弃风率低于5%,如何实现

2020-10-16 07:19张树伟
风能 2020年6期
关键词:调峰风电调度

文 | 本刊特约评论员 张树伟

2010年之后,风电以及光伏的快速发展,推动我国迅速发展壮大了一批可再生能源设备制造企业。同时,旧有电力系统的运行、规划模式与可再生能源出力特点的不适应,也使我国出现了比其他国家严重得多的弃风限电问题。关于这方面的原因,本刊2017-2018年的10期专栏已经进行过详细的解析。

自2017年起,这一问题陆续得到政府、社会各个层面的关注。李克强总理在多个场合表示,要提升清洁能源消纳水平。

2017年9月,国家电网向社会承诺,力争到2020年将其经营区范围内的弃风、弃光率控制在5%以内。

2018年年底,国家能源局印发《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》,制定了到2020年实现限电率低于5%的目标。

种种迹象表明,解决弃风限电顽疾的政治意愿已经非常高,成为一项必须完成的任务。从国家能源局公布的数据来看,到2019年,全国弃风、弃光率下降至5%以内的目标已经达成。

但是,随之而来的问题便是:实现这一目标的手段合理吗?通过对最近一段时间政策与产业动向的观察可以看出,为实现这一目标“不择手段”的倾向与苗头已经出现,是时候强调“目标合理也不能不择手段”的问题了。

过去的故事与事实

过去,我们一直坚决反对“弃风”的提法,而要代之以“控风”。原因是多方面的,甚至包括心理层面。当人们重复“弃风”这个词很多遍后,从心理上似乎就接受了它的“正当性”。其实,从电力系统平衡困难到弃风,中间可以有多个阶段选择,包括:风电加入,电力系统平衡更快、更短,适应了;某些时段弃电,但不一定需要弃风电;即使弃风电,也能给予财政补偿;有弃风,也不给财政补偿,谁被弃谁倒霉。

本来,任何国家都可能因为系统安全等原因非正常地切除某个机组。但是,这种物理的切除,并不影响之前通过市场竞争形成的财务结算关系。

如果此前这一机组不管是通过行政还是市场竞争的方式获得了市场份额,而无法发出电来,那么按照其发电损失进行补偿即可。事情本来是可以这么简单的。对于消费者而言,消费风电还是煤电,并没有任何区别,每千瓦时电力的费用也就相差几分到几角钱。这完全是一个从经济性上就可以采取有限手段完美解决的问题。

但是,一旦确定限电率为5%的非经济性目标,这个问题就在过去几年变得复杂了。电力系统的利益相关者,有意无意地把一个普通的经济补偿问题,变成了为实现这一目标僵化地采用各种方法、手段。而这些实现的方式,恰恰隐藏着各种其他风险以及意想不到的后果。

通过限制新的可再生能源装机。这方面最常见的就是“合理把握风光发展规模与节奏”,却从来不界定“合理”的标准是多少,往往在现实中演变为通过限制可再生能源装机量来实现目标的状况。2017年,《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》已经确定了力争到2030年使非化石能源发电量占全部发电量的比重达到50%的目标,为此,风电与光伏的开发速度起码要翻番才行。目前来看,这种实现弃风、弃光的手段,将使得2030年目标的实现遥遥无期。

通过僵直外送破坏东部的系统灵活性。笔者在此前的文章中多次提到,通过“大飞线”式的外送将各种电源打捆,僵直地送到中东部地区充当基荷,完全是一种得不偿失、破坏统一市场与系统灵活性的做法。西部地区每新增1MW的风电/光伏装机,需要配套0.5~1MW的火电装机,产出大部分时间为1.5MW甚至更高的外送容量。以目前框定“系统消纳能力”的方法论计算,将直接降低东部地区新增1.5MW,乃至2MW可再生能源装机的潜力。

通过可再生能源支付高额费用。东北“抓壮丁”式的所谓调峰辅助服务市场显示1: http://www.energystorage-journal.com/portal.php?mod=view&aid=37075:“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额度,已经大大超过电力本身的价值,而这些“羊毛”却是部分出在可再生能源身上的。

通过加装高成本储能。储能目前的成本至少在0.5元/千瓦时以上。如果调度能够更加细化其平衡尺度,那么系统根本不需要通过储能来实现“平滑出力”的目的。目前,多个省份都有冲动出台政策强制风电、光伏配置储能。这种安排,充满着道德风险与得不偿失的投资需求。

通过改变统计口径。国家能源局相关负责人在解读《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》时表示,对于风电、光伏以及水能利用率高于95%的区域和主要流域,其限发电量在合理范围内,不再计入全国限电量的统计范围2: http://www.xinhuanet.com/energy/2019-01/21/c_1124018557.htm。国网能源研究院负责人则称:需要科学界定新能源弃电的统计方式和标准,例如,对于山东等中东部省份,新能源弃电主要发生在春节等节假日期间,建议不计入弃电统计。这样既具有更好的系统整体经济性,也有利于支撑更大的新能源开发规模,提高新能源发电量占比3: http://www.sgeri.sgcc.com.cn/html/sgeri/col1080000035/2019-07/17/20190717082856912865153_1.html。

这是令人无法理解的,限电就是限电,不存在进一步划分性质以计量或者忽略的方法论。如果全国利用率达到95%,可以忽略不计了,那么经过这种“化简”后全国限电率岂不是0,而不是5%?如果放任这种行为,改不了温度就改温度计,那么必须追问:温度计还能表征温度吗?

目标的正当性并不能代表手段的正当性。如果一个目标需要不择手段地去实现,这个目标本身极有可能就是错误的。我们需要一个稳定一致的价值观,而不是在每一旦确定限电率为5% 的非经济性目标,利益相关者会将普通的经济补偿问题,变成为实现这一目标不择手段。一个具体问题上都是特例—这件事情A标准优先,换成另外一件事情就B标准优先了。解决可再生能源限电问题的影子价格,也就是最大价值,就是给予这些机组财务补偿的价格。超过这个价值的“实现方式”,是指向减少社会福利最大化的。

在我国,关于何为调峰辅助服务,如何为辅助服务定价(行政或者市场方式),认识上仍旧是极其混乱与缺乏逻辑的;同时,系统的调度运行数据仍然是机密,广大从业者无法在足够的分辨率上了解系统到底如何运行,是否与宣称的“三公调度”并不一致。这方面的现状,使得所有的改革无法形成合力。因此,通过调度运行数据的透明化,以提升整个社会理解的“水位”,仍是目前持续推动电力体制改革的重中之重以及可以有所作为的地方。

从消费者的视角来看,使用此时此刻成本最低的电源满足需求,是消费者福利最大化的基本要求。这需要的是一个始终追求的目标—经济调度,而不是《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》中表述的“节能低碳调度”。这种非经济标准除了存在破坏市场统一性、技术非中性、缺乏激励等问题,往往还会产生很多其他意想不到的后果。比如,根据这种标准,那么天然气发电机组会永远比煤电优先。无论天然气价格如何上升,这一排序都将与能源市场的动态毫无关系。这无疑是对天然气发电(本来只工作在峰荷)的过度激励,损害消费者的福利,造成天然气的浪费与安全问题。

当然,现实世界的经济调度永远是需要考虑系统的各种额外物理、稳定的电源与电网环境的,它们构成了经济调度的“约束”。如果系统存在短期紧急情况,需要使用那些成本并不是最低的电源(在美国,这些机组成为“out of merit”),那么调度必须进行再调度(re-dispatch),补偿这一过程中的受损者,比如那些应发而未发的机组。

通过调度运行数据的透明化,以提升社会理解的“水位”,仍是目前持续推动电力体制改革的重中之重。

小结

为实现5%以内的目标而采取一些不合理的做法,我们需要充分警惕它的长期危害性与不可持续性,特别是给可再生能源发展质量造成的负面影响。

解决弃风限电带来的价值是有限的,而非无限,对应的上限是每千瓦时电力的价格。如果解决弃风限电产生的成本超过了这一价值,那么这种解决方式就完全没有将风电弃掉再给予经济补偿来得合理。

这在本质上是价值观问题,即是否采用了成本效益分析?理性的行动需要收益大于成本,以及成本有效性分析:是否选择了成本最低的手段来实现既定的目标。

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