2013年，按照國家能源局的統(tǒng)計，棄風問題得到了一定程度的緩解，平均棄風電量11%，比2012年降低6個百分點。吉林(22%)、甘肅(21%)、內(nèi)蒙古(蒙東20%，蒙西12%)、河北(17%)的棄風率仍顯得過高。到2013年年底，中國風電并網(wǎng)裝機達到7700萬千瓦，已經(jīng)超過美國(約6100萬千瓦)，位居世界第一位。但是由于嚴重的發(fā)電限制，從發(fā)電量來看，仍舊比美國低15%左右。

風電實際運行小時數(shù)相比設(shè)計值大打折扣，影響風電業(yè)主的投資回收計劃。2012年以后，清潔發(fā)展機制(CDM)項目的核證減排量(CERs)價格大幅下跌，風電項目減少了約0.1元/千瓦時的減排量出售收益。而10%-20%的棄風，其對電廠收益的影響也大致如此。二者相加，風電場的年收益要下降30%，其平均利潤較高峰時期要減少2/3以上。過去幾年，風電設(shè)備制造行業(yè)技術(shù)進步、成本下降的效應完全被抵銷了。

從公共政策的角度，這也影響到標桿電價(FIT)水平的下調(diào)。解決風電棄風問題，關(guān)系到短期風電行業(yè)與產(chǎn)業(yè)經(jīng)營、中期電力系統(tǒng)多元化轉(zhuǎn)型(風電避免鎖定在“高成本、低份額”的均衡狀態(tài)，進入“低成本、高份額”的新的均衡)，以及長期的節(jié)能減排目標的實現(xiàn)與綠色低碳發(fā)展。

傳統(tǒng)電網(wǎng)的功能是實現(xiàn)可控的電力供應與變化的需求間的平衡?，F(xiàn)在，隨著風電、太陽能發(fā)電越來越多，不可控的電力供應比例將越來越大。從技術(shù)上來講，減少棄風有以下5個方面需求與供應側(cè)的措施：

改進天氣預測的精度，用于風電出力預計

這種改進，面對大氣系統(tǒng)固有的不連續(xù)與不確定性，其效果也基本是“成事在天”的，總會存著或大或小的誤差。這一改進的潛力是極其有限的。

需求側(cè)響應

在我國電力市場基本還沒有建立的情況下，這一途徑短中期內(nèi)還只能“束之高閣”。

靈活電源

特別是起停迅速的天然氣，以及一些配合的煤電機組。但是無疑，頻繁的起停將增大設(shè)備運行的難度，增加設(shè)備維護的成本，減少這些機組的利用率。這一增量成本如何補償必須解決。

擴大聯(lián)網(wǎng)范圍

需要巨大的投資，由于建設(shè)的長周期也需要假以時日。

建立儲能系統(tǒng)

抽水蓄能、風電供熱等形式較為可行。其他的技術(shù)都屬于遠景技術(shù)，其商業(yè)化的難度甚至要大于風電的并網(wǎng)本身。

技術(shù)上的可行性并不是實際中需要采用的充分理由，需要經(jīng)濟性的考量與比較。這也是在特定情況下，少量棄風是有效率的選擇的原因。而現(xiàn)實中的物理的、經(jīng)濟的、政策與體制的約束眾多，也會限制技術(shù)充分發(fā)揮作用。本文結(jié)合不同的時間尺度(短期、中期與長期)與空間尺度(具體項目、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與宏觀政策、體制安排)，討論棄風的解決思路。

第一、短期項目層面棄風問題的解決——改變調(diào)度優(yōu)先次序

西部風能物理資源豐富地區(qū)大規(guī)模的風電裝機已是既成事實。短期內(nèi)，電力系統(tǒng)的調(diào)峰備用機組不可能迅速增加，而風電的其他利用方式，比如供熱也因為技術(shù)實踐不足等原因，無法迅速的展開。電力需求不旺，新的電源發(fā)展與擴大聯(lián)網(wǎng)外送也面臨成本較高的問題。短期內(nèi)棄風問題的大幅改觀(比如降到3%以內(nèi)，這接近北美與歐洲情況)似乎無解。

然而事實并非如此。分析幾個“棄風”的重災區(qū)，可以發(fā)現(xiàn)，其傳統(tǒng)的煤電機組的利用小時數(shù)仍舊高達3500-4000小時，甚至更高，現(xiàn)存電力系統(tǒng)接納風電的技術(shù)潛力(比如調(diào)峰深度達到20%以內(nèi)，利用小時數(shù)在1500-2000小時)還遠未實現(xiàn)。

這一現(xiàn)象在電力市場環(huán)境下是不可想象的。因為風電可以以邊際成本低的優(yōu)勢，以零報價上網(wǎng)，在壓低市場價格的同時，獲得市場份額，優(yōu)先滿足或低或高的電力需求。德國可再生能源大發(fā)展的背景下，其傳統(tǒng)機組利用率下降嚴重。2013年夏季，天然氣機組出力就因為燃料成本高昂(邊際成本高)，其利用率下降了20%，而同期電價也下降了13%，這一傳統(tǒng)機組不賺錢的情況已經(jīng)使得系統(tǒng)維持足夠的備用容量都困難。因此探討建立容量市場(Capacity market) 變得必要(盡管理論上，因為機組可以通過足夠高的尖峰負荷時段的“稀缺租金”回收固定資本投資，容量市場并沒有因為可再生能源發(fā)電而存在的必要)。

而我國目前顯然處在另外一個極端上——系統(tǒng)存在過度冗余。原因之一，在于我國調(diào)度體系中仍然維持的所有機組“平均上網(wǎng)小時數(shù)”的政策，并且省級政府具有巨大的自由量裁權(quán)。必須指出的是，風電對傳統(tǒng)電源的擠壓，這是其技術(shù)特點與電力市場設(shè)計所決定的。同時，成本低(指的是可變成本，固定部分已經(jīng)沉沒，不體現(xiàn)在決策之中)的排序優(yōu)先(merit-order)是有效率的市場建設(shè)的要求。

2013年棄風的改善，在筆者看來，大部分來自于優(yōu)化調(diào)度、減少線路的阻塞，以及新增的需求。這一優(yōu)化的潛力在未來仍將是存在的，隨著互聯(lián)的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的改進可能會持續(xù)改善。但是相比而言，更大的結(jié)構(gòu)性調(diào)整在于改變調(diào)度的排序規(guī)則，模擬市場競價行為。這需要調(diào)峰補償機制的更良好運行，以及對這一改變的分布式影響(distributional impacts)問題的解決。

比如如果改變調(diào)度規(guī)則，火電機組的市場份額將受到進一步壓縮，甚至有些省份在某些時段會成為一個純可再生能源電力供應系統(tǒng)，火電完全“淪為”備用。應該講，這是全局有效率的選擇，是基于本地資源稟賦、技術(shù)特點以及社會經(jīng)濟形態(tài)下的“最優(yōu)”(socially-optimal)的電源結(jié)構(gòu)的反映，無疑是一個需要努力的方向。

這是機制安排問題，不是風電與傳統(tǒng)電源間的所謂利益“分餅”游戲。但是，必須承認，這一政策改變對于火電行業(yè)的分布式影響將是非常巨大的，其政治上的可行性存疑。在“最優(yōu)”無法實現(xiàn)的情況下，業(yè)已出現(xiàn)的風電與火電之間的“發(fā)電權(quán)”交易，相比目前的格局，是一種雙方都可以接受的次優(yōu)選擇。

而對于新項目，詳細的并網(wǎng)安排對于項目的可行性論證是必不可少的。事實上，一個典型的風電可研報告，其中重要不可或缺的章節(jié)就是電網(wǎng)接入方案。項目的電網(wǎng)接入設(shè)計，本來就是項目邊界內(nèi)的一部分，二者是“項目與電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃”的。這一問題在已有裝機未能及時并網(wǎng)的問題暴露之后，已經(jīng)得到了極大的改善。未來風電項目的及時并網(wǎng)，應該不會是大的問題，關(guān)鍵在于接入電網(wǎng)之后的利用率是否可以達到可研預期。

第二、中期產(chǎn)業(yè)規(guī)劃規(guī)避棄風問題——明確目標、條件與方法論

風電的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃超越了項目層面，是對風電整體發(fā)展的政策，甚至裝機的規(guī)模、時序、布局的確定與控制。在筆者看來，要避免潛在大規(guī)模棄風問題的出現(xiàn)，風電與電網(wǎng)的規(guī)劃的關(guān)鍵是要區(qū)分清楚哪個是目標，哪個是條件(target and means)，有哪些物理、環(huán)境、經(jīng)濟約束是起作用的，而哪些是需要改變的。風電的發(fā)展如果是目標，那么其他的基礎(chǔ)條件，包括電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)，都是需要提升以滿足風電發(fā)展的途徑。而風電的目標確定，往往基于的是更廣的能源、經(jīng)濟與環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展要求，比如節(jié)能減排目標、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展等等。

條件提升的過程中可能會遇到可行性的障礙，比如短期內(nèi)的投資缺口、工期問題等，但是這不存在不能改善的絕對性“邊界”。因此，設(shè)定政治性目標，包括風電份額與電網(wǎng)調(diào)峰能力的政治性目標，是有可操作性的方式。

過去，我國曾經(jīng)出現(xiàn)過大量的4.95萬千瓦的容量現(xiàn)象。究其原因，在于規(guī)避中央政府的審批。這一度被認為是“無序發(fā)展”的亂象 。那么試問：如果沒有這個“口子”，最初的可再生能源“十一五”規(guī)劃得以嚴格執(zhí)行，那中國2010年的風電裝機規(guī)模也就500-1000萬千瓦，風電機組能否取得如此大幅度的成本下降?不恰當?shù)恼苤?，恰恰是發(fā)展的“障礙”。1000萬千瓦風電可能不會有“棄風”問題，但是風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要滯后太多，陷入“自我鎖定”的困境當中。風電審批的下放，可以說是基于一個錯誤的理由(風電項目偏小，拿到中央審批有點繁瑣)，做了一件正確的事情。

“棄風”必然意味著系統(tǒng)的平衡或者對于風電的調(diào)度與風電出力之間出了問題。有學者據(jù)此提出通過“統(tǒng)一電網(wǎng)與風電規(guī)劃”在中期規(guī)劃尺度上規(guī)避新增風電的棄風問題。筆者對這一基本思路表示贊同，但是“統(tǒng)一規(guī)劃”本身更像是對“棄風”問題的另一種表達(reframing the question) ，而不是問題的解決方案，它并不能回答“風電的發(fā)展規(guī)劃與發(fā)展節(jié)奏”的問題。

過去，以獨立的經(jīng)營個體讓渡自主決策權(quán)為基本特征的“統(tǒng)一規(guī)劃”，在部分情況下是以更大的代價“消滅”了、而不是解決了問題。典型的例子就是西電東送送出地區(qū)(四川)曾經(jīng)出現(xiàn)的本地用電緊張局面，屬于電力資源錯配(本地用電緊張說明本地電力價值升高，而外送電價甚至低于本地上網(wǎng)電價，還要付出輸送成本)。“統(tǒng)一規(guī)劃”在超越項目層面之外，需要表明其基本的方法論體系與合理性。在筆者看來，經(jīng)過改進的綜合資源規(guī)劃(Updated-IRP)方法具有一定范圍的可行性。但是目前這方面的具體討論，在變化了的市場與產(chǎn)業(yè)環(huán)境背景下，是極其不充分的。

第三、長期的電力體制安排——電力市場不可或缺

中長期來看，解決風電的棄風問題，關(guān)鍵在于電力市場的建立。風電本身成本之外的系統(tǒng)接入成本與平衡成本，可以通過專門的輔助服務(wù)市場顯示其構(gòu)成與變動，建立激勵相容的風電發(fā)展的系統(tǒng)支持體系。

在風電產(chǎn)業(yè)初期，通過FIT電價體系，風電發(fā)展的風險得到有效規(guī)避，消除了風險溢價，實現(xiàn)規(guī)劃目標的成本較之直接電力市場競爭往往要低。但是，在產(chǎn)業(yè)具有了明顯的規(guī)模，進入了“規(guī)模上升、價格迅速下降”的軌道之后，F(xiàn)IT電價體系的“固定”就顯得不合時宜了。風電直接參與市場競爭成為可能與必要，德國目前正處于這個轉(zhuǎn)折階段(EEG2.0)。這一階段之后，風電發(fā)展的布局、發(fā)展節(jié)奏等關(guān)鍵的要素，將可以通過市場價格信號的引導得到一定程度的優(yōu)化。從開發(fā)節(jié)奏來看，電力市場的存在可以更好地表征電力供需的松緊程度(現(xiàn)貨價格)，指示未來的電源建設(shè)的前景(期貨價格)。在電力市場條件下，缺乏需求的情況(比如后半夜)下，將只可能有趨于零、甚至低于零的價格(這可以在風電份額大的德國、丹麥電力市場的某些時段看到)，而風電外送到遠端市場在大部分時間也很難與當?shù)仉娫锤偁?因為輸電成本與傳輸損耗)。明確的價格信號將決定系統(tǒng)潮流的走向，指引新項目的布局與建設(shè)，決定不同電源的市場份額。

過去，人們習慣于從資源稟賦思考布局問題。但是必須明確的是，資源稟賦多還是少，成本是高還是低，只是最終供電成本的一部分。比如，西部的風力資源比東部豐富的多，但是其缺乏足夠的需求。考慮到遠距離輸送的損失，其供應一度電的成本，可能比東部的低風速風機要高出很多。用成本-效益分析指導風電發(fā)展，可能很多資源豐富地區(qū)因為其距離負荷中心太遠，會喪失開發(fā)價值。這一點，對西部的煤炭、水電資源也是同樣的道理，特別是面臨開放國際市場競爭的煤炭。畢竟，最終的經(jīng)濟效率的提高，才是經(jīng)濟能源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的保證。這一“好”還是“不好”的判斷理念要成為實踐，市場化為基礎(chǔ)的電力市場是不可或缺的。

現(xiàn)實問題的復雜性使得期望通過制定完善的藍圖，上帝般的安排一切，按圖索驥，達到一個均衡的路徑已經(jīng)是不可能完成的任務(wù)。穩(wěn)定明晰的體制機制的建立，在于創(chuàng)造一條通往秩序的規(guī)則。有規(guī)則，則有序。這也是風電的長期發(fā)展所需要的。

本文作者 張樹偉 能源經(jīng)濟學博士，高級工程師，現(xiàn)任卓爾德(北京)環(huán)境研究與咨詢中心首席能源經(jīng)濟師，此前多年供職于中國電力行業(yè)、IEA等能源咨詢與決策支撐機構(gòu)