趙建華,張 典,夏懷民,張海明
(1.三峽大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,湖北宜昌443002;2.國網(wǎng)湖北省電力公司,湖北武漢430077)
風(fēng)能作為重要的可再生能源之一,具有清潔無污染、開發(fā)潛力巨大等特點(diǎn),是世界各國爭先發(fā)展的戰(zhàn)略能源。風(fēng)電在我國發(fā)展迅速,隨著全社會(huì)用電需求的日益增長,風(fēng)電等可再生能源更多地參與到電力市場(chǎng)中,但由于我國風(fēng)電發(fā)展缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和風(fēng)電具有間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)[1],從2010年開始,我國“棄風(fēng)限電”、風(fēng)電消納難題突顯。
目前,有關(guān)風(fēng)電消納和涉及風(fēng)電的可再生能源電價(jià)已有一些研究。朱凌志[2]和劉新東[3]等根據(jù)中國風(fēng)電發(fā)展的特點(diǎn),提出從加強(qiáng)調(diào)峰電源和跨區(qū)電網(wǎng)建設(shè)、突破風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù),以及當(dāng)風(fēng)電產(chǎn)量過剩時(shí),允許合理?xiàng)夛L(fēng)等方面來促進(jìn)中國風(fēng)電的消納;Lund H[4]通過統(tǒng)計(jì)每小時(shí)關(guān)系法和基于市場(chǎng)理解的因果關(guān)系法,將丹麥風(fēng)電放到北歐電力市場(chǎng)的大環(huán)境中,利用市場(chǎng)機(jī)制,促進(jìn)丹麥風(fēng)電的內(nèi)需和出口。史丹[5]認(rèn)為我國可再生能源的標(biāo)桿電價(jià)是以“項(xiàng)目成本法”來制定的,未考慮環(huán)境、通脹等因素;王正明[6]認(rèn)為風(fēng)電價(jià)格實(shí)質(zhì)上更具有市場(chǎng)化的基礎(chǔ),但現(xiàn)實(shí)中又不具備完全市場(chǎng)化的條件,所以需要進(jìn)行管制,應(yīng)把握常規(guī)電力的隱性成本內(nèi)部化來形成更合理的風(fēng)電價(jià)格。本文將在已有研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)探討我國風(fēng)電發(fā)電側(cè)上網(wǎng)電價(jià)的形成機(jī)制問題,并對(duì)我國有關(guān)棄風(fēng)率的影響因素進(jìn)行實(shí)證分析,提出緩解我國風(fēng)電消納難題的具體措施。
我國風(fēng)電發(fā)展始于20世紀(jì)80年代,起步較晚但發(fā)展迅速。我國風(fēng)能資源主要分布在我國“三北”地區(qū)(包括東北、西北和華北地區(qū))以及部分沿海地區(qū),占全國風(fēng)電總?cè)萘康?3.4%[7],整體呈現(xiàn)集中式開發(fā)的特點(diǎn)。2016年,我國風(fēng)電發(fā)電量為2 410億kW·h,占全部發(fā)電量的4%,風(fēng)電整體發(fā)展迅速。據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)[8],我國歷年風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展情況見圖1。
圖1 2006年~2016年我國風(fēng)電裝機(jī)容量情況統(tǒng)計(jì)
從2010年開始我國“棄風(fēng)限電”現(xiàn)象開始突顯,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題逐步從原有不斷地爭取大規(guī)模和高速度的風(fēng)電裝機(jī)量,轉(zhuǎn)向如何解決風(fēng)電生產(chǎn)與風(fēng)電消納之間的矛盾。2016年,我國“棄風(fēng)限電”形勢(shì)繼續(xù)加劇,全年棄風(fēng)電量高達(dá)497億kW·h。其中,甘肅、新疆、吉林和內(nèi)蒙古的棄風(fēng)率分別高達(dá)43%、38%、30%和21%。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)[9],我國歷年風(fēng)電棄電情況見圖2。
圖2 2011年~2016年我國風(fēng)電棄電情況統(tǒng)計(jì)
國家能源管理部門和國家電網(wǎng)公司在規(guī)劃風(fēng)電的發(fā)展時(shí),只注重風(fēng)電的生產(chǎn)規(guī)劃,忽略了電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃,導(dǎo)致電網(wǎng)建設(shè)難以跟進(jìn),風(fēng)電對(duì)外輸送能力不足,風(fēng)電“窩電”現(xiàn)象嚴(yán)重。另外,由于煤炭價(jià)格便宜、冬季供暖便利以及火電對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用顯著,在沒有完全考慮火電環(huán)境成本的情況下,快速舍棄傳統(tǒng)能源發(fā)電難以實(shí)現(xiàn)?;痣娕c風(fēng)電的發(fā)展矛盾加劇,進(jìn)一步擠壓了風(fēng)電的發(fā)展空間。
風(fēng)電具有間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)[1],而電力需求的可持續(xù)性要求可再生能源發(fā)電缺口需要常規(guī)性能源對(duì)作補(bǔ)充。我國“三北”地區(qū)火電裝機(jī)比重均高達(dá)70%以上,水電等快速調(diào)峰電源比重不足2%,系統(tǒng)本身的調(diào)峰能力較弱[7],電源結(jié)構(gòu)性矛盾突出。此外,和其他國家相比,我國風(fēng)電儲(chǔ)存能力較弱,而風(fēng)電自身的反調(diào)峰性需要研發(fā)風(fēng)電制熱、風(fēng)電制氫等技術(shù)來儲(chǔ)存風(fēng)電。
我國風(fēng)電的能源生產(chǎn)中心和能源負(fù)荷中心呈逆向分布。風(fēng)力資源集中于我國的“三北”地區(qū)和部分沿海地區(qū),但東北地區(qū)和西北地區(qū)都遠(yuǎn)離負(fù)荷中心。東北地區(qū)屬于我國的老工業(yè)基地,由于其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不優(yōu)、人才流失嚴(yán)重等問題,“東北三省”經(jīng)濟(jì)近幾年“集體衰落”,其電力市場(chǎng)容量有限,風(fēng)電消納能力較弱。而西北地區(qū)屬于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū),盡管風(fēng)力資源豐富、風(fēng)電建設(shè)地理?xiàng)l件優(yōu)越,但當(dāng)?shù)赜秒娦枨笤鲩L相對(duì)較慢,就地消納能力弱。
我國風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)涉及政府、開發(fā)商和電網(wǎng)公司三個(gè)主體,政府通過特許權(quán)合同將風(fēng)電開發(fā)項(xiàng)目委托給中標(biāo)的開發(fā)商,開發(fā)商負(fù)責(zé)開發(fā)風(fēng)能資源并在一定期限內(nèi)享有風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)營權(quán)和使用權(quán)。而電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)與中標(biāo)的開發(fā)商簽訂風(fēng)電購銷合同,保證全額收購風(fēng)電。從2003年開始,我國共歷經(jīng)了5期陸上風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo),總計(jì)15個(gè)風(fēng)電場(chǎng)招投標(biāo)項(xiàng)目。
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方面,2003年和2004年實(shí)行的評(píng)標(biāo)原則是“以承諾上網(wǎng)電價(jià)最低和設(shè)備本地化率最高的投標(biāo)人為中標(biāo)人”,2005年調(diào)整為“綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高者為中標(biāo)人”,其中上網(wǎng)電價(jià)的權(quán)重為40%[10]。從第3期開始,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)開始從根據(jù)單一的投標(biāo)電價(jià)最低者中標(biāo)轉(zhuǎn)為綜合型的評(píng)價(jià)體系。第4期上網(wǎng)電價(jià)的權(quán)重為30%,第5期上網(wǎng)電價(jià)的權(quán)重為25%且采取越接近平均投標(biāo)電價(jià),得分越高的評(píng)價(jià)方式。5期特許權(quán)招標(biāo)的中標(biāo)價(jià)格范圍分別為0.436 5~0.501 3元/kW·h、0.382 0~0.519 0元/kW·h、0.461 6~0.6元/kW·h、0.42~0.500 6元/kW·h和0.468 0~0.551 0元/kW·h。經(jīng)過5期特許權(quán)招標(biāo),我國風(fēng)電招標(biāo)價(jià)格日趨合理,低價(jià)惡性競爭的情況有所好轉(zhuǎn)。
風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率方面,前3期招標(biāo)提出了設(shè)備本地化率最高的投標(biāo)人為中標(biāo)人,但沒有對(duì)“設(shè)備本地化率最高”這個(gè)數(shù)據(jù)做出具體的要求和限定。從第4期開始,招標(biāo)對(duì)風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率提出具體要求。風(fēng)電設(shè)備制造商可以作為投標(biāo)人單獨(dú)投標(biāo)或和一個(gè)投資人聯(lián)合投標(biāo),其要求是制造商必須提出實(shí)現(xiàn)70%國產(chǎn)化率風(fēng)電機(jī)組的具體方案和措施。在第5期,為了提高國產(chǎn)風(fēng)電機(jī)組的使用率和市場(chǎng)份額,招標(biāo)提出了風(fēng)電機(jī)組制造商可以在同一項(xiàng)目上與不超過3家的投標(biāo)人簽訂供貨協(xié)議,取消了供貨協(xié)議的一對(duì)一和排他性。
風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)制引入了市場(chǎng)化競爭,使風(fēng)電價(jià)格整體降低,且特許權(quán)招標(biāo)制對(duì)風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率提出的具體要求為國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)提供了廣闊的市場(chǎng),培育了國內(nèi)新興的風(fēng)電設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)。風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)制促進(jìn)了我國風(fēng)電的發(fā)展,但其自身還有一些缺陷。第一,競標(biāo)者們?yōu)榱巳〉庙?xiàng)目、搶占資源,忽略了自身的投資收益率而不斷壓低投標(biāo)價(jià)格,這種惡性競爭導(dǎo)致了風(fēng)電中標(biāo)價(jià)格過低,超出正常范圍;第二,特許權(quán)中標(biāo)公司多為國企能源公司,國企占據(jù)了大部分的風(fēng)電市場(chǎng)份額,打壓了民營企業(yè)的積極性,不利于我國可再生能源電力市場(chǎng)中的競爭多元化。
我國風(fēng)電分區(qū)域標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)屬于固定電價(jià),它是指在某一資源區(qū)內(nèi),風(fēng)電發(fā)電企業(yè)將所發(fā)電量賣給電網(wǎng)企業(yè)時(shí)收取的售電價(jià)格。我國按風(fēng)能資源狀況和工程建設(shè)條件將全國分為4類資源區(qū),風(fēng)能資源豐富程度按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類資源區(qū)依次遞減,且對(duì)陸上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)不斷進(jìn)行調(diào)整[11],見表1。
表1 我國新建陸上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)統(tǒng)計(jì)
風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)定價(jià)機(jī)制是對(duì)風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)制的再一次完善和創(chuàng)新。一是按資源區(qū)劃分的標(biāo)桿價(jià)格明確、清晰,在電價(jià)管理和電力交易中可操作性強(qiáng)、方便管理;二是政府強(qiáng)制要求電網(wǎng)企業(yè)以固定電價(jià)全額收購風(fēng)電,保證了風(fēng)電發(fā)電企業(yè)的利益,也有利于提高風(fēng)電在電力消費(fèi)中的占比。但由于我國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)實(shí)情況復(fù)雜,我國風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)仍有不足。第一,標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)在某種程度上擯棄了市場(chǎng)機(jī)制,固定電價(jià)無法在短期內(nèi)對(duì)電力市場(chǎng)供需變化做出快速反應(yīng),定價(jià)機(jī)制缺乏靈活性;第二,有學(xué)者通過分析比較[12],發(fā)現(xiàn)我國風(fēng)電存在補(bǔ)貼發(fā)放不規(guī)范的現(xiàn)象;第三,我國可再生能源電價(jià)附加征收標(biāo)準(zhǔn)不斷提高,從最初的2厘/kW·h提高到2016年的1.9分/kW·h,電力用戶負(fù)擔(dān)不斷加重。
由于我國風(fēng)電數(shù)據(jù)的有限性,省級(jí)風(fēng)電數(shù)據(jù)從2011年開始統(tǒng)計(jì),主要統(tǒng)計(jì)了13個(gè)重點(diǎn)“棄風(fēng)”省份(直轄市、自治區(qū))的相關(guān)數(shù)據(jù)。13個(gè)省(直轄市、自治區(qū))分別為天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東、云南、陜西、甘肅、寧夏、新疆。本文采用2011年~2015年全國13個(gè)省(直轄市、自治區(qū))的棄風(fēng)率(%)、風(fēng)電新增并網(wǎng)容量(萬kW)、地區(qū)生產(chǎn)總值(億元)和電力消費(fèi)量(億kW·h)構(gòu)成面板數(shù)據(jù),使用的數(shù)據(jù)主要來源于國家能源局網(wǎng)站、國家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站、可再生能源信息網(wǎng)、CREIA歷年《中國風(fēng)電發(fā)展報(bào)告》以及部分省份的《2015年電力運(yùn)行年報(bào)》。
選取棄風(fēng)率、風(fēng)電新增并網(wǎng)容量、地區(qū)生產(chǎn)總值和電力消費(fèi)量這四個(gè)指標(biāo)構(gòu)建計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型,以對(duì)我國13個(gè)重點(diǎn)“棄風(fēng)”省份有關(guān)棄風(fēng)率的影響因素進(jìn)行分析。影響棄風(fēng)率的指標(biāo)有很多,選取以上3個(gè)解釋變量是由于我國“棄風(fēng)限電”可能不僅與風(fēng)電并網(wǎng)容量有關(guān),還與不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和電力需求有關(guān)。
建立多元回歸模型如下
Y=β0+β1×X1+β2×X2+β3×X3+μ
(1)
式中,Y表示棄風(fēng)率;X1、X2和X3分別表示風(fēng)電新增并網(wǎng)容量、地區(qū)生產(chǎn)總值和電力消費(fèi)量;β0、β1、β2和β3為模型的參數(shù);μ為隨機(jī)項(xiàng)。通過Eviews軟件對(duì)面板數(shù)據(jù)的解釋變量取對(duì)數(shù)(被解釋變量的單位為百分比,不需要取對(duì)數(shù))后,進(jìn)行回歸分析,得到以下結(jié)果:
結(jié)果中,lnX1、lnX2、lnX3的t統(tǒng)計(jì)值絕對(duì)值大于2,P值小于0.05通過顯著性檢驗(yàn)。模型最終表示為
Y=23.230 59+7.356 242lnX1+9.176 581lnX2-18.244 66lnX3 (2)
可以看出,風(fēng)電新增并網(wǎng)容量每提高1%,棄風(fēng)率增加0.073 6。我國風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模持續(xù)上升,但由于我國風(fēng)電存在局部地區(qū)產(chǎn)能過剩的問題,“棄風(fēng)限電”現(xiàn)象僅在個(gè)別地區(qū)得到改善,全國范圍內(nèi)仍有大批風(fēng)電項(xiàng)目缺乏并網(wǎng)指標(biāo),導(dǎo)致棄風(fēng)率增加;地區(qū)生產(chǎn)總值每提高1%,棄風(fēng)率增加0.091 8。13個(gè)重點(diǎn)“棄風(fēng)”省份(直轄市、自治區(qū))多屬于東北和西北地區(qū),地區(qū)本身經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件和就地消納能力有限,一些省份無法消納多余的電力只好“棄風(fēng)”;電力消費(fèi)量每提高1%,棄風(fēng)率降低0.182 4,電力消費(fèi)量增多代表地區(qū)總體電力需求增多,風(fēng)電能增加電力供給和實(shí)現(xiàn)電力消費(fèi)的多樣化。
基于上述研究,結(jié)合我國風(fēng)電發(fā)展實(shí)際情況,從以下幾個(gè)方面提出建議。
一是完善風(fēng)電發(fā)電側(cè)上網(wǎng)電價(jià)的核算方法,考慮其環(huán)境外部成本。我國電力價(jià)格的制定只考慮了發(fā)電的顯性成本,而忽略了需治理火電等傳統(tǒng)能源發(fā)電方式對(duì)環(huán)境造成污染的環(huán)境外部成本,因此風(fēng)電價(jià)格略高于傳統(tǒng)能源電價(jià)。通過參考火電利潤得到風(fēng)電合理利潤的思路,在風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)的制定中考慮風(fēng)電的發(fā)電成本、合理利潤、稅金和環(huán)境外部成本,將風(fēng)電與火電進(jìn)行對(duì)比,風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)與火電上網(wǎng)電價(jià)相比可能更合理,更利于電力消費(fèi)者更多地使用清潔能源,保護(hù)環(huán)境。
二是逐步引入可再生能源配額制,明確能源種類和獎(jiǎng)懲措施。我國明確了2020年各省(自治區(qū)、直轄市)全社會(huì)用電量中非水電可再生能源電力消納量比重為5%~13%之間,可再生能源配額制開始在我國建立。但我國可再生能源配額制還需借鑒美國、澳大利亞等國的成功經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國不同省份的資源稟賦和市場(chǎng)環(huán)境,提出更為具體的可再生能源種類、激勵(lì)和獎(jiǎng)懲措施等,加快綠色證書交易市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)程。
三是提高風(fēng)電在電力消費(fèi)量中的占比,降低棄風(fēng)率,促進(jìn)風(fēng)電消納。通過對(duì)有關(guān)棄風(fēng)率的影響因素進(jìn)行實(shí)證分析,發(fā)現(xiàn)提高電力消費(fèi)量,提高風(fēng)電在電力消費(fèi)量中的占比可促進(jìn)風(fēng)消納??紤]到風(fēng)電的間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)[1],需通過增加風(fēng)電消納途徑和多進(jìn)行電力存儲(chǔ)以保證風(fēng)電的正常供給。比如,在夜間風(fēng)電過多時(shí),對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電儲(chǔ)能或開發(fā)熱電聯(lián)產(chǎn)以利用風(fēng)電進(jìn)行供熱。
本文通過對(duì)我國風(fēng)電發(fā)展的實(shí)際情況和我國風(fēng)電發(fā)電側(cè)上網(wǎng)電價(jià)的形成機(jī)制問題進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)我國要實(shí)現(xiàn)以可再生能源為主的電力行業(yè)的清潔發(fā)展目標(biāo)仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。且本文計(jì)算研究結(jié)果表明,電力消費(fèi)量每提高1%,棄風(fēng)率降低0.1824,電力消費(fèi)量的提高會(huì)使棄風(fēng)率有所降低,因此提高電力消費(fèi)量,特別是提高風(fēng)電在電力消費(fèi)中的有效利用是緩解我國消納難題的主要戰(zhàn)略方向。此外,要抓住清潔能源的發(fā)電優(yōu)勢(shì),積極改進(jìn)我國風(fēng)電的上網(wǎng)電價(jià)核算方法和定價(jià)機(jī)制,為我國新一輪的電力體制改革提供新思路。
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