2020年是“十四五”規(guī)劃謀篇布局之年，建言“十四五”逐漸成為近期各種媒體的熱詞，我國(guó)“十四五”相關(guān)的討論還引發(fā)了很多國(guó)外智庫(kù)參與。平心而論，在各個(gè)領(lǐng)域關(guān)于“十四五”的討論中，都沒(méi)有電力“十四五”中可再生能源和傳統(tǒng)能源的討論激烈。“十四五”可再生能源要大發(fā)展是行業(yè)的首要共識(shí)，但是要不要繼續(xù)上煤電、上多少煤電，甚至要不要再用30年讓我國(guó)的煤電全部退出運(yùn)行，成為了“十四五”可再生能源規(guī)劃相關(guān)討論甚至爭(zhēng)論的主題之一。為什么可再生能源的規(guī)劃會(huì)與煤電的發(fā)展規(guī)劃“糾纏”如此之深？考慮到“十四五”也是我國(guó)電力市場(chǎng)化的關(guān)鍵時(shí)期，可再生能源規(guī)劃和煤電發(fā)展規(guī)劃是否要在市場(chǎng)化的背景下予以考慮？可再生能源為什么消納需要“和煤電等調(diào)節(jié)電源在一起”？層層迷霧，看似并非強(qiáng)相關(guān)的領(lǐng)域，卻經(jīng)常出現(xiàn)“井水犯河水”，從電力經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，可以找到清晰的回答。

（來(lái)源：能源研究俱樂(lè)部 ID：nyqbyj 作者：谷峰）

01可再生能源發(fā)展和消納離不開(kāi)調(diào)節(jié)機(jī)組的發(fā)展壯大

目前到“十四五”，“上網(wǎng)”仍是可再生能源消納的最主要手段，分布式供電雖然已經(jīng)興起，但是“十四五”期間仍然難以作為可再生能源發(fā)展的主要方式，即使分布式供電也大多不能單獨(dú)成為一個(gè)孤立用能系統(tǒng)，仍然是以并網(wǎng)分布式為主。因此，討論“十四五”的可再生能源規(guī)劃和煤電發(fā)展規(guī)劃，都離不開(kāi)共同的“東家”——大型電網(wǎng)背景下的電力系統(tǒng)。有句俗話叫做“干活不由東，累死也無(wú)功”，要想在電力系統(tǒng)里“吃飯”，得看看電力系統(tǒng)有什么必須的要求。那么大型電網(wǎng)正常運(yùn)行的首要需求是什么呢？在n個(gè)9可靠性的要求下，答案會(huì)變得非常簡(jiǎn)單：安全可靠、穩(wěn)定供應(yīng)。

不能連續(xù)穩(wěn)定供電是可再生能源與生俱來(lái)的天賦，即使建有龍頭水庫(kù)的水電，也不能擺脫來(lái)水極枯造成發(fā)電出力下降的可能。當(dāng)然，隨著可再生能源預(yù)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，可再生能源的預(yù)測(cè)越來(lái)越準(zhǔn)確，這個(gè)問(wèn)題能夠得到一定程度的解決，但是可再生能源靠天吃飯的一次動(dòng)力1注定了，在現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，可再生能源預(yù)測(cè)不可能完全準(zhǔn)確，也不可能按照系統(tǒng)需要的精度和速度進(jìn)行大幅調(diào)節(jié)。與此同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，特別是我國(guó)已經(jīng)達(dá)到的非同一般的供電可靠性，電力用戶承受停電的能力和心理預(yù)期不斷下降，換句話說(shuō)電力用戶不接受規(guī)模較大的意外停電。兩方面的此消彼長(zhǎng)，造成可再生能源的運(yùn)行特性確實(shí)相對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是個(gè)不友好的短板，相對(duì)電力用戶高質(zhì)量用電的期望是個(gè)不友好的短板，大量接納存在弱點(diǎn)的可再生能源，而不考慮其他措施，一定會(huì)引起電力系統(tǒng)的可靠性下降，沒(méi)有煤電，電力系統(tǒng)也無(wú)法運(yùn)行。因此，所謂煤電快速退出實(shí)在是無(wú)稽之談。

以煤電為代表的調(diào)節(jié)性電源，由于一次能源（主要是煤炭）可以在廠內(nèi)存儲(chǔ)，運(yùn)行特點(diǎn)就是穩(wěn)定可靠，可以隨負(fù)荷變化大幅度進(jìn)行波動(dòng)，我國(guó)金牌煤電機(jī)組已經(jīng)可以做到數(shù)年不出現(xiàn)非計(jì)劃停運(yùn)，可靠性更是上了一層樓。因此，煤電機(jī)組為代表的傳統(tǒng)電源非常適合大電網(wǎng)生產(chǎn)需要，不但“自己不惹事”，還能“替別人平事”，能夠滿足大電網(wǎng)運(yùn)行離不開(kāi)的電壓支撐、負(fù)荷跟隨、系統(tǒng)穩(wěn)定等角色需要。

為了保持系統(tǒng)供需平衡，響應(yīng)負(fù)荷需要，業(yè)內(nèi)常說(shuō)，煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組為可再生能源提供了調(diào)峰和兜底服務(wù)。嚴(yán)格說(shuō)煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組為電力系統(tǒng)提供了調(diào)節(jié)服務(wù)，最終為用戶的連續(xù)可靠用電提供了調(diào)節(jié)服務(wù)。調(diào)峰是計(jì)劃體制下特有的輔助服務(wù)，但是可再生能源，特別是風(fēng)電、光伏等非水可再生能源的最大出力時(shí)段，往往并非出現(xiàn)在負(fù)荷最低谷時(shí)段，所以調(diào)峰并不一定是風(fēng)光等可再生能源最需要煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組提供的輔助服務(wù)。

風(fēng)電、光伏等可再生能源最為需要的是煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組提供的快速爬坡服務(wù)和容量備用服務(wù)，水電等可再生能源最需要的是煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組提供的季節(jié)性容量備用2。容量備用服務(wù)容易理解，即可再生能源往往具有季節(jié)性3和波動(dòng)性，在可再生能源出力降低，不能滿足用電需要的時(shí)期，依靠煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組提供用戶所需電能。快速爬坡服務(wù)通俗的講，是指煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組處于熱備用狀態(tài)下，能夠以較高的速度增加出力，用以填補(bǔ)可再生能源間歇性出力期間造成的用電缺口，也可以較高的速度減少出力，用以滿足可再生能源的突然出力增加。國(guó)外煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組的靈活性改造主要方向之一，就是提升可調(diào)節(jié)機(jī)組增減出力的速度，用以沖抵可再生能源突然失去（增加）出力4對(duì)系統(tǒng)的影響。實(shí)際上，可再生能源穿透率達(dá)到一定水平后，每增加一個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)電力系統(tǒng)快速爬坡能力的要求都是質(zhì)的變化。在目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，依靠可調(diào)節(jié)機(jī)組提供快速爬坡服務(wù)是有一定物理限制的。例如，北方某風(fēng)電大省，為了盡可能的消納風(fēng)電5，在確定開(kāi)機(jī)組合的過(guò)程中，提高了對(duì)風(fēng)電預(yù)測(cè)的可信度，將風(fēng)電預(yù)測(cè)進(jìn)行很小折扣即計(jì)入系統(tǒng)平衡，用以盡力減少煤電等可調(diào)節(jié)電源的開(kāi)機(jī)，減少煤電等可調(diào)節(jié)電源穩(wěn)燃負(fù)荷對(duì)風(fēng)電大發(fā)時(shí)段消納的不利影響。結(jié)果當(dāng)風(fēng)電突然減小出力達(dá)到一定規(guī)模的時(shí)候，熱備用狀態(tài)的可調(diào)節(jié)機(jī)組提供的向上爬坡服務(wù)總量不能填補(bǔ)風(fēng)電出力減少形成的出力缺額，結(jié)果造成對(duì)大工業(yè)用戶的限電，損害了大工業(yè)用戶的經(jīng)濟(jì)利益。

因此，可再生能源“十四五”發(fā)展離不開(kāi)調(diào)節(jié)性電源的支撐作用，特別是集中發(fā)展的可再生能源，為了彌補(bǔ)其對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行需要的不友好，必須配置煤電等調(diào)節(jié)電源予以對(duì)沖，兩者不該“相傷相殺”，而是“相親相愛(ài)”，可再生能源大發(fā)展帶動(dòng)煤電再發(fā)展的情況很可能出現(xiàn)。

02可再生能源發(fā)展和消納要考慮用戶側(cè)經(jīng)濟(jì)承受能力

講到考慮經(jīng)濟(jì)性，并非傳統(tǒng)規(guī)劃不考慮經(jīng)濟(jì)性，而是經(jīng)濟(jì)性的因素在“十四五”發(fā)生了變化。我們傳統(tǒng)的規(guī)劃制度，是與價(jià)格制度和運(yùn)行制度緊密捆綁的，規(guī)劃制度以項(xiàng)目核準(zhǔn)為依托手段，根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的預(yù)測(cè)，計(jì)算各地區(qū)電力電量的平衡情況，當(dāng)某地煤機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)到某一利用小時(shí)滿足了當(dāng)?shù)刎?fù)荷預(yù)測(cè)所需電量，則認(rèn)為當(dāng)?shù)仉娏抗?yīng)滿足平衡需求，如果預(yù)測(cè)煤機(jī)高于這一利用小時(shí)，則認(rèn)為需要核準(zhǔn)新的電源項(xiàng)目；電價(jià)管理部門自己不會(huì)另行制定標(biāo)志平衡的利用小時(shí)數(shù)，會(huì)直接使用規(guī)劃管理部門項(xiàng)目核準(zhǔn)時(shí)使用的利用小時(shí)數(shù)，作為核定發(fā)電機(jī)組回收投資、獲得投資收益所需電價(jià)水平的依據(jù)；運(yùn)行管理部門制定年度電力電量平衡預(yù)案（發(fā)電計(jì)劃）則是一方面落實(shí)規(guī)劃管理部門設(shè)想的電量平衡，另一方面是落實(shí)價(jià)格管理部門給出的投資回報(bào)機(jī)制。通俗的講，上述制度對(duì)于電力項(xiàng)目就是一個(gè)“管生又管養(yǎng)”的機(jī)制。由于電價(jià)管理部門會(huì)依靠行業(yè)通行的成本考慮最后的電價(jià)，所以傳統(tǒng)規(guī)劃并不考慮，至少不精確考慮電價(jià)水平的問(wèn)題。但是隨著國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)化改革的快速推進(jìn)，“十四五”的可再生能源規(guī)劃和消納必須考慮經(jīng)濟(jì)性的測(cè)算。原因有三，其一是普遍被注意到的可再生能源補(bǔ)貼總額快速上漲，帶來(lái)用戶電價(jià)上漲的壓力，其余兩個(gè)原因是：

一是以電量生存的可再生能源需要以容量方式生存的煤電等調(diào)節(jié)電源，總生產(chǎn)成本會(huì)有所上升。

“十三五”期間，國(guó)內(nèi)的電力行業(yè)并沒(méi)做好可再生能源穿透率快速提高的準(zhǔn)備，業(yè)內(nèi)大部分專家將煤電等可調(diào)節(jié)電源面臨的困難主要?dú)w咎于利用小時(shí)數(shù)下降和市場(chǎng)化交易電價(jià)下降。其實(shí)，“十四五”煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組的利用小時(shí)會(huì)和國(guó)外可再生能源發(fā)展較快國(guó)家一樣，不但不會(huì)回到計(jì)劃核價(jià)的5000小時(shí)以上，反而會(huì)進(jìn)一步快速下降，甚至可能達(dá)到3000小時(shí)左右。但是由于可再生能源與生俱來(lái)的運(yùn)行特性，造成煤電等可調(diào)節(jié)電源雖然利用小時(shí)快速下降，但不意味著煤電等可調(diào)節(jié)電源的存量（容量）會(huì)出現(xiàn)快速下降（上升的可能也存在），反而意味著煤電等可調(diào)節(jié)電源在利用小時(shí)快速下降的同時(shí)，要加強(qiáng)改造，提高機(jī)組的健康程度，為可再生能源提供快速爬坡和容量備用服務(wù)。既然可再生能源不能離開(kāi)煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組，單獨(dú)為電力用戶供電6，那么煤電不但不能“哀傷的退出”，還要“有尊嚴(yán)”健康的活著，自然電力用戶要支付的成本就會(huì)上升。

做個(gè)粗略而簡(jiǎn)單的定性測(cè)算，如果按照用戶用電“萬(wàn)無(wú)一失”考慮，1.2千瓦的煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組就能為1千瓦的用戶供電7，當(dāng)進(jìn)入主要以可再生能源為主為用戶供電則需要1.2千瓦的可再生能源加上1.2千瓦的煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組8，才能對(duì)應(yīng)1千瓦的用戶供電9。按照這個(gè)思路即使可再生能源能夠平價(jià)上網(wǎng)，平時(shí)不以生產(chǎn)電量為目的的1.2千瓦煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組的容量費(fèi)用，也要用戶支付（當(dāng)然繼續(xù)擴(kuò)大交流聯(lián)網(wǎng)的范圍也能大幅降低“1.2千瓦”這個(gè)數(shù)值，但是會(huì)引發(fā)系統(tǒng)建設(shè)成本的上升）。考慮現(xiàn)階段可再生能源成本下降（部分流域上游水電成本還在快速上升）無(wú)法沖抵煤電等可調(diào)節(jié)電源的容量費(fèi)用需要，電力用戶支付的用電費(fèi)用自然呈上漲趨勢(shì)。

二是可再生能源消耗的輔助服務(wù)費(fèi)用應(yīng)當(dāng)由用戶支付，用戶電費(fèi)將在其他邊界條件不變的情況下有所增加。

當(dāng)弄清了可再生能源的出力特點(diǎn)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有一定負(fù)面影響，需要煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組予以彌補(bǔ)后，那么這些電力系統(tǒng)的快速爬坡和容量備用服務(wù)應(yīng)該由誰(shuí)來(lái)付費(fèi)呢？很多專家依據(jù)“誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”的邏輯，直接得出應(yīng)當(dāng)由可再生能源承擔(dān)，這是不合理的。一方面盡管可再生能源間接的造成了電力系統(tǒng)需要煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組提供快速爬坡和容量備用服務(wù)，但畢竟可再生能源是電力的生產(chǎn)者，自身并不直接需要快速爬坡和容量備用服務(wù)，要求其付費(fèi)沒(méi)道理。另一方面，很大比例的存量可再生能源仍然需要額外財(cái)政補(bǔ)貼，用財(cái)政補(bǔ)貼來(lái)支付輔助服務(wù)費(fèi)用，違反了補(bǔ)貼制度設(shè)計(jì)的初衷。實(shí)際上打破“電力行業(yè)只看電力行業(yè)”的固有思維會(huì)發(fā)現(xiàn)，可再生能源最終是為電力用戶提供電能資源，使用可再生能源發(fā)電、最終享受藍(lán)天白云的是全體用戶，那么可再生能源以及系統(tǒng)產(chǎn)生的一切成本最終必然是電力用戶買單，即享受良好環(huán)境的用戶不能回避由此付出的額外成本。

因此，煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組未來(lái)需要以容量電費(fèi)方式生存，容量電費(fèi)和其提供的輔助服務(wù)費(fèi)用，既不應(yīng)該由煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組無(wú)償提供，也不應(yīng)該由可再生能源承擔(dān)，應(yīng)當(dāng)由電力用戶承擔(dān)，這才是真正的受益者承擔(dān)機(jī)制。所以，“十四五”期間用戶賬單大概率，應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)新的漲價(jià)分量。從德國(guó)的例子可以看出，德國(guó)用戶電價(jià)隨著可再生能源發(fā)展快速上漲，扣除補(bǔ)貼因素外，由于平衡費(fèi)用和輔助服務(wù)費(fèi)用計(jì)入輸電價(jià)，德國(guó)輸電價(jià)格上漲很快；同時(shí)，德國(guó)以“戰(zhàn)略儲(chǔ)備”名義支付部分傳統(tǒng)機(jī)組容量費(fèi)，也是用戶電價(jià)上漲的重要原因。

03新視角建言“十四五”可再生能源發(fā)展與消納

俗話說(shuō)，“長(zhǎng)江后浪推前浪、一輩兒總比一輩兒強(qiáng)”，“十四五”電力規(guī)劃，事關(guān)未來(lái)五年中國(guó)電力供應(yīng)的大盤子，需要站在前人成功的肩膀上，充分吸收過(guò)去規(guī)劃的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，建議考慮以下三個(gè)新的視角：

一是可再生能源和傳統(tǒng)電源統(tǒng)籌規(guī)劃。以往的電力規(guī)劃，傳統(tǒng)電源規(guī)劃總量制定的是上限，而可再生能源規(guī)劃制定的是發(fā)展的下限，這樣就失去了可再生能源規(guī)劃和傳統(tǒng)電源規(guī)劃的“吻合型”統(tǒng)籌考慮。建議以電力系統(tǒng)運(yùn)行需要為優(yōu)化目標(biāo)，量化地統(tǒng)籌考慮傳統(tǒng)電源和集中上網(wǎng)型可再生能源的容量關(guān)系，不再單獨(dú)編制可再生能源專項(xiàng)規(guī)劃，而是在電力規(guī)劃里統(tǒng)籌考慮。

二是在電力規(guī)劃編制過(guò)程中充分考慮電力市場(chǎng)化的因素。因?yàn)檎劦诫娏τ脩魬?yīng)當(dāng)為電力系統(tǒng)增加的快速爬坡和容量備用服務(wù)付費(fèi)，就要回答支付多少的問(wèn)題。似乎這個(gè)問(wèn)題很難量化，但是“見(jiàn)單就買、敞開(kāi)供應(yīng)”顯然是高質(zhì)量發(fā)展不可接受的，也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段不能允許的。這就需要找到一個(gè)最有效率反映成本的手段供規(guī)劃參考——即市場(chǎng)化機(jī)制。市場(chǎng)化背景下，可以最有效率的為可再生能源尋找到性價(jià)比最高的調(diào)節(jié)服務(wù)，也可以為用戶尋求到性價(jià)比最好的電能。市場(chǎng)化配置資源為主是經(jīng)常重復(fù)的話，其實(shí)按照市場(chǎng)化配置資源的要求進(jìn)行規(guī)劃，才是真正發(fā)揮市場(chǎng)配置資源為主作用的重要途徑。建議在電力規(guī)劃過(guò)程中，考慮市場(chǎng)化因素，尤其是市場(chǎng)化電價(jià)因素對(duì)行業(yè)發(fā)展、電能價(jià)格、系統(tǒng)運(yùn)行等一系列影響，把整個(gè)的規(guī)劃放到電力市場(chǎng)化背景下做，在用戶側(cè)電價(jià)承受能力的約束下做規(guī)劃，需要指出的是電力流向等重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)考慮市場(chǎng)化之后價(jià)區(qū)因素。

三是為可再生能源規(guī)劃和傳統(tǒng)電源規(guī)劃尋求可靠的量化工具。傳統(tǒng)規(guī)劃，通常是選取規(guī)劃目標(biāo)年中的典型大負(fù)荷方式，例如，夏大方式或冬大方式等，即一年中的極端運(yùn)行場(chǎng)景，進(jìn)行潮流、穩(wěn)定和短路等安全分析，規(guī)劃目標(biāo)主要為保證系統(tǒng)安全，基本不進(jìn)行規(guī)劃方案的量化投資效益評(píng)價(jià)，電源項(xiàng)目則重點(diǎn)關(guān)注宏觀負(fù)荷增長(zhǎng)對(duì)發(fā)電容量的需求分析。市場(chǎng)化的大趨勢(shì)下，電力系統(tǒng)規(guī)劃的目標(biāo)和方法將呈現(xiàn)出較大的變化。市場(chǎng)的先行國(guó)家，除了運(yùn)營(yíng)機(jī)制的市場(chǎng)化，在經(jīng)濟(jì)規(guī)劃上，大規(guī)模使用了市場(chǎng)化的量化規(guī)劃工具——連續(xù)時(shí)序生產(chǎn)仿真。通過(guò)離線計(jì)算的手段模擬電力市場(chǎng)在一段時(shí)間（短至一天，長(zhǎng)至多年）的運(yùn)行情況，系統(tǒng)的出清模型符合所仿真的目標(biāo)電力市場(chǎng)的規(guī)則。關(guān)注新建項(xiàng)目對(duì)整個(gè)電力市場(chǎng)的綜合效益，電源項(xiàng)目則需要認(rèn)真評(píng)估競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，新建電源的預(yù)期收入，以及對(duì)市場(chǎng)電價(jià)的影響。有了這個(gè)計(jì)算器，可再生能源和傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源的配比，以及市場(chǎng)化輔助服務(wù)的費(fèi)用都將變得更加準(zhǔn)確和清晰，適應(yīng)高質(zhì)量規(guī)劃的新需要。

辦法總比問(wèn)題多，相信未來(lái)的五年，可再生能源與煤電等調(diào)節(jié)性機(jī)組一定能夠在發(fā)展中和諧共處，共享社會(huì)經(jīng)濟(jì)的紅利，加快實(shí)現(xiàn)我國(guó)的能源革命，履行我國(guó)的國(guó)際承諾和減排責(zé)任，為我國(guó)“十四五”社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，做出電力行業(yè)的新貢獻(xiàn)。

備注：

1. 季節(jié)性、波動(dòng)性、間歇性。

2. 擁有多年調(diào)節(jié)水庫(kù)的水電站需要的是來(lái)水極枯年的容量備用。

3. 水電分為枯期和汛期，風(fēng)電有大風(fēng)期和小風(fēng)期。

4. 無(wú)論可再生能源預(yù)測(cè)技術(shù)如何進(jìn)步，可再生能源出力預(yù)測(cè)的精度也不會(huì)是百分之百。5. 該地區(qū)風(fēng)電穿透率較高，光伏比例較高地區(qū)情況類似。

6. “十四五”期間。

7. 考慮煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組的檢修，彈性系數(shù)采用1.2。

8. 按用戶完全不允許因機(jī)組原因停電考慮，同時(shí)由于煤機(jī)等調(diào)節(jié)機(jī)組大部分時(shí)間不需要啟動(dòng)。

9. 用戶也可能考慮配備儲(chǔ)能設(shè)施，則不需考慮1千瓦的煤電等可調(diào)節(jié)機(jī)組，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可能需要 因儲(chǔ)能設(shè)施的造價(jià)與安全性另行比較，例子的數(shù)據(jù)僅為示意。

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年1月17日第3、4期