揭秘“棄風(fēng)限電”的真相（三）：擴(kuò)大外送是解決嚴(yán)重棄風(fēng)的正確藥方嗎？

2017-10-19 15:59:59 《風(fēng)能》雜志　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

　近幾年，棄風(fēng)限電問(wèn)題嚴(yán)重困擾著我國(guó)風(fēng)電行業(yè)，已經(jīng)成為制約產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的最大絆腳石，也是我國(guó)兌現(xiàn)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)際承諾的巨大障礙，到了非解決不可的地步。但當(dāng)下，仍有一些專(zhuān)家通過(guò)似是而非的技術(shù)詮釋來(lái)解答棄風(fēng)問(wèn)題的根源，認(rèn)為風(fēng)電的波動(dòng)性影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；在電力需求增長(zhǎng)放緩的背景下導(dǎo)致可再生能源限發(fā)；“三北”地區(qū)電力系統(tǒng)調(diào)峰能力嚴(yán)重不足是冬季這些地區(qū)棄風(fēng)問(wèn)題突出的主因；跨省跨區(qū)輸電通道不足，難以實(shí)現(xiàn)在更大范圍內(nèi)消納風(fēng)電……，并據(jù)此將解決措施引導(dǎo)向糾纏不清的技術(shù)泥沼，一定程度上掩蓋了棄風(fēng)問(wèn)題的真正原因。為了更好地理解這些問(wèn)題，我們特邀專(zhuān)家對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行深入剖析，揭示棄風(fēng)限電背后的真相，以系列文章的形式陸續(xù)推出。本期主要探討“擴(kuò)大外送”與棄風(fēng)加劇的偽相關(guān)性。

　　問(wèn)題

　　嚴(yán)重的棄風(fēng)限電困擾了整個(gè)風(fēng)電行業(yè)。第3 期“專(zhuān)欄”文章辨析了電源、電網(wǎng)協(xié)調(diào)與棄風(fēng)的關(guān)系，本文討論將擴(kuò)大外送作為解決棄風(fēng)問(wèn)題“藥方”的有效性與經(jīng)濟(jì)效率?！峨娏Πl(fā)展“十三五”規(guī)劃》提及，“科學(xué)推進(jìn)遠(yuǎn)距離、大容量電力外送”，“統(tǒng)籌電源基地開(kāi)發(fā)、外送通道建設(shè)和消納市場(chǎng)，促進(jìn)網(wǎng)源荷儲(chǔ)一體協(xié)同發(fā)展”，“跨區(qū)送電具有可持續(xù)性，滿(mǎn)足送端地區(qū)長(zhǎng)遠(yuǎn)需要，應(yīng)參與受端電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)”；（西北地區(qū)）“十三五”期間，重點(diǎn)加大電力外送和可再生能源消納能力；加快準(zhǔn)東、寧東、酒泉和陜北特高壓直流外送通道建設(shè)；建成東北（扎魯特）送電華北（山東）特高壓直流輸電通道，解決東北電力冗余問(wèn)題。

　　這種說(shuō)法不可避免地涉及到可再生能源的短期運(yùn)行與長(zhǎng)期系統(tǒng)內(nèi)的消納，以及如何界定何為“科學(xué)”（標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題從來(lái)都語(yǔ)焉不詳）。它是對(duì)的嗎？也對(duì)，也不對(duì)。可惜的是，它不對(duì)的部分與各地區(qū)目前面臨的問(wèn)題更加相關(guān)。“這種外送將以何種方式具體實(shí)施”成為了關(guān)鍵的問(wèn)題。

　　事實(shí)

　　造成我國(guó)東北等地區(qū)棄風(fēng)的主要原因是系統(tǒng)平衡問(wèn)題，而不是網(wǎng)絡(luò)阻塞（見(jiàn)圖1）。網(wǎng)絡(luò)阻塞可以解釋部分棄風(fēng)，但是其他因素“比如煤電（熱電）過(guò)高的必須運(yùn)行容量、電網(wǎng)調(diào)度分辨率過(guò)粗等”造成的棄風(fēng)量更大?；谀壳暗南到y(tǒng)不變，存在相比新建外送線路更經(jīng)濟(jì)有效、未耗竭的解決方案。擴(kuò)大外送的籠統(tǒng)建議與這些地區(qū)的主要問(wèn)題不符。

　　德國(guó)南北區(qū)域間存在著越來(lái)越嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)阻塞，也存在多種互斥的解決方案。北部具有大量風(fēng)電，以及依靠進(jìn)口煤炭的煤電廠或者廉價(jià)褐煤電廠。相比而言，德國(guó)南部的天然氣、核電（因?yàn)镃O2 價(jià)格過(guò)低）與煤電（需要內(nèi)河運(yùn)輸成本）的成本就顯得高昂了。這種情況下，即使物理上南部并不缺少電力裝機(jī)，但是在最小成本調(diào)度、整個(gè)德國(guó)是一個(gè)價(jià)格體系，傳輸容量限制的情況下，負(fù)荷與供應(yīng)地區(qū)不平衡的情況仍舊是存在的。因此，目前對(duì)鄰國(guó)，特別是波蘭、捷克等國(guó)網(wǎng)絡(luò)的借用來(lái)實(shí)現(xiàn)電力物理平衡的趨勢(shì)在增強(qiáng)（見(jiàn)圖2）。擴(kuò)大南北電網(wǎng)高壓傳輸容量（電網(wǎng)公司建議的400 千伏、800 千米線路），建設(shè)備用電廠，都可能成本高昂，并遭到了本地居民的強(qiáng)烈反對(duì)，短期內(nèi)完全不可能。而將定價(jià)區(qū)進(jìn)一步分割成為其他的備選方案。

　　過(guò)去我國(guó)的長(zhǎng)距離送電，往往在價(jià)格上很“別扭”。四川這種水電豐富的地區(qū)，終端用電價(jià)格往往并沒(méi)有太低，而在豐水期則因?yàn)橥馑投汲霈F(xiàn)過(guò)用電緊張局面（雖然時(shí)過(guò)境遷，目前的形勢(shì)到了另外一個(gè)極端）。在電力市場(chǎng)化改革之后，這種價(jià)格體系是很難持續(xù)的。

　　再以?xún)?nèi)蒙古電力外送山東為例。內(nèi)蒙古發(fā)電廠與電力用戶(hù)，山東發(fā)電廠與電力用戶(hù)、輸電企業(yè)構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)之中，整體的電價(jià)形態(tài)可能是：送出端上網(wǎng)電價(jià)0.3 元/ 千瓦時(shí)，外送輸電成本（包含輸電損耗）0.15元/ 千瓦時(shí)，山東當(dāng)?shù)厣暇W(wǎng)電價(jià)0.45元/ 千瓦時(shí)。而內(nèi)蒙古東部地區(qū)某一典型電力大用戶(hù)企業(yè)價(jià)格為0.5 元/ 千瓦時(shí)。這種情況下，為何內(nèi)蒙古的電力大用戶(hù)不能以稍高于0.3 元/ 千瓦時(shí)的價(jià)格買(mǎi)那部分外送的電（事實(shí)上，這將是直接電力交易競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果），山東則按標(biāo)桿電價(jià)去發(fā)電？這種結(jié)果下，山東用戶(hù)、發(fā)電廠，內(nèi)蒙古電廠都沒(méi)有損失，而內(nèi)蒙古用戶(hù)還獲益了，豈不是更好？

　　邏輯

　　從理論上講，以上案例是過(guò)去的長(zhǎng)距離基荷送電（包括水電與煤電），在送端造成了無(wú)謂的經(jīng)濟(jì)效率損失。這種損失的根源在于：電力外送要可行，必須不高于落點(diǎn)的上網(wǎng)電價(jià)（否則不如本地建，本地發(fā)）。由于輸電成本的客觀存在，外送電價(jià)往往與本地上網(wǎng)相當(dāng)，甚至更低。在本地用電價(jià)格還高高在上的情況下，這種外送，相比于不外送，電力接收端福利不改變，外送電廠福利不變（或者減少），電網(wǎng)福利不變（因?yàn)槔碚撋铣杀九c收益相抵，屬于成本倒推型定價(jià)），而本地用戶(hù)卻因?yàn)槲唇档偷碾妰r(jià)遭受額外損失。

　　也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)赜脩?hù)無(wú)法享受低電價(jià)的代價(jià)是白白付出，并沒(méi)有人由此而受益，這就是典型的“整體蛋糕”變小的例子。在這一體系安排下，如果體系中的某個(gè)主體還具有強(qiáng)勢(shì)的市場(chǎng)力量（比如壟斷），謀求超額利潤(rùn)，那么情況就會(huì)變成“整體蛋糕變小，而有些群體還要切大塊”，其他群體的損失就更大了。

　　是否擴(kuò)大外送容量來(lái)解決棄風(fēng)問(wèn)題，需要成本效益分析，不能排除其他選項(xiàng)。問(wèn)題的解決方案可能會(huì)有很多，因此需要進(jìn)行彼此之間的優(yōu)劣比較，特別是哪個(gè)更便宜（所謂成本有效），更有利于長(zhǎng)期可持續(xù)視角的比較。對(duì)于擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)送電，同樣需要檢驗(yàn)這種聯(lián)網(wǎng)的收益是否大過(guò)了網(wǎng)絡(luò)新增的成本，即傳輸線的系統(tǒng)價(jià)值是否超過(guò)了其本身的投入（見(jiàn)圖3）。

　　基荷送電（送電量不隨供需段情況改變，或者改變很少）與提高系統(tǒng)的靈活性背道而馳，而非基荷送電面臨隨著距離成本急劇上升的問(wèn)題。這是一個(gè)兩難的選擇，注定了在現(xiàn)實(shí)中將無(wú)法有效推動(dòng)大容量基荷送電。

　　含義

　　是否需要通過(guò)擴(kuò)大外送解決棄風(fēng)問(wèn)題（這屬于涉及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的長(zhǎng)期問(wèn)題，而不是短期運(yùn)行問(wèn)題），需要成本效益分析，不能排除其他選項(xiàng)。比如運(yùn)行中，本地短暫超容（需解決線路過(guò)熱問(wèn)題）解決網(wǎng)絡(luò)阻塞，更靈活的需求側(cè)響應(yīng)；本地新建或者充分競(jìng)爭(zhēng)落實(shí)更多的調(diào)峰備用機(jī)組資源；長(zhǎng)期降低的電價(jià)刺激本地電力需求的增長(zhǎng)，減少供需不平衡的程度。

　　一般意義上講，本地需求滿(mǎn)足了（電價(jià)水平足夠低），擴(kuò)大的外送潮流是可再生能源零邊際成本特點(diǎn)的必然結(jié)果，類(lèi)似海水漲潮淹沒(méi)更大的區(qū)域一樣。但是，這種外送一定是靈活的，基于本地需求充分滿(mǎn)足的情況。擴(kuò)大外送是否是解決嚴(yán)重棄風(fēng)的合格藥方，關(guān)鍵的問(wèn)題在于這種外送是以何種方式實(shí)施的。如果是以僵直的基荷送電方式，由于可再生能源波動(dòng)性的特點(diǎn)，它將意味著極高的社會(huì)成本，既不合理，也不會(huì)在沒(méi)有扭曲的情況下可行。

　　在目前以及未來(lái)的電力系統(tǒng)背景下，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的利用率是隨著可再生能源的份額增多而下降的，無(wú)論是對(duì)發(fā)電機(jī)組，還是對(duì)電網(wǎng)線路而言，單體“大容量”將是一個(gè)巨大的缺點(diǎn)。長(zhǎng)距離外送，因?yàn)榻档偷睦寐仕剑蛊浜茈y在經(jīng)濟(jì)上有任何整體上的吸引力。如果出于非經(jīng)濟(jì)原因成行，可能意味著較大的經(jīng)濟(jì)無(wú)謂損失。目前，當(dāng)務(wù)之急是消滅“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”“點(diǎn)對(duì)網(wǎng)”的長(zhǎng)距離跨區(qū)送電，這嚴(yán)重影響著送電端與受電端的系統(tǒng)靈活性。

責(zé)任編輯：lixin

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