文 | 張樹偉
粗尺度的調(diào)度是當(dāng)下電改一個看不見的“命門”。
今年早些時候,政府機(jī)構(gòu)發(fā)布了關(guān)于《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》公開征求意見的公告。該法律草案提到:要建立節(jié)能低碳電力調(diào)度運(yùn)行制度。相比于目前模糊的“自由量裁調(diào)度”,這一標(biāo)準(zhǔn)的建立無疑具有減少調(diào)度自由量裁權(quán),穩(wěn)定各種電源預(yù)期的積極作用。但是,節(jié)能低碳的標(biāo)準(zhǔn),仍舊是非經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)(noneconomic standard),完全不同于歐美一般電力系統(tǒng)采用的經(jīng)濟(jì)調(diào)度(economic dispatch)原則。
2020年7月,剛剛贏得大選的美國民主黨總統(tǒng)候選人拜登接受公開采訪,炮轟目前的股東資本主義——追求股東利益最大化。他說“企業(yè)不僅對股東有責(zé)任,同時也需要對工人、對社區(qū)與對國家負(fù)責(zé)”,企業(yè)需要從股東的企業(yè)變成各個利益相關(guān)者的企業(yè)。這在第一眼看上去是很有吸引力的,也的確在西方社會擁有數(shù)量不少的擁躉,當(dāng)然也遭到了很多關(guān)于企業(yè)目標(biāo)以及企業(yè)充當(dāng)政府角色(既不專業(yè)也缺乏激勵)方面的反對,來自于凱恩斯學(xué)者曼昆以及芝加哥學(xué)派等人。
筆者無意在這方面做更多的討論,這已經(jīng)大大超出了本文的范圍。但是類似的,可能有的讀者(以及上述法律草案展示出來的傾向)會有疑問:調(diào)度原則為什么要基于經(jīng)濟(jì)原則,并且是唯一原則?可再生能源優(yōu)先難道不對嗎?可再生能源發(fā)展難道不重要嗎?通過調(diào)度原則作為可再生能源發(fā)展的工具,為啥不可以?非經(jīng)濟(jì)調(diào)度會產(chǎn)生哪些意想不到的后果呢?
本期專欄我們討論這一問題。我國的調(diào)度范式,是粗尺度的一種方便性原則(這么安排——“省事”),導(dǎo)致了諸多的經(jīng)濟(jì)損失,也就是系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。我們傾向于證明:想象中的非經(jīng)濟(jì)調(diào)度調(diào)度原則即使是明確的(相比目前的模糊標(biāo)準(zhǔn)),也會產(chǎn)生諸多意想不到的后果,特別是涉及消費(fèi)者福利與責(zé)任方面。
這是我國電力體制改革能否進(jìn)一步深化的“命門”。
美國是觀察各種電力市場設(shè)計與問題的好窗口。因為它有50個州,7個聯(lián)系日益緊密的自由競爭市場,而中部與南部還有很多仍舊廠網(wǎng)一體的管制電力系統(tǒng)。但是,無論是市場體系,還是成本為基礎(chǔ)的管制體系,其調(diào)度準(zhǔn)則——不同機(jī)組的市場份額決定機(jī)制,無疑都是采用“經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則”。也就是不斷趨近“讓此時此地此景下成本更低最低的電源來滿足相應(yīng)電力需求”的目標(biāo)。
歷史上,關(guān)于為何采用這一標(biāo)準(zhǔn)也曾出現(xiàn)過各種討論。比如,這種標(biāo)準(zhǔn)下,天然氣單循環(huán)(能源效率較低)往往比能源效率更高的聯(lián)合循環(huán)更受投資歡迎。這是否意味著曾長期稀缺的天然氣(時過境遷,現(xiàn)在天然氣過剩了)被浪費(fèi)?
在管制體系下,這一排序是通過調(diào)度對不同機(jī)組的邊際成本與物理約束的信息掌握實現(xiàn)的。在市場體系下,經(jīng)濟(jì)調(diào)度是通過分散式的報價,基于報價排序(merit-order)實現(xiàn)的;但是無論如何,這是個便宜還是貴的單一標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)問題。
歷史上,我國也出現(xiàn)過非自由量裁型、而比較明確的調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)。比如以煤耗量最小,或者燃料費(fèi)用最低為標(biāo)準(zhǔn)。由于燃料成本往往是邊際成本的絕大部分,甚至是全部。那么這種原則,就是“類經(jīng)濟(jì)調(diào)度”。
在上世紀(jì)90年代之后,我們也短暫地出現(xiàn)過考慮上網(wǎng)電價的發(fā)電計劃安排,使得購電費(fèi)用最小。但是,在省級標(biāo)桿電價出現(xiàn)后,所有電廠變成一個價,那么這種方案也就無效了。電網(wǎng)買哪個電廠的電,都幾乎沒有區(qū)別。后來的一系列變化表明:省級標(biāo)桿電價這種完全隔絕了電廠風(fēng)險,而使得經(jīng)濟(jì)調(diào)度完全不可行的定價體系,帶來了一系列的系統(tǒng)運(yùn)行與投資過度激勵等嚴(yán)重后果。
這種說法,其實在我國很多年前就出現(xiàn)了,只不過沒有大范圍推行。2007年,國務(wù)院發(fā)文,推行節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法。其機(jī)組的排序原則如下:
1.無調(diào)節(jié)能力的風(fēng)能、太陽能、海洋能、水能等可再生能源發(fā)電機(jī)組;
2.有調(diào)節(jié)能力的水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉窗l(fā)電機(jī)組和滿足環(huán)保要求的垃圾發(fā)電機(jī)組;
3.核能發(fā)電機(jī)組;
4.按“以熱定電”方式運(yùn)行的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,余熱、余氣、余壓、煤矸石、洗中煤、煤層氣等資源綜合利用發(fā)電機(jī)組;
5.天然氣、煤氣化發(fā)電機(jī)組;
6.其他燃煤發(fā)電機(jī)組,包括未帶熱負(fù)荷的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組;
7.燃油發(fā)電機(jī)組。
這一原則與經(jīng)濟(jì)調(diào)度并不一致,特別是涉及燃煤與燃?xì)鈾C(jī)組的問題上。在我國天然氣價格還明顯高于煤炭的情況下,相當(dāng)于給燃煤機(jī)組加了一個足夠高的固定碳稅。
后來,這一原則經(jīng)過少數(shù)試點,不知道因為何種原因,不了了之。
由于是非經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則,它的參照系是機(jī)組一旦建成之后就幾乎無法改變的物理量。在實際中大部分時候是一成不變的排序結(jié)果。所以在市場中,它不存在對市場主體的經(jīng)濟(jì)激勵——不斷降低運(yùn)行成本,從而獲得更大市場份額。根據(jù)這種標(biāo)準(zhǔn),天然氣機(jī)組發(fā)電將永遠(yuǎn)比煤電優(yōu)先。這一排序?qū)⑴c能源市場的動態(tài)毫無關(guān)系,即使天然氣價格上升到如何夸張的程度。這無疑是對天然氣發(fā)電——本來只工作在峰荷——的過度激勵,損害消費(fèi)者福利,造成天然氣浪費(fèi)與安全問題。
從投資視角,這一原則也完全不對應(yīng)系統(tǒng)成本最小化的原則。天然氣發(fā)電機(jī)組將永遠(yuǎn)比煤電優(yōu)先,更像是基荷發(fā)電。這種平均成本的高昂消化傳導(dǎo),在管制體系中意味著消費(fèi)者負(fù)擔(dān)的增加。在市場體系下不得而知,因為市場體系往往各個電源是“統(tǒng)一市場”的,這種情況下,市場如何定價都成為了一個問題。
我們生活在一個經(jīng)濟(jì)原則的世界中。相比非經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不可比較,比如到底污染物排放減少10%相當(dāng)于技術(shù)先進(jìn)幾年,還是相當(dāng)于幾克煤耗的價值,經(jīng)濟(jì)原則是可以比較的(錢是沒有差別的)。追求經(jīng)濟(jì)原則,這也是長期消費(fèi)者的福利。
當(dāng)然,不僅僅是經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是重要的,安全、環(huán)保也是重要的。但是解決他們的“合理”方式,通常是通過額外政策(稅、費(fèi)、補(bǔ)貼)去改變經(jīng)濟(jì)要素,通過經(jīng)濟(jì)競爭力發(fā)揮影響,而不是去割裂本該統(tǒng)一的市場,比如電力市場。市場的基本功能是提供反映供需的價格信號,它不具有解決環(huán)境問題的功能。
這句話可能有些拗口。但是它需要說明的是:這種長距離割裂市場的外送,存在著可觀的輸電成本,其邊際成本不再為零,因此已經(jīng)不具有邊際成本為零的可再生能源的基本特征。在經(jīng)濟(jì)調(diào)度體系中,將不再也不應(yīng)該擁有事實上的優(yōu)先地位。
那么,根據(jù)電力來源劃成分,優(yōu)先調(diào)度這類“偽可再生”,客觀上是拉動了西部地區(qū)的可再生能源發(fā)展啊,為什么不可以呢?
除了我們以前多次提及的評價標(biāo)準(zhǔn)不能跟零比,而是需要問“同樣的投資在其他地區(qū)是否收益更大”之外,這樣的優(yōu)先安排,跟市場的核心行為引導(dǎo)信號——價格將變得毫無關(guān)聯(lián)。價格體系可能不再平衡——比如山東現(xiàn)貨試點市場展示的那樣。
更為嚴(yán)重的是:這將潛在地扭曲市場價格信號促進(jìn)市場平衡的功能,甚至可能在部分時刻危及系統(tǒng)的平衡能力與安全。比如在夜晚負(fù)荷極低的情況下,本地電價甚至已經(jīng)降為接近零,以最大程度的將高邊際成本機(jī)組排除在外。
本地其他低成本機(jī)組已經(jīng)無法降低,這個時候如果外來電還呼呼地以其模糊“出身身份”理由猛灌,那么系統(tǒng)的平衡將是極其困難的。
大幅度地提升可再生能源,特別是風(fēng)電與光伏的發(fā)展規(guī)模與節(jié)奏無疑是實現(xiàn)氣候目標(biāo)所必須的。但是,好的目標(biāo)并不意味著可以不擇手段。對于已經(jīng)建設(shè)的可再生能源,不管是受補(bǔ)貼激勵也好,還是個人興趣也好,其投資成本已經(jīng)沉沒,其在經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則下也會優(yōu)先,這自然不需要反復(fù)加碼的“照顧”。再次強(qiáng)調(diào)它優(yōu)先,就有點口惠而實不至的意思了。這本來就是風(fēng)電與光伏應(yīng)得的,不屬于額外的照顧。
但是,節(jié)能低碳調(diào)度準(zhǔn)則之下,有很多經(jīng)濟(jì)性不好的就要搭“便車”了。所謂優(yōu)先次序之外安排(outof-merit-order)的情況會越來越多。
比如我們反復(fù)提到的給上網(wǎng)的電力(已經(jīng)無法區(qū)分是煤電還是可再生)“劃成分”的問題。這種割裂市場的做法,往往也會導(dǎo)致很多意想不到的后果。
典型地,在我國這種情況下,就是大量的可再生能源電源布局在了完全缺乏有效需求(意味著價值很低)的西部地區(qū),這屬于一種產(chǎn)業(yè)與容量布局上的扭曲,潛在地埋下了虧損與利用率不足的風(fēng)險——根本沒有省份要。
通過波動性的電源與煤電打捆,僵直地送到東部,充當(dāng)基荷,就更加實現(xiàn)不了發(fā)展可再生能源的初衷了。發(fā)展可再生能源是手段(means),其目的初心是氣候減排。
一度這樣的網(wǎng)電,按照40%可再生+60%煤電,體現(xiàn)在政府的“一體化”文件征求意見中,其潛在的碳含量可能仍舊在600gCO?/kWh之上??紤]到電力輸送的損耗(5%左右),東部為了安全要求(比如N-1)安排的備用,東部機(jī)組深調(diào)帶來的效率下降——超臨界機(jī)組降到50%出力就是亞臨界的效率了,這種可再生能源發(fā)展方式是否真正能夠帶來減排都需要打個問號。需要更高分辨率的模擬仿真與考慮各種因素來詳細(xì)回答。
如之前文章反復(fù)提及的,我國缺乏經(jīng)濟(jì)調(diào)度,調(diào)度實際執(zhí)行的是方便性原則(convenience principle),追求各個機(jī)組的穩(wěn)定出力與可控。除此之外,泛濫的層層攤派思維,不管如何實現(xiàn),就管實現(xiàn)與否的操作也比比皆是。
一個假想的例子。如果有12個電源,它們每一個都可以滿足2小時的需求,但是都無法滿足任意超過某特定2小時的需求,那么他們聯(lián)合起來,完全可以充足地(加上系統(tǒng)備用)滿足系統(tǒng)1天24小時的需求。
按照現(xiàn)在的“攤派”思維,這些電源都因為不可控(所謂波動性),也就是無法受調(diào)度指揮,需要加裝儲能。這完全是電網(wǎng)“平滑系統(tǒng)出力”角色發(fā)揮遠(yuǎn)不夠充分的問題。
追求電力輸出的穩(wěn)定對于企業(yè)視角可能是有意義的,因為它可以捕捉更多的發(fā)電收益機(jī)會,但是“輸出穩(wěn)定”對于整個系統(tǒng)是沒有明確價值的,因為需求就是不穩(wěn)定的,而電網(wǎng)的基本角色就是平滑各個特性不同的機(jī)組出力以及需求。
在我國,調(diào)度仍舊不是電力系統(tǒng)與市場的平等參與者,而是整個系統(tǒng)的指揮官。
行政文件一句話——70%以內(nèi)調(diào)節(jié)屬于基礎(chǔ)調(diào)峰免費(fèi),就相當(dāng)于電源(比如華能集團(tuán))給電網(wǎng)一年輸送幾百億的“熱備用資源”價值。
調(diào)度事實上擁有超越上帝的地位。上帝無所不知,因為“上帝看著你呢”;上帝無所不能稍有爭議,因為有人說“上帝能否造一塊連他自己都舉不起來的石頭”來挑戰(zhàn)這種無所不能;上帝無所不對的爭議就更大的,因為人們行動的正當(dāng)性通常來自于“上帝的旨意”,如果上帝無所不對,倫理上說“上帝做了某件事是對的”就變成了一句毫無意義的陳述。
調(diào)度無所不知,相比上帝,這倒正常。不正常的是:它對于系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)實時掌握,卻對普通發(fā)電企業(yè)與公眾保密。
調(diào)度無所不能,這有點過分。它可以在年內(nèi)尺度任意決定機(jī)組的出力,而不需要付出任何購買(備用)成本,并且調(diào)度成何種結(jié)果就按何種結(jié)果結(jié)算。
調(diào)度無所不對,這就太糟糕了。超越了上帝的角色,完全不是一個平等的市場專業(yè)化參與者——購買平衡資源、運(yùn)營實時市場。這在短期充滿著巨大的道德風(fēng)險,長期不利于平衡系統(tǒng)專業(yè)化能力的提升,以及在調(diào)度與發(fā)電者間一個明確有限權(quán)責(zé)清晰的協(xié)調(diào)界面的形成,而永遠(yuǎn)是一種一方對另一方面的全面依賴或者控制。
最為要命的是:我國的調(diào)度結(jié)構(gòu)上還是個類似于行政的科層體系。擁有最高量裁權(quán)的國家調(diào)度中心,完全不負(fù)責(zé)系統(tǒng)平衡,而是一個計劃制定機(jī)構(gòu)。
其計劃制定的價值觀是什么,跟價格體系是否相關(guān),也完全不清楚。但是各個省必須服從這種設(shè)定。這種依賴于調(diào)度自覺性而完全無法監(jiān)管放任自流的無價值觀體系,是我國電力體制進(jìn)一步深化改革的“命門”。
讀者可能會產(chǎn)生疑問:那我們現(xiàn)在各國的綠色刺激計劃,也是在割裂統(tǒng)一的市場啊。只要是綠色融資,或者綠色債券,就可以獲得銀行、特別是一些政策性銀行的利率優(yōu)惠貸款,甚至是贈款。這不就割裂了統(tǒng)一的金融市場了嗎?
答案無疑是肯定的。必須指出,現(xiàn)實世界存在著諸多的既有扭曲,各種市場現(xiàn)狀是高度割裂的。融資利率最低的歐盟接近于零,而政局不穩(wěn)的非洲國家可能高達(dá)30%以上。但是,這并不能否認(rèn)追求“統(tǒng)一市場”的正當(dāng)性。
這種“吃小灶”的行為,肯定要推高其他融資需求方的成本。但是,不同的是,一方面,金融市場是直接處理“錢”的事情,其扭曲可能比其他實物市場(具有下游傳導(dǎo)效應(yīng))要??;另一方面,這些減排項目相比我們要實現(xiàn)的目標(biāo),還處于嚴(yán)重不足,而不是泡沫化的另外一個極端。因此,這種優(yōu)惠作為“次優(yōu)選擇”,即使不是成本有效(最低)的,也很可能是效益(減排收益)大于成本的。這與我國推行的僵直外送可能減排都做不到不同。
調(diào)度原則應(yīng)該是個經(jīng)濟(jì)原則的動機(jī),在于消費(fèi)者福利以及提供激勵相容經(jīng)濟(jì)激勵。環(huán)境目標(biāo)需要額外的政策手段,而不是摧毀明確的經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn),而代之以模糊的其他不可比較的標(biāo)準(zhǔn)。特別是,不能給公眾消費(fèi)者輕易加上道德責(zé)任——“2060碳中和太重要了,難道你就不能買個單?”
應(yīng)用一些非經(jīng)濟(jì)原則,比如節(jié)能低碳調(diào)度,意味著用調(diào)度工具實現(xiàn)非經(jīng)濟(jì)目標(biāo),這潛在地將扭曲很多領(lǐng)域的行為,特別是不同能源品種的競爭力。
在我國“講個相關(guān)不相關(guān)的理由,給優(yōu)待;講個缺點,踏上一萬只腳”的只講性質(zhì)、不講程度的思維方式依然泛濫。
在這種情況下,我們需要尤其對非經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則說“不”。提高系統(tǒng)運(yùn)行透明度,盡快取締國家調(diào)度中心,是解套若干改革難題的第一步。
十四五期間,電力系統(tǒng)運(yùn)行的透明度是整個行業(yè)發(fā)展的公共品。我們期待對系統(tǒng)到底是如何運(yùn)行保持系統(tǒng)平衡的更高水位的公眾理解。