《风能》专栏 | 张树伟： 可再生能源市场价值下降：自身特点，还是社会构建？

可再生能源市场价值下降：自身特点，还是社会构建？

· 政策目标的确定，往往是由政治决定的；提出目标并不是工作的结束，如何实现目标的探讨与工作才刚刚开始。

这同样关乎风电与光伏的市场与系统价值的问题。我们大体上广泛且一致的看法是，在开放市场中，用平均电价表征电力价值，可再生能源因为其出力与高峰负荷的不一致，呈现“份额越大、平均度电收益下降”的特点⸺所谓的市场价值（market value）下降，尽管其程度在可再生能源进入市场的初期可能非常有限。我国仍处于这个阶段，风、光发电量在总发电量中的占比不足10%。

一个相关的问题是，这到底是由可再生能源的自身特点，还是一种社会构建⸺系统或政策手段等外部因素造成的？如果是前者，我们可以说“可再生能源就是这样的”，类似对一个人的定性，可以在很大的空间与时间范围内保持不变；如果是后者，则有必要探讨是否有更好的政策与系统，来帮助可再生能源实现一个更好的角色。

在本期专栏中，我们将围绕这个话题展开阐述，希望能够借此引发更大范围的社会讨论。

在某一个确定的时间与空间范围内，风电、光伏进入系统是存在最优份额的，并不是越多越好,没有极限。如在江苏，最大负荷在某个时段是1亿千瓦，而如果本地已有超过1.5亿千瓦光伏装机的话，从系统的“电源”需求来讲，它已经（暂时）足够了，因为仅仅光伏的装机在多数时间就已经高于最大负荷。如果不存在更紧的系统减排约束，那么装得再多，也只会加大系统平衡运行的难度，就不是一个成本最低的系统了。

若超过3亿千瓦，在白天大部分时间里系统中都是光伏在出力，此时即使存在很紧的碳排放约束，也不能依靠光伏来实现了。因为装得再多，也不会进一步形成对化石能源发电的替代。即在这种情况下，光伏已经不再发挥减排作用，而是彼此之间的互相“挤出”，对系统的困难时刻⸺傍晚的电力供需并无贡献。

从系统的价值来看，可以想象，如果这个系统没有储能的话，这种高比例光伏下的边际价值会趋于零。当然，这一“思维实验”只是检验了“最终我们要到哪里”的问题，而不涉及现在应该多一点还是少一点的问题。很明显，现实的装机容量距离这一水平还有巨大差距，仍需要加快发展。

从长远来看，由于这个系统的运行分辨率非常低，没有任何信号能够显示这一“最优水平”，其中无疑有比较大的系统稳定安全运行方面的含义。这也是我国之所以提出建设新型电力系统，并需要打破若干“旧秩序”的根本原因。

这种看法非常直接。比如光伏，其大量并网会不断压低原来高峰时段（如中午）的市场价格，乃至将原来的高峰电价变为低谷电价（将傍晚太阳落山的时间段的电价变成高峰）。美国加利福尼亚州就存在明显的上述情况（图1），这也是自身的度电收益不断下降的过程。从全年统计来看，其度电收益比不上其他可控电源，更不要说是专门满足尖峰需求的机组，如每天傍晚开机几个小时的天然气单循环机组。

从这个视角来看，电源系统的价值随着装机扩大而下降。因为存在波动与不可控，无法捕捉那些电力价格最高的时间与机会。

然而，如果换一个角度，答案可能就不是这样的，它系于市场价格是如何形成的逻辑。在开放、竞争的市场中，市场价格往往是由最后一个满足需求的供应商的边际成本所决定，也就是所谓的“边际定价原则”。

在以上提及的环境中，光伏之所以能够进入市场，是通过市场之外的额外补贴（固定电价、投资补贴、可再生能源配额）来实现的。换一种方式，如果是通过降低传统化石电源的竞争力——如加征足够高的碳税，光伏的价值下降还会如此大吗？

答案是否定的。由于碳税抬升了大部分时段的电力边际价格，随之而来的是光伏等波动性电源平均市场价值的上升。在此情况下，这种随着市场份额上升价值下降的现象会减弱，甚至完全消失（图2）。

从这个意义上来说，所谓的可再生能源价值随着份额上升而下降，完全是一种社会构建的现象，而不是其自身的特点。它来源于可再生能源支持政策的“次优”性质⸺支持可再生能源发展的政策，并不是社会成本最低的。

2021年9月以来，全球能源价格，尤其是天然气、煤炭上涨明显。伴随着欧盟碳市场价格的屡创新高，欧洲各国的电力市场价格也出现了数倍上涨，部分时段（如无风的阴天）的价格更是超过3欧元/千瓦时（约合人民币22.2元/千瓦时）。即使从长周期的年度价格来看，截至2021年平均价格也已是新冠肺炎疫情爆发前的2倍多1。

这是自2012年石油创下138美元/桶（约合人民币884.1元/桶）的价格新高之后处于长期低迷下出现的新情况。事实上，2008年全球爆发金融危机期间，欧美的电力价格都出现过明显的下降2。其中，燃料价格的下降，可再生能源的“调度有限次序”（meritorder effects）的降价效果，都是非常重要的原因3。只不过，这种趋势现在随着新冠肺炎疫情之后的经济需求反弹而结束了。

回头来看，这种下降到化石能源机组流动成本都难以覆盖的程度“无疑过了”，它意味着动态上系统可靠程度的下降以及供给弹性（resilient）的降低。如果支持可再生能源的政策是对“坏”的加税，而不是补贴“好”的，情况可能就有所不同，电价会在比较长的时间内保持温和上涨，至少短期的上涨程度不至于过大。

图3截至2021年10月7日部分欧洲国家的日前电力市场价格

我国仍旧缺乏高分辨率、足够时间分辨率的波动性价格，且决策者对必要的价格飙升整体上持视之为“洪水猛兽”的态度，从而很难激励需求侧响应以及灵活性投资。

更甚的是，目前的辅助服务机制其实是在奖励不灵活。火电调节不下去不是一种自身的缺点，反而成为一种一旦调下去即可获得别人补偿的资源。

在这种情况下，可再生能源表现不出来应该进一步提速还是减速的任何信号，特别是在一些更小的区域内。此时，或许只能依靠出现问题后运用行政手段来控制装机“节奏”了。

当前，构建新型电力系统之路已经开启。我们需要超越电力工程学知识，以在更大的背景下理解一些专业性技术问题。可再生能源进入市场的过程，其价值随着自身份额的增加而下降，这更多是一种“社会构建”。

它提醒我们，不仅需要讨论什么是正确的事（do the right thing），还必须知道如何将事情做正确(do the thing right)。映射到能源领域，则必须将政策设计、市场设计视作一个专门的学问。

政策目标的确定，在任何国家往往都是由政治决定的；提出目标并不是工作的结束，如何实现目标的探讨与工作才刚刚开始。否则，手段的不合理可能会造成即使实现了最初的目标，结果也并不是我们所期望的。CWEA 

注释：

1:https://www.eea.europa.eu/policy-documents/communication-from-the-commission-to-1

2:如德国的批发电价水平，从2008年的7~8欧分/千瓦时，下降到2017年后的3~4欧分/千瓦时，下降幅度在50%左右。https://www.cleanenergywire.org/industrialpower-prices-and-energiewende

3:如2008—2015年，剔除其他因素的影响，可再生能源使德国的现货电价下降了1/4。见因子贡献分析：https://ideas.repec.org/a/aen/journl/ej39-1-hirth.html

来源：《风能》杂志

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