2020年11月1日,北大國發(fā)院在上海舉辦【朗潤·格政】第148期暨“中國經(jīng)濟的遠景與挑戰(zhàn)”專題第二期。國發(fā)院集合優(yōu)秀學(xué)者,基于和美國布魯金斯合作的《中國2049》研究報告和圖書專著,探究中國經(jīng)濟的遠景與挑戰(zhàn)。繼首場(北京)探討老齡化與國企改革之后,本場聚焦氣候、環(huán)境與能源,解析發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn),探討必要的改革與布局。本文根據(jù)北大國發(fā)院副教授、北大環(huán)境與能源經(jīng)濟研究中心副主任王敏在本場論壇上的演講整理。
碳排放主要來自化石能源燃燒排放。因此,從經(jīng)濟學(xué)的視角來看,碳減排主要就是兩種辦法:一種是調(diào)需求,即通過消費結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)市場對化石能源需求的調(diào)整;另一種調(diào)供給,即調(diào)整能源供給結(jié)構(gòu)。
在調(diào)整能源的供給結(jié)構(gòu)方面,我國近年的成績主要體現(xiàn)在以風(fēng)電和光伏發(fā)電為代表的新能源產(chǎn)業(yè)超高速發(fā)展。
新能源產(chǎn)業(yè)超高速發(fā)展的隱憂
目前,世界上風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機容量規(guī)模最大的是中國、美國和德國。從2010年開始,中國風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機容量大幅增長,且增長速度遠遠超過其它兩國。截至目前,中國風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機容量分別已超過2億千瓦,占全球份額也都超過30%。
但總體而言,即便經(jīng)過最近十幾年的超高速增長以及國家的大量補貼,我國的風(fēng)電和光伏發(fā)電在整個能源發(fā)電中的占比還是非常低。截至2019年,煤炭、石油、天然氣、核電、水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電分別占總發(fā)電量的64.7%、0%、3.15%、4.6%、16.9%、5.4%、2.9%,分別占一次能源消費的57.6%、19.7%、7.8%、2.2%、8.0%、2.6%、1.4%。從這些數(shù)據(jù)可知,化石能源中的煤炭和非化石能源中的水電仍然是能源發(fā)電中的主力軍,風(fēng)電和光伏發(fā)電的占比較低。
風(fēng)電和光伏發(fā)電高速增長的背后還凸顯兩大問題:一是補貼資金缺口急劇擴大,二是“棄風(fēng)棄光”率很高。
補貼資金缺口,即政府每年從可再生能源附加收取的資金遠少于補貼需求,形成補貼資金缺口。由于風(fēng)電和光伏發(fā)電的生產(chǎn)成本較高,國家一開始就采取補貼驅(qū)動政策。2006年出臺的《可再生能源法》提出“在全國范圍對銷售電量征收可再生能源電價附加補償”。這一電價附加經(jīng)過五次調(diào)整,從2006年的0.1分每千瓦時增加至目前的1.9分每千瓦時。然而,從2014年開始,風(fēng)電和光伏發(fā)電行業(yè)大規(guī)模投資增長導(dǎo)致補貼資金缺口急劇擴大,缺口數(shù)額從2014年底的140億元增長到2018年的1200億元。從最優(yōu)稅收的角度,如果化石能源的污染稅和碳稅缺失,那么就有必要對風(fēng)電和光伏發(fā)電進行綠色補貼。給定當前的裝機容量,如果以項目補貼周期20年計,大致可估算我國對風(fēng)電和光伏發(fā)電的總補貼金額將在2萬億元以上。
“棄風(fēng)棄光”率問題方面,電力的供給和需求必須實時平衡,但風(fēng)電和光伏發(fā)電都缺少穩(wěn)定性,只有在有風(fēng)有光的條件下才能發(fā)電,最終因供需不匹配造成“棄風(fēng)棄光”率較高。最嚴重的情況發(fā)生在2015年和2016年,全國平均棄風(fēng)率達到15%和17%,平均棄光率12.6%和10.3%。而在風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機最集中的三北(西北、華北和東北)地區(qū),“棄風(fēng)棄光”率更高。2016年上半年,甘肅、新疆和吉林的棄風(fēng)率分別高達47%、45%和39%,甘肅和新疆的棄光率高達32%。近兩年,由于相關(guān)政策和措施的推進,棄風(fēng)棄光率大幅度下降。
風(fēng)電和光伏發(fā)電發(fā)展的三個階段
我國風(fēng)電和光伏發(fā)電的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段:早期發(fā)展階段(2009/2011年之前)、大規(guī)模發(fā)展階段(2009/2011-2017)和穩(wěn)步發(fā)展階段(2018年至今)。
早期發(fā)展階段(2009/2011年之前)
2006年國家出臺了《可再生能源法》,這是我國可再生能源發(fā)展歷程中的標志性事件。該法案通過“設(shè)立可再生能源發(fā)展基金”(通過對所有工商用電加價來獲取補貼資金)與“全額保障收購”(電網(wǎng)企業(yè)滿額收購風(fēng)電和光伏發(fā)電)兩項規(guī)定,極大促進了我國可再生能源的發(fā)展。但從前面較高的棄風(fēng)棄光率數(shù)據(jù)可知,“全額保障收購”這一點顯然很難落實。這段期間主要是以特許招標權(quán)的形式小規(guī)模推進風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機投資。風(fēng)電的最低招標價格一度到每千瓦時0.38元。光伏發(fā)電的招標價格在每千瓦時0.7288元-0.9907元。
大規(guī)模發(fā)展階段(2009/2011-2017)
2009年哥本哈根會議之后,風(fēng)電補貼政策出現(xiàn)很大變化。主要是我國當時向全世界做出承諾“2020年中國非化石能源消費比重提高到15%”。關(guān)于這一目標,我們在2019年就已經(jīng)完成。我要強調(diào)的是“15%”的重要性。原先,非化石能源發(fā)電主要還是依靠水和核能發(fā)電,但建設(shè)周期較長。因此,要實現(xiàn)這一目標,短期只有通過大力發(fā)展風(fēng)電和光伏發(fā)電。這15%的目標承諾就主導(dǎo)了2009年之后我國風(fēng)電和光伏發(fā)電行業(yè)十年大發(fā)展。
首先,中國在2009年分資源區(qū)制定了風(fēng)電固定上網(wǎng)電價政策,分別為每千瓦時0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。為鼓勵風(fēng)電發(fā)展,我們將固定上網(wǎng)電價制定得較高,普遍高于之前的特許招標價格。
當時光伏發(fā)電的成本遠高于風(fēng)電。2010年,我國光伏發(fā)電總裝機容量只有80萬千瓦,但光伏制造卻占到全球光伏產(chǎn)能的50%。2011年德國光伏補貼政策退坡,引發(fā)中國光伏制造業(yè)面臨困境。在該背景下,我國制定了光伏發(fā)電固定上網(wǎng)電價政策,為每千瓦時1元,也高于之前的招標價格。
2009年和2011年的政策調(diào)整,為我國風(fēng)電和光伏發(fā)電行業(yè)的超高速增長提供了契機。從風(fēng)電行業(yè)來看,在風(fēng)電固定上網(wǎng)電價確定后,僅2009年一年的新增裝機容量就達到1373萬千瓦,而此前累計的裝機容量僅為965萬千瓦,這意味著風(fēng)電裝機容量用一年時間就發(fā)展到過去十幾年才達到的規(guī)模。2009年-2017年,風(fēng)電新增裝機容量年均增長率高達138%。
光伏發(fā)電的發(fā)展情況同樣如此。2011年,光伏發(fā)電進入固定上網(wǎng)電價階段,新增裝機容量僅一年時間就達到270萬千瓦,而此前累計的裝機容量才80萬千瓦。同時,光伏發(fā)電的投資增長率遠遠高于風(fēng)電,2011年-2017年光伏發(fā)電的新增裝機容量年均增長率達到228%。
然而,“風(fēng)光無限、水深火熱”。風(fēng)電和光伏發(fā)電的超高速增長導(dǎo)致不斷攀升的棄風(fēng)棄光率和巨大的補貼資金缺口,問題的根源在于補貼政策的制度困境。
當時的補貼政策主要包括“固定上網(wǎng)電價”和“全額保障收購”。從經(jīng)濟學(xué)視角來看,這是價格和數(shù)量雙重管制的政策設(shè)計,會導(dǎo)致非常大的市場投資沖動。我們在2013年和2014年的調(diào)研中發(fā)現(xiàn),市場對風(fēng)電和光伏發(fā)電的投資熱情幾乎處于瘋狂狀態(tài),尤其是回報率更高的光伏發(fā)電。
政府定價信息不對稱,導(dǎo)致補貼價格過高。政府原本也想按照理想的狀況來定價,如發(fā)電成本加上8%的平均回報率。但成本的衡量一直是一個大難題,政府始終沒辦法解決信息不對稱的問題。2010年至2018年,技術(shù)發(fā)展促使全球陸上風(fēng)電和光伏平準化電力成本下降34%和77%,但同期我國的風(fēng)電和光伏發(fā)電各資源區(qū)上網(wǎng)價格下調(diào)嚴重滯后。這造成政府的補貼相對越來越高,對投資的吸引力越來越大,最終導(dǎo)致“尋租”問題出現(xiàn)。
高補貼加上我國地方政府政績考核下的電力計劃管制,不但導(dǎo)致地方政府行為扭曲,也引發(fā)出新的問題。首先,對風(fēng)電和光伏發(fā)電行業(yè)的補貼資金來源于全國工商業(yè)電價加價,因此并不需要地方政府掏錢。而我國風(fēng)電和光伏發(fā)電資源主要集中在GDP相對較低、經(jīng)濟發(fā)展相對落后的“三北”地區(qū)。對這些地方政府而言,他們有非常大的動機去發(fā)展風(fēng)電和光伏發(fā)電行業(yè)。于是,全國分攤電價形成“地方請客、中央買單”的資源配置現(xiàn)狀,導(dǎo)致地方政府出現(xiàn)重投資、輕消納的資源配置扭曲行為。
在消費端,省政府控制發(fā)電權(quán),電力市場“以省為界、畫地為牢”。我國對電力計劃實行高度管制。盡管電力供需必須要實時平衡,但直到今天,我國的電力平衡還是以省為單位。每年年初,省政府會預(yù)測當年的用電需求,并根據(jù)該用電需求決定省內(nèi)發(fā)電機組的發(fā)電權(quán)。如果省內(nèi)電力供應(yīng)無法滿足需求,才會進一步考慮從省外購電。只要省內(nèi)供電能滿足用電需求,地方政府為了照顧本省發(fā)電企業(yè)的就業(yè)、稅收等利益,不會去省外購買哪怕更便宜的電。這就造成“三北”地區(qū)的風(fēng)電和光伏電盡管價格便宜卻不容易銷售至外省的情況。這種“以省為界、畫地為牢”的電力市場局面阻礙了風(fēng)電和光伏發(fā)電在更大區(qū)域范圍內(nèi)的消納。特別是在儲能技術(shù)包括儲能市場沒有成熟之前,電力更是需要靠市場來調(diào)峰調(diào)度消納,且市場規(guī)模越大,調(diào)峰調(diào)度消納就會越多。從國際情況來看,德國的風(fēng)電和光伏發(fā)電占全國發(fā)電量30%多,但是它在很大程度上是依靠整個歐洲電網(wǎng)的消納,否則光靠德國自己根本完成不了這30%多的量。
再一個問題是“公地悲劇”。我國的發(fā)電權(quán)強調(diào)“三公”調(diào)度,即同一類電源發(fā)電權(quán)按裝機容量進行平均分配的機制,這就導(dǎo)致裝機投資的“公地悲劇”。“公地悲劇”問題在上世紀30年代被提出來,是指如果一個村莊有一塊公共草場,大家都可以自由進出去養(yǎng)牛。只要養(yǎng)牛得到的平均收益高于平均成本,那么人們就會不斷地增加牛到草場散養(yǎng),最后導(dǎo)致草場租值耗盡。同理,在“三公調(diào)度”的發(fā)電權(quán)配置法則下,給定相對固定的用電總需求,新增的裝機投資都可以獲得平均發(fā)電權(quán)。這就使得,只要新增裝機投資的平均收益高于平均成本,即便棄風(fēng)棄光率再高,也一定會有投資不斷涌入,直到平均回報率趨零。如當時甘肅的棄風(fēng)棄光率曾達到百分之三四十,但仍有企業(yè)繼續(xù)往里面投資。從規(guī)律上來看,補貼價格越高,棄風(fēng)棄光率則越高。雖然風(fēng)電和光伏發(fā)電的價格和數(shù)量受到雙重管制,但是價格規(guī)律還是在起作用。這里,棄風(fēng)棄光率替代價格成為調(diào)價供給的重要工具。
通過這些問題,我們可以看到,政策既想保價格又想保量的初衷無法實現(xiàn),這也是“價”“量”難兩全的經(jīng)濟規(guī)律。
穩(wěn)步發(fā)展階段(2018年至今)
2018年以后,我國通過一系列改革試圖解決上述問題。其中最重要的措施是全面推廣電價競標,即上網(wǎng)電價不再由政府定價而是由市場競爭來決定。由此消除價格管制,同時引入補貼的價格競爭機制。如此一來,首先是解決了政府定價中的信息不對稱問題,真實還原發(fā)電成本;其次是引入了企業(yè)競爭,將發(fā)電項目資源配置到經(jīng)營效率最高的企業(yè),這有利于高效率企業(yè)的做大做強以及行業(yè)整合。因此,我們看到2018年以后行業(yè)的整合度在大幅度增加。事實證明,價格競標制度更容易在技術(shù)和行業(yè)比較成熟的條件下取得成功。
光伏發(fā)電行業(yè)在“531”新政后全面推廣電價競標,新增裝機從2017年的53GW(1GW等于100萬千瓦)超大規(guī)模降到了2019年的30GW。2020年,參與價格競標的26GW項目中,最低競價為0.2427元/千瓦時,加權(quán)平均0.372元/千瓦時。2020年,平價上網(wǎng)項目為33GW。預(yù)計2021年,大部分光伏發(fā)電就能實現(xiàn)平價而不再需要政府補貼。2021年,政策端將全面取消對陸上新增風(fēng)電投資的補貼。
此外,2020年6月1日,可再生能源配額制正式出臺。這個政策對每個省制定最低可再生能源消費占比的額度,希望以此來來打破省與省之間的新能源電力交易壁壘。
政策改革展望
對風(fēng)電和光伏發(fā)電的展望,我認為最終還是要靠市場來解決問題,即消除對價格和數(shù)量的管制。
加大電力市場化改革
電力市場化改革的重要體制涵義是,通過市場競爭來配置稀缺的發(fā)電權(quán),從而打破發(fā)電權(quán)的平均分配機制。目前,將近一半的火電參與了電力市場交易,但大部分省市還沒有把風(fēng)電和光伏發(fā)電納入電力市場化交易中。相信隨著改革的進一步推進,一定會出現(xiàn)新的進展。此外,2019年有8個省建立了現(xiàn)貨電力市場交易試點。一旦完成裝機投資,風(fēng)電和光伏發(fā)電的邊際成本幾乎為零。因此,在現(xiàn)貨電力市場交易中,風(fēng)電和光伏發(fā)電有非常大的比較優(yōu)勢。
現(xiàn)在的電力交易市場以省為單位,如果在跨省區(qū)域建立電力市場,對消納風(fēng)電和光伏發(fā)電還會有更大幫助。
此外,風(fēng)電和光伏發(fā)電的發(fā)展還要依賴儲能和調(diào)峰輔助市場的發(fā)展。
進一步完善價格機制
風(fēng)電和光伏發(fā)電能否在能源結(jié)構(gòu)改革中發(fā)揮重要作用,最終由它們的生產(chǎn)成本決定。目前,能源的成本價格還是扭曲狀態(tài),例如火電的成本很低,但如果考慮火電的污染稅和碳價,它的成本將高于風(fēng)電和光伏發(fā)電。因此,風(fēng)電和光伏發(fā)電最終能在多大程度上替代火電,就需要對比二者完全真實的成本價格,包括污染稅、碳價、儲能和調(diào)峰等成本。
自2010年以來,利用可再生能源發(fā)電技術(shù)的海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電、聚光太陽能熱發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電的發(fā)電成本都在不斷下降。到2021年,光伏發(fā)電成本將比陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電、光熱發(fā)電的發(fā)電成本都低,可以實現(xiàn)3.9美分/千瓦時的全球平均價格,并且還有進一步的下降空間。
不過,除發(fā)電成本外,新能源成本還要考慮其它的系統(tǒng)性成本。隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機容量規(guī)模繼續(xù)增加,系統(tǒng)的穩(wěn)定成本也會上升。此外,風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機投資首選都是風(fēng)光資源較好的地區(qū)。隨著裝機容量不斷上升,我國較好的風(fēng)和光資源地區(qū)都逐漸被利用,今后獲取優(yōu)質(zhì)資源的成本也會越高。因此,即便風(fēng)電和光伏發(fā)電的發(fā)電成本還會下降,但其系統(tǒng)穩(wěn)定成本、土地成本和獲取優(yōu)良資源的成本也會同時上升。因此,風(fēng)電和光伏發(fā)電最終能在整個能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)揮多大作用,還需要長期觀察它們整體成本的變化。
原標題:王敏:我國新能源的發(fā)展歷程、挑戰(zhàn)與改革展望