西部的豐富可再生資源,是否一定要物理上拿到全國來使用?
如今,粗顆粒度的調(diào)度尺度、穩(wěn)定外送與可再生能源的特性格格不入,橫向切分負(fù)荷曲線的低時間分辨率調(diào)度方式已經(jīng)變得不可行。
過去形成的西電東送格局,發(fā)端于30年前(1986年),大規(guī)模發(fā)展于20年前(1999年)——被“二灘水電站消納”催化,在一系列的大水電長距離外送下形成了巨大的規(guī)模。
21世紀(jì)初,東部地區(qū)面臨著機(jī)組容量不足、大幅度大范圍缺電問題;西部地區(qū)則面臨著發(fā)展經(jīng)濟(jì),地區(qū)差距擴(kuò)大,投資不足的問題。西電東送通過中央政府投資電廠與輸電線路,對這兩個問題的解決都指向潛在改善的方向。但是,基本上,這是在可再生能源大發(fā)展,特別是風(fēng)電與光伏2005年開始爆發(fā)之前的故事。
筆者之前的文章多次提及風(fēng)電光伏波動性能源帶給系統(tǒng)最優(yōu)結(jié)構(gòu)、靈活性要求方面的巨大含義。其最重要的特點,就是系統(tǒng)的凈負(fù)荷(總負(fù)荷扣除風(fēng)光,因為它們邊際成本為零,需要優(yōu)先調(diào)度)會越來越少,以至于基荷徹底消失。因此,粗顆粒度的調(diào)度尺度、穩(wěn)定外送與可再生能源的特性格格不入,橫向切分負(fù)荷曲線的低時間分辨率調(diào)度方式已經(jīng)變得不可行。
很簡單,如果東部一個省負(fù)荷為1個億,如果其自己就發(fā)展了1.5億的風(fēng)光,那么系統(tǒng)將有很多的小時數(shù),面臨著本地過發(fā)電的情況,從而使得接受外來電面臨基本安全、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上的困難。
過去形成的西電東送格局,往往還有“全國一盤棋”“全國的資源全國用”的超過經(jīng)濟(jì)層面的含義。比如,一本名為《中國能源戰(zhàn)略與政策》的著作提及:西部的資源是全國的,所以物理上必須運出來使用,要統(tǒng)籌西部與東部。否則,就可能表現(xiàn)為“由于能源分布的原因,富集地區(qū)依靠能源開采而發(fā)展迅速,貧瘠地區(qū)則因缺乏能源而舉步維艱,要站在全局角度進(jìn)行分析”。
在可再生能源時代,這一思維定勢仍舊在相當(dāng)程度上存在,要求“可再生能源配置全國一盤棋”,與礦產(chǎn)等資源類比。比如2015年,國家能源局曾經(jīng)就十三五規(guī)劃發(fā)文《能源“十三五”規(guī)劃要實現(xiàn)九個統(tǒng)籌》指出:
有的省因為能源資源便宜,留作自己用,不輸出。有的省今年不缺就不要其他省的資源,明年缺了就趕緊要。這都不符合規(guī)律,這必須放在全國一盤棋的高度來考慮,也就是說中央和地方之間的統(tǒng)籌,地方規(guī)劃和中央規(guī)劃之間的統(tǒng)籌。
那么,西部的豐富可再生資源是否具有本源價值?是否一定要物理上拿到全國來使用,形成所謂的“大范圍配置”?本文從本源價值的視角討論這一問題。
電力只有使用價值,本源價值大幅弱于各種礦產(chǎn)
哲學(xué)上關(guān)于社會本源或者內(nèi)在價值(Intrinsic Value)存在與否,以及如何界定的討論無疑是燒腦,甚至于存在語言界定上的困難。
金融上的內(nèi)在價值通過價格的參照系來界定,內(nèi)在價值不是目前的價格,而是反映其基本面(意味著未來的收入)的價格衡量。
經(jīng)濟(jì)學(xué)上價格基本就等于(或者表征)價值,也就是一個商品或者服務(wù)避免的成本(而不是本身的成本),因此任何東西都可能是有價并且可替代,具有有限的價格。
生態(tài)學(xué)上自然生態(tài)環(huán)境往往意味著無窮的價值,也就是具有本源價值;所以,任何的破壞往往都是說不通的,人類只有解放環(huán)境才能解放自己。
黃金等貴金屬的價值往往被人們認(rèn)可,甚至歷史上一段時期成為貨幣的參考基準(zhǔn),無論其現(xiàn)實價格如何波動。可再生能源、電動汽車、儲能大發(fā)展之后,風(fēng)機(jī)、光伏板、鋰電池等設(shè)備涉及到的稀土與過渡金屬成為了日益關(guān)注的焦點,有關(guān)其供應(yīng)穩(wěn)定性與安全性的討論有超過傳統(tǒng)石油安全的趨勢。
相比這些金屬,顯然電力不依賴于具體環(huán)境與應(yīng)用的價值要小得多。這可以從兩個事實看出來:第一,電力的來源是多種多樣的,任何的燃料燃燒、核能等非化石能源、機(jī)械能、化學(xué)能都可以轉(zhuǎn)化為電力。即使本地缺乏相應(yīng)的一次能源,也可以在很大的程度上通過運輸解決燃料問題。第二,電力的市場價格可以為負(fù)。這說明,在某些時刻,多用電更能避免成本,指向系統(tǒng)成本更低的方向。
電力只具有依賴特定環(huán)境(比如變動的需求)的使用價值。有沒有本源價值,我們通過對比可再生能源與稀有金屬資源往往可以更形象的理解。比如鈮這種金屬,85%存在于巴西的一個礦藏中,剩余的在巴西另外一個礦與加拿大。而電力則可以說是隨處可得的。
電力輸送的高成本與可靠性問題,使得其與油氣業(yè)不可比
可再生能源并不具有“本源”價值,因此并不必然需要從“好東西大家一起分享”的社會主義烏托邦視角進(jìn)行大范圍配置。從經(jīng)濟(jì)價值的角度,由于地處偏遠(yuǎn),需要極高成本的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,而臨近地區(qū)又缺乏有效需求(中短期內(nèi)),那么其經(jīng)濟(jì)價值也會很低。輸送的必要性往往只存在在部分地區(qū)、時段以及情景下。
這一特點,也為世界能源基礎(chǔ)設(shè)施與價格的形態(tài)所證明。石油全世界基本是一個價格,波動不大(相比電力一天幾倍的價格波動),早就形成了全球互聯(lián)的基本格局;天然氣最初是氣態(tài)的,管道投資巨大,但是LNG的出現(xiàn)使得其可運輸性、存儲性能得到極大的改善,從而一個世界性的管道氣與LNG統(tǒng)一市場(氣與氣競爭)格局正在加速形成,盡管各地區(qū)價格會因為運輸成本而呈現(xiàn)不同。電力,基本并將繼續(xù)永遠(yuǎn)維持區(qū)域市場的形態(tài)。
通過“輸電線”加強(qiáng)跨區(qū)合作是個壞主意
“能源分布不均衡和消費不平衡的狀況決定了我國必須在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置資源,充分發(fā)揮電網(wǎng)跨區(qū)送電的功能”,“我國煤炭資源主要分布在西部和北部地區(qū),水能資源主要集中在西南地區(qū),東部地區(qū)一次能源資源匱乏,但用電需求大且集中,能源資源與用電需求的逆向分布決定了西電東送的必要性”。類似的話語在過去的媒體、網(wǎng)文、政府文件、甚至是學(xué)術(shù)文章中出現(xiàn)了成千上萬遍,但是這句話卻存在著至少四個邏輯上的跳躍。
第一,東部能源資源相比自身的需求是比西部少,相比自己的需求可能也少,特別是化石能源。但是這其中不存在有還是沒有的二值分布,只是質(zhì)量差一些,比有些國家還是好很多(比如德國的光伏),甚至某些資源還比西部好,比如海上風(fēng)電。并且,資源的好壞必須基于利用的標(biāo)準(zhǔn),而不是發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)。
第二,分布與消費不平衡如果是對過去的描述性判斷,未來為何不能通過產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移減弱甚至消除這種不平衡?事實上,“比較優(yōu)勢”原則是經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)布局最基本的常識,不存在沒有能源優(yōu)勢就發(fā)展不了的問題,恰恰相反,具有豐富資源而經(jīng)濟(jì)失衡的“資源詛咒”倒是很常見。東部不具有能源資源優(yōu)勢,為什么未來要維持甚至加劇這種不平衡?產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整為何沒有角色?
第三,即使東部未來是能源消費中心,為什么不能依靠進(jìn)口?如果就地平衡是個壞主意,為何就必須“本國內(nèi)平衡”?印尼到東南沿海比新疆到沿海成本低多了。事實上,如果沒有政策方面肆意的限制,沿海更大量的煤炭進(jìn)口應(yīng)該是我國各地區(qū)能源平衡的更有經(jīng)濟(jì)效率的方式。
第四,即使這種大范圍調(diào)入調(diào)出長期是需要的,為什么不是鐵路、公路、油氣管道,甚至火車?yán)想姵亍⒁只虼罂ㄜ嚴(yán)螸NG來彌補(bǔ)這種不平衡?如果電網(wǎng)送電比以上成本高出太多或者安全性穩(wěn)定性差太多,為什么要用電網(wǎng)?
又大又粗的高壓電網(wǎng),特別是基于保證“線路利用率”的基荷送電,已經(jīng)成為中東部地區(qū)電力系統(tǒng)增強(qiáng)靈活性、發(fā)展分布式可再生能源的巨大障礙。
隱含的,之前的部分討論,動輒以“資源大范圍優(yōu)化配置”作為由頭,試圖展示其對加強(qiáng)地區(qū)聯(lián)系、跨區(qū)合作的經(jīng)濟(jì)含義,甚至?xí)r不時暗示對于我國這樣一個統(tǒng)一的、具有高度凝聚力的大國的政治含義。經(jīng)濟(jì)與政治收益無疑是最重要的,但是,通過“輸電線”的方式來實現(xiàn),是個壞主意。它不一定奏效,也意味著高成本所帶來的效率低下問題。如果人們相信可再生能源時代是未來,那么,必須消滅這種嚴(yán)重影響系統(tǒng)靈活性的基荷送電,以及過遠(yuǎn)距離(利用率低、成本高)的電力聯(lián)網(wǎng)。
從計劃思維到市場的轉(zhuǎn)型
過去形成的西電東送的格局,具有很強(qiáng)的歷史路徑依賴,“中東部嚴(yán)重缺電”的痕跡很重。
缺電并不是獲得用電特權(quán)的理由,它需要出價更高。如果西部一個電廠,賣給本地0.26元,但是賣給遠(yuǎn)端才0.25元,它為什么要舍近取遠(yuǎn),為什么要額外使用甚至新建電網(wǎng)資源?這恰恰是過去發(fā)生的故事,突出的體現(xiàn)在三峽等水電外送上。三峽賣給各個省的電價,全部都不一樣,高度分割的市場;賣給距離自己更近的江西,其價格比上海還低。系統(tǒng)的接線與調(diào)度方式急需要更加透明的理解。
而更多的輸電線路,社會公眾淹沒在清潔、減少煤耗、減污數(shù)字的反復(fù)重復(fù)計算與宣傳上。價格到底幾何,是不是有效降低了本地用電成本,卻在公開渠道很難查到。
更有甚者,通過模糊而似是而非的邏輯,要東部本地的電源為西部的基荷送電來“調(diào)峰”,其實就是本地機(jī)組要為外來電讓出發(fā)電市場份額。這種缺乏經(jīng)濟(jì)價值觀——為何不是反過來來調(diào)節(jié)——的想法,意味著整體經(jīng)濟(jì)效率的嚴(yán)重?fù)p失,是對電力系統(tǒng)有效率的平衡方式——本地平衡優(yōu)先的挑戰(zhàn)。
小結(jié)
徹底、公開、透明,以數(shù)據(jù),特別是價格與運行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的描述性討論,理解過去西電東送在戰(zhàn)略層面正確、而操作層面與環(huán)節(jié)形成巨大扭曲與極端化的趨勢,是一項迫切的任務(wù)。
在可再生能源大發(fā)展的時代,需要摒棄西部豐富“可再生能源”也具有本源價值的意識形態(tài)障礙,將討論還原到一個基本的統(tǒng)一市場前提下的經(jīng)濟(jì)配置效率問題,以市場發(fā)揮決定性作用為途徑,以整體蛋糕最大為基本價值標(biāo)準(zhǔn),破除所謂“清潔電”的忽悠——從用戶講,所有的電力都是一樣清潔的,不存在煤電還是清潔電的區(qū)別。以可再生能源替代電力的相對價值為基準(zhǔn),確定是否大范圍配置的必要性與基本方式問題。
過去已經(jīng)發(fā)生的投資與建成的大容量線路,在經(jīng)濟(jì)上已經(jīng)屬于沉沒成本,不需要在未來的決策中予以考慮。這是經(jīng)濟(jì)邏輯。但是,現(xiàn)實的政治邏輯恰恰相反。建成了就必須充分利用,否則相關(guān)的政治甚至法律含義無法承受?,F(xiàn)在尤其需要防止出現(xiàn)的,就是這種政治邏輯。通過一切方式保證這些路線的“高利用率”,驗證之前的決策正確,這將以送電端與受電端的電力運行進(jìn)一步不靈活為巨大代價。沒有這一改變,中國所謂的智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、能源系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展只能是空中樓閣。
這是今后一段時間以及能源發(fā)展十四五與中長期規(guī)劃討論所無法回避的問題。