新疆、內(nèi)蒙古等省的風電項目審批和建設(shè)。雖然第二批酒泉風力發(fā)電項目的初期工作已經(jīng)開始，但由于風電限電情況嚴峻，風電場的建設(shè)仍舊被迫推遲。有關(guān)方面繼而將希望寄托于在規(guī)劃中、從甘肅酒泉到湖南株洲的800千伏特高壓直流輸電工程。

　　2010年，甘肅省和國家電網(wǎng)公司計劃建設(shè)一條向華中地區(qū)輸送電力的特高壓跨區(qū)輸電線路。第二年，甘肅、湖南兩省政府在國家電網(wǎng)公司的支持下簽署了《湖南甘肅兩省送電框架協(xié)議》。由于對特高壓技術(shù)的分歧，國家發(fā)改委在2015年之前未批準該項目。不過，輸電線路終于在2015年開始建設(shè)，并于2017年投入使用。

　　然而，華中地區(qū)受電省份卻不再面臨電力供應的短缺。2011年至2016年，發(fā)電企業(yè)在湖南省新裝了12吉瓦的火力發(fā)電機組，其增加量達到該省2010年發(fā)電裝機的40%。該地區(qū)其他省份也進行了類似規(guī)模的火力發(fā)電能力建設(shè)。因此，現(xiàn)在電力供應充足的受電省份不愿意再接受電力進口。而最新報告表明，通過特高壓線路輸出的電力遠低于甘肅省的預期。據(jù)國家能源局統(tǒng)計，甘肅省2017年發(fā)電限電率仍高達33%。

　　從電力產(chǎn)能過剩到需求減弱

　　酒泉是甘肅省十四個地級市之一。報告指出，目前的酒泉限電問題需要放到甘肅省和整個西北地區(qū)的能源生產(chǎn)背景下才能理解。

　　甘肅省政府于2009年首次提出成為國家能源基地，并向其他省份提供清潔能源。同時，西北地區(qū)五個省份中有四個在“十二五”規(guī)劃中被定位為國家能源基地(如鄂爾多斯盆地能源基地和新疆能源基地)?？紤]到西北各省持續(xù)增加的電力生產(chǎn)能力，如果沒有相應配套的跨區(qū)輸送工程，電力部門的產(chǎn)能過剩不可避免。

　　綜上所述，報告認為導致甘肅省2009年至2014年風電削減的四個因素除了輸送限制外，還有調(diào)峰問題、產(chǎn)能過剩及需求不足問題。

　　2014年9月之前，由區(qū)域電網(wǎng)公司西北電網(wǎng)負責調(diào)度西北五省的風電場。由于風力發(fā)電的間歇性，青海省的水電常被用于風電調(diào)峰。然而，2014年9月，風電調(diào)度權(quán)由區(qū)域電網(wǎng)公司轉(zhuǎn)入省級電網(wǎng)公司，反而加劇了甘肅省的電力調(diào)峰問題。在此之前，酒泉風電基地計劃未提及這一問題。此外，甘肅省“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃中，也缺乏風電容量增長與系統(tǒng)調(diào)峰的細節(jié)方案。

　　從2015年起，風電發(fā)展主要問題從供給端轉(zhuǎn)向了需求端。甘肅省內(nèi)逐漸放緩甚至下降。同時，受電省份的需求也顯著放緩。

　　電力決策權(quán)力分散亟待解決

　　報告還梳理了吉林省通榆縣風電基地發(fā)展的案例，與酒泉案例作比較發(fā)現(xiàn)存在同樣的監(jiān)管問題：

　　1)2011年之前，風電項目審批權(quán)限分散(體現(xiàn)在省級計劃與國家計劃不匹配)是導致局部供應過剩和間歇性輸電限制的主因。

　　2)由于“十二五”期間電源與電網(wǎng)規(guī)劃缺乏協(xié)調(diào)，西北、東北地區(qū)跨區(qū)輸電線路的審批和建設(shè)遠遠落后于電力項目。

　　3)為保護地方經(jīng)濟利益，由各省主導的能源決策造成了電力交易的省間壁壘。

　　報告認為，中國電力管理體制的碎片化主要存在于縱向和橫向兩個維度。

　　縱向來看，中央政府和省級政府各自具備電力決策權(quán)：中央政府制定國家政策，各省制定轄區(qū)內(nèi)的發(fā)電和用電計劃。在橫向維度，中央和地方政府各部門之間的責任分散，各個部委或部門內(nèi)部的決策權(quán)甚至會進一步分散。此外，國有電網(wǎng)公司和發(fā)電公司具備強大的議價能力，可以影響電力決策。中央政府和地方政府之間權(quán)責分散、導致協(xié)調(diào)難度很高。

　　2011年以來，全國統(tǒng)一的年度風電發(fā)展計劃有助于解決項目審批權(quán)力分散的問題。2016年，國家發(fā)改委和國家能源局出臺了統(tǒng)一的電力行業(yè)發(fā)展五年規(guī)劃，隨之結(jié)束了此前10年間各種電源和電網(wǎng)規(guī)劃分散的情形。盡管如此，省間壁壘造成的跨省交易障礙仍未得到有效根治。

　　報告建議成立區(qū)域電力現(xiàn)貨市場，旨在打破省際壁壘并實現(xiàn)更廣泛的電力資源優(yōu)化配置。區(qū)域電力現(xiàn)貨市場僅針對現(xiàn)貨產(chǎn)品，根據(jù)市場情況，產(chǎn)品按時間可以日前、周末、半小時或小時劃分。此外，為了獲得地方政府支持，在建立區(qū)域電力現(xiàn)貨市場的同時，應該保留省級市場作為中長期交易平臺，便于地方政府配置省內(nèi)資源。

　　首先，依托當前的電網(wǎng)區(qū)域劃分，建立華南、華東、華中、華北、東北和西北六個區(qū)域電力現(xiàn)貨市場。國家能源局和發(fā)改委應發(fā)揮主導作用。區(qū)域電網(wǎng)公司則應負責建設(shè)電力交易平臺、交易機構(gòu)和調(diào)度中心。

　　其次，引進現(xiàn)貨產(chǎn)品，促進可再生能源參與市場競爭。區(qū)域交易機構(gòu)應提供有關(guān)可再生能源交易申報、預測和更新的靈活機制。同時，國家能源局和國家發(fā)改委應要求可再生能源也提供系統(tǒng)調(diào)峰服務(wù)。在初期階段，區(qū)域現(xiàn)貨市場可以服務(wù)于風電和其他電力的增量交易。

　　再次，建立統(tǒng)一的區(qū)域現(xiàn)貨交易系統(tǒng)。區(qū)域性交易機構(gòu)應該建立連接區(qū)域和省級交易平臺的接口標準，省內(nèi)和省間現(xiàn)貨交易服務(wù)應同時提供。此外，國家能源局和國家發(fā)改委應制定明確的時間表逐步退出省級發(fā)電和用電計劃管理。最終，所有現(xiàn)貨交易都應在區(qū)域市場進行，中長期交易在省級市場進行。

　　從長遠來看，中國應進一步推進電力市場改革，建設(shè)可再生能源友好的電力市場，重點建設(shè)電力交易的輔助服務(wù)機制。根據(jù)中國基于資源型風電戰(zhàn)略，政府應設(shè)計跨區(qū)域輔助電力服務(wù)機制，以滿足大規(guī)?？鐓^(qū)域電力輸送的需求。由此，通過日漸成熟的電力市場機制徹底解決風電限電問題。