睿博能源智庫
概述
中國政府制定的碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)以及日益嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)對(duì)電力行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。同時(shí)，還要在降低電力系統(tǒng)成本時(shí)保持系統(tǒng)穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，中國的電力行業(yè)需要從以煤炭為主導(dǎo)的發(fā)電組合，向非化石資源組合轉(zhuǎn)型。這將需要在滿足國家環(huán)境目標(biāo)的同時(shí)，以提高運(yùn)行和投資效率為重點(diǎn)的持續(xù)的政策改革。
最近，中國政府發(fā)布了一系列新的排放和能源目標(biāo)。2020年9月，政府宣布了中國會(huì)在2030年前碳達(dá)峰并在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。12月，一項(xiàng)政策聲明提出要在2030年前將非化石能源在一次能源結(jié)構(gòu)的比重從之前承諾的20%提升到25%。根據(jù)清華大學(xué)氣候變化和可持續(xù)發(fā)展研究院于2020年10月發(fā)布的“政策建議”情景，25%的非化石能源消耗目標(biāo)意味著，2020年至2030年期間，中國一次煤炭總消費(fèi)量將下降3.5%，這一期間中國電力行業(yè)的煤炭消費(fèi)量可能也會(huì)下降。2021年2月，國家能源局發(fā)布了2021年可再生能源消納權(quán)重和2022-2030年預(yù)期目標(biāo)建議的國家政策，給出了關(guān)于25%非化石能源目標(biāo)的更多細(xì)節(jié)，包括將可再生能源在發(fā)電中的比例從2019年的28%增加到2030年的40%。
同時(shí)，政府官員也正在為2025年第十四個(gè)“五年規(guī)劃”設(shè)置空氣質(zhì)量改善目標(biāo)。最近的五年規(guī)劃成功地設(shè)置了更嚴(yán)格的空氣質(zhì)量目標(biāo)，有理由期待“十四五規(guī)劃”也會(huì)繼續(xù)這個(gè)趨勢(shì)。
要滿足中國新近制定的氣候和能源目標(biāo)（見下文方框），電力系統(tǒng)需要發(fā)生巨大的改變。幸運(yùn)的是，發(fā)展風(fēng)電和光伏發(fā)電以及儲(chǔ)能的成本在最近幾年內(nèi)已經(jīng)顯著減少。然而，要完全發(fā)揮成本減少的優(yōu)勢(shì)，確保優(yōu)化的資源組合，激勵(lì)理性的煤電退役，以及促進(jìn)有效的電力系統(tǒng)運(yùn)行，電力行業(yè)改革和相關(guān)的能源政策領(lǐng)域還有很多工作要做。許多國家正在面對(duì)類似的為支持低碳政策改革所面臨的挑戰(zhàn)，每個(gè)國家都有各自的問題和阻礙。
在電力行業(yè)轉(zhuǎn)型過程中，西北地區(qū)面臨著與中國乃至世界其它地區(qū)類似的挑戰(zhàn)，然而，也面臨著獨(dú)特的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。西北地區(qū)擁有豐富的可再生能源資源潛力，在電力領(lǐng)域有著長期的區(qū)域合作傳統(tǒng)。同時(shí)，該地區(qū)在燃煤發(fā)電方面存在嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩問題，是國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)（國資委）牽頭的中央企業(yè)煤電資源區(qū)域整合的試點(diǎn)地區(qū)。此外，該地區(qū)曾出現(xiàn)過高棄風(fēng)、棄光和棄水率，不過，近年來“三棄”現(xiàn)象有所減少。最后，西北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)，這使其有別于迄今為止主導(dǎo)電力行業(yè)改革的沿海省份。
鑒于豐富的風(fēng)電和光電資源潛力，西北地區(qū)有大幅度提高對(duì)中國其他地區(qū)的非化石能源發(fā)電凈出口的機(jī)會(huì)。由于這些原因，中央政府可能會(huì)為這個(gè)地區(qū)提出更高的2030年可再生能源消納目標(biāo)，因此有必要提前考慮擴(kuò)大可再生能源發(fā)展并為未來打下基礎(chǔ)。無論如何，將需要電力體制改革和其他相關(guān)政策（包括國資委的區(qū)域煤電整合措施），在區(qū)域內(nèi)互相協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上不斷取得進(jìn)展。這會(huì)幫助實(shí)現(xiàn)西北地區(qū)電力行業(yè)轉(zhuǎn)型和發(fā)揮成本有效地向其他地區(qū)出口可再生能源的機(jī)遇優(yōu)勢(shì)。本報(bào)告為支持西北電力轉(zhuǎn)型提供了一些政策和監(jiān)管策略。這些建議集中在三個(gè)主要領(lǐng)域：（1）采取區(qū)域性方法來提高電網(wǎng)運(yùn)行效率；（2）協(xié)調(diào)中央和地方的退煤工作；（3）確保規(guī)劃過程透明、一致并以科學(xué)為基礎(chǔ)。我們提供實(shí)際的“下一步”電力行業(yè)改革和相關(guān)政策和行動(dòng)，在借鑒國際和中國其他地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)之上提出策略建議。
報(bào)告結(jié)構(gòu)
本報(bào)告由兩個(gè)主要的部分組成：
背景：西北地區(qū)的主要趨勢(shì)概述了西北電力行業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵背景，其中包括：
（1）可再生能源的快速增長和并網(wǎng)的挑戰(zhàn)；
（2）煤電產(chǎn)能過剩和煤電所有權(quán)的重組；
（3 ）最初的電力市場(chǎng)的發(fā)展。
電力行業(yè)轉(zhuǎn)型的政策和監(jiān)管策略為西北地區(qū)推薦幾種電力行業(yè)轉(zhuǎn)型的途徑，如下：
背景
西北地區(qū)的主要趨勢(shì)
幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的趨勢(shì)和因素正在塑造西北地區(qū)電力部門的轉(zhuǎn)型。其中包括可再生能源的快速增長、燃煤發(fā)電產(chǎn)能過剩和燃煤發(fā)電所有權(quán)重組、電力市場(chǎng)的發(fā)展以及國家碳排放和空氣質(zhì)量政策目標(biāo)。
1、可再生能源的快速增長和并網(wǎng)的挑戰(zhàn)
過去十年，西北地區(qū)的風(fēng)能和太陽能發(fā)電迅速增長，使該地區(qū)從對(duì)煤電以及（在較小程度上）水電的依賴轉(zhuǎn)向了更加多樣化的發(fā)電組合。現(xiàn)在，風(fēng)能和太陽能發(fā)電占甘肅、寧夏和青?？傃b機(jī)容量的40％以上，占新疆和陜西總裝機(jī)容量的30％以上（見圖1）。
圖1. 2020年西北五省的預(yù)估裝機(jī)容量
來源：基于各省級(jí)政府、電網(wǎng)公司和中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)公布的數(shù)據(jù)
太陽能和風(fēng)力發(fā)電的快速增長導(dǎo)致了該地區(qū)電力系統(tǒng)的運(yùn)行壓力、某些省份太陽能和風(fēng)能的高棄電率以及對(duì)綜合解決方案的需求。2017年，甘肅和新疆的棄風(fēng)率分別達(dá)到33％和29％（見圖2）。同年，甘肅和新疆的棄光率分別達(dá)到20％和22％的峰值。
圖2. 2017-2019年西北地區(qū)的
棄風(fēng)率與風(fēng)電滲透率的關(guān)系
注：方形，圓型和菱形分別代表2017，2018和2019
在過去三年中，西北能源監(jiān)管局和省政府機(jī)構(gòu)實(shí)施了一系列為減少棄風(fēng)、棄水和棄光做出貢獻(xiàn)的政策，包括省、區(qū)域和跨區(qū)的電力交易機(jī)制。實(shí)施這些政策的部分原因是中央政府的具體目標(biāo)和高層戰(zhàn)略以減少棄風(fēng)和棄光。
在省一級(jí)，減少棄風(fēng)棄光的機(jī)制包括建立調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)和電能替代交易。在跨省跨區(qū)的層面上，包括對(duì)省級(jí)深度調(diào)峰市場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)充的區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)，可再生能源的發(fā)電權(quán)交易，省間互濟(jì)協(xié)議，以及由國家電網(wǎng)公司和北京電力交易中心協(xié)助推動(dòng)的跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨交易。
盡管寧夏的風(fēng)電滲透率很高，然而，一定程度上鑒于以上工作，在2017-2019年期間仍保持了較低的棄風(fēng)率。同期間，甘肅和新疆的棄風(fēng)棄光顯著下降，盡管這兩個(gè)省仍然是中國棄風(fēng)率最高的省。同時(shí)，新疆和青海的棄光率在2019年超過7％。這些省份的高棄電率表明該地區(qū)在管理?xiàng)夒姺矫婷媾R著持續(xù)挑戰(zhàn)。
簡而言之，西北地區(qū)為減少棄電所做的努力和取得的成果是非常重要的進(jìn)展。然而，還有更長的路要走：低碳化意味著需要不斷改善電力行業(yè)政策、規(guī)劃和市場(chǎng)機(jī)制，以在不存在不經(jīng)濟(jì)棄電的情況下支持可再生能源滲透率的不斷提高。特別地，在整個(gè)地區(qū)不斷推動(dòng)實(shí)施經(jīng)濟(jì)調(diào)度，對(duì)于應(yīng)對(duì)太陽能和風(fēng)能滲透率快速持續(xù)升高這一挑戰(zhàn)至關(guān)重要（請(qǐng)參閱建議1至5）。正如我們?cè)谶@些建議中討論的，這不僅關(guān)系到調(diào)度途徑的改變，也需要改變發(fā)電和其他資源獲得補(bǔ)償?shù)姆绞?，從而在新的調(diào)度方式下有充足的商業(yè)模式來支持合理的資源組合。
2、燃煤發(fā)電產(chǎn)能過剩和燃煤發(fā)電所有權(quán)結(jié)構(gòu)調(diào)整
在各種類型的發(fā)電量快速增長和需求增長低于預(yù)期的作用下，自2010年以來，西北地區(qū)大部分省份的燃煤機(jī)組利用率一直在穩(wěn)步下降。2019年，五省中有四個(gè)省的煤炭發(fā)電機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)數(shù)少于4600小時(shí)（容量系數(shù)為53％）。運(yùn)行時(shí)間的減少導(dǎo)致了燃煤發(fā)電企業(yè)的損失。2018年，15個(gè)省的中央企業(yè)煤電業(yè)務(wù)出現(xiàn)了虧損，主要集中在東北、西南和西北地區(qū)。具體的說，西北五省中的四個(gè)省的中央煤電企業(yè)報(bào)告稱，凈虧損總計(jì)人民幣53億元（約8億美元）。
作為回應(yīng)，國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)在2019年11月宣布了西北地區(qū)中央企業(yè)煤電資源區(qū)域整合計(jì)劃，將煤電資產(chǎn)劃轉(zhuǎn)給每個(gè)省的一個(gè)中央企業(yè)（“一省一企”）。國資委的政策還要求加快淘汰西北地區(qū)不需要的燃煤發(fā)電資產(chǎn)，力爭到2021年末，“煤電產(chǎn)能壓降四分之一至三分之一”。該政策還號(hào)召大幅增加剩余中央煤電企業(yè)的年度發(fā)電小時(shí)，并提高剩余燃煤發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率。
總體而言，國資委該計(jì)劃是向前邁出的非常重要的一步，不僅代表著國有發(fā)電公司在財(cái)務(wù)合理化方面取得了進(jìn)步，而且也為中國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。我們?cè)谙旅嬗懻摿藢?duì)完善該計(jì)劃的一些建議，以及如何避免可能的缺陷、如何與該地區(qū)電力部門政策的其他方面更好地進(jìn)行協(xié)調(diào)等。
央企在各省的燃煤發(fā)電資產(chǎn)所有權(quán)份額以及按照國資委的計(jì)劃被劃轉(zhuǎn)的燃煤發(fā)電比例，在西北各省之間有所不同。例如，根據(jù)公開數(shù)據(jù)，在甘肅和陜西，中央發(fā)電企業(yè)是燃煤發(fā)電資產(chǎn)的主要所有者，重組前約占每個(gè)省燃煤發(fā)電總裝機(jī)容量的55％-60%。
由于這些所有權(quán)統(tǒng)計(jì)僅限于燃煤發(fā)電，因此對(duì)反映行業(yè)集中度的作用有限。中央發(fā)電企業(yè)也是風(fēng)能、太陽能和其他類型發(fā)電的主要投資者。然而，燃煤資產(chǎn)重組引發(fā)了對(duì)甘肅乃至整個(gè)地區(qū)發(fā)展中的電力市場(chǎng)的擔(dān)憂。在更高的所有權(quán)集中度的情況下，這些市場(chǎng)可能遭受競爭不足和市場(chǎng)力的困擾。例如，在甘肅，即使華能有25％的發(fā)電機(jī)組退役，重組后它仍然會(huì)成為擁有約45％省級(jí)燃煤發(fā)電資產(chǎn)的主要所有者。燃煤發(fā)電分別占甘肅總裝機(jī)容量和發(fā)電量的40％和60％，雖然從總裝機(jī)容量和發(fā)電量來看，華能的所有權(quán)份額似乎并不高。但是，如此高的燃煤發(fā)電所有權(quán)份額可能會(huì)使華能在資源短缺的時(shí)段和輸電受限的地區(qū)獲得巨大的市場(chǎng)力。更高的所有權(quán)集中度和市場(chǎng)力可能提高系統(tǒng)成本，增加棄風(fēng)棄光，降低可靠性，并成為完成減排目標(biāo)的障礙。我們接下來的一些建議會(huì)討論應(yīng)對(duì)合并所有權(quán)和市場(chǎng)力的監(jiān)管機(jī)制，以確保產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)有效且與環(huán)境和排放目標(biāo)相一致的結(jié)果。
國資委快速淘汰過剩燃煤發(fā)電資產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施，即便給市場(chǎng)競爭帶來了挑戰(zhàn)，也是向前邁出的一大步。
3、批發(fā)和零售電力市場(chǎng)的發(fā)展
西北地區(qū)已經(jīng)為電力市場(chǎng)發(fā)展打下了基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步努力將有助于實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)。早在2013年，寧夏和甘肅就已經(jīng)開始進(jìn)行試點(diǎn)，允許工業(yè)用戶通過直接交易買電。這些試點(diǎn)已經(jīng)成長為穩(wěn)定的市場(chǎng)，直購電市場(chǎng)在該地區(qū)的其他省份也得到了發(fā)展。到2015年發(fā)布電改9號(hào)文件時(shí)，西北地區(qū)的大部分用電量已經(jīng)基于市場(chǎng)化需求。2017年后，各省在現(xiàn)有市場(chǎng)的基礎(chǔ)上建立了中長期交易規(guī)則，從而為更正式的年度和月度雙邊交易和基于拍賣的集中交易創(chuàng)建了平臺(tái)。與其他地區(qū)不同，可再生能源發(fā)電積極參與了西北地區(qū)的中長期市場(chǎng)。
2019年，甘肅省還被選作設(shè)計(jì)和試點(diǎn)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的八個(gè)省之一。和其他七個(gè)試點(diǎn)省一樣，甘肅省的試點(diǎn)包括日前和實(shí)時(shí)（15分鐘）電能量市場(chǎng)。甘肅的現(xiàn)貨市場(chǎng)為準(zhǔn)備正常運(yùn)行完成了為期五個(gè)月的結(jié)算試運(yùn)行。今年一月底，甘肅暫停了市場(chǎng)試運(yùn)行。關(guān)于這其中的問題和甘肅現(xiàn)貨市場(chǎng)的下一步工作還沒有發(fā)布正式的官方說明，但是現(xiàn)貨市場(chǎng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施依然受到中央和區(qū)域政策制定者的密切關(guān)注。2021年3月，國家發(fā)改委宣布了五個(gè)新的省級(jí)現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)并表明新疆、青海和陜西已經(jīng)處于建設(shè)省級(jí)現(xiàn)貨市場(chǎng)的初級(jí)階段。
批發(fā)市場(chǎng)機(jī)制的不斷發(fā)展，以及最終形成統(tǒng)一的區(qū)域現(xiàn)貨市場(chǎng)（請(qǐng)參見建議5），將有助于提高調(diào)度效率，降低成本和減少可再生能源棄電，并提供價(jià)格信號(hào)，幫助指導(dǎo)西北地區(qū)的發(fā)電投資和退役決策。
總而言之，本章節(jié)概括出的這些問題——電力市場(chǎng)的發(fā)展，煤電產(chǎn)能過剩和重組以及可再生能源發(fā)電的快速增長——會(huì)在下一個(gè)十年繼續(xù)作為中國西北地區(qū)電力行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要背景。
參考資料（上下滑動(dòng)查看）
何健坤（2020年10月12日）.“中國低碳發(fā)展長期戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路徑研究項(xiàng)目成果介紹”, PPT第八節(jié)，清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院.https://www.efchina.org/Attachments/Program-Update-Attachments/programupdate-lceg-20201015/Public-Launch-of-Outcomes-China-s-Low-carbon-Development-Strategies-and-Transition-Pathways-ICCSD.pdf
