中國人民大學(xué)重陽金融研究院客座研究員 翟永平
筆者最近撰文提到以發(fā)展風(fēng)電、光伏為標(biāo)志的德國式能源轉(zhuǎn)型客觀上導(dǎo)致了德國終端消費(fèi)電價(jià)上升(這里特別指出終端消費(fèi)電價(jià)上升,因?yàn)殡娏εl(fā)市場價(jià)格確實(shí)是下降的)、煤炭對(duì)外依存度增加、二氧化碳排放不跌反升。這篇文章中的一些觀點(diǎn)和分析,引起了部分可再生能源界人士的批評(píng)和質(zhì)疑,他們認(rèn)為“歷史地看,核電退出后的空白必將由可再生能源電力來填補(bǔ)……可再生能源在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展,其主流能源的趨勢越發(fā)明顯……以可再生能源為主導(dǎo)的能源革命離最后的勝利不遠(yuǎn)了。”
的確,近年來在各國政府優(yōu)惠政策的強(qiáng)力刺激下,風(fēng)電、光伏在世界范圍內(nèi)獲得髙速發(fā)展。但問題是風(fēng)電、光伏未來是否可能成為“主流能源”并最終填補(bǔ)核電一旦退出后的空白?這個(gè)問題涉及到風(fēng)電、光伏的量化發(fā)展目標(biāo),而目標(biāo)的設(shè)置不取決于我們的信心和意志,而是應(yīng)該受限于風(fēng)電、光伏的基本物理特性。
那么,風(fēng)電、光伏到底有什么基本特性呢?
從電能生產(chǎn)的角度看,所謂“電能”,應(yīng)包含 “電量”(energy,以“千瓦時(shí)”為單位),與 “電力”(power,以“千瓦”為單位計(jì))兩重意義,為滿足用戶需求二者不可或缺。可再生新能源只可以間歇提供“電量”,而不負(fù)責(zé)時(shí)刻提供“電力”保障,屬于“不可調(diào)度”(non dispatchable)的電源,根據(jù)氣象條件情況說有就有,說沒有就沒有。
相比之下,常規(guī)能源發(fā)電既可隨時(shí)保障電力也可以提供所需能量。我們用水來打個(gè)比方(當(dāng)然比方都是不恰當(dāng)?shù)?,只是為了形象化的說明),“千瓦”是水的流量,“千瓦時(shí)”是累計(jì)的水量。常規(guī)能源發(fā)電好比自來水的水龍頭,隨時(shí)保障流量,滿足用水需求。而可再生新能源,好比天空飄來的雨點(diǎn),下不下雨要看天氣,而且要接到水的話還要特大的盆,盆要越大接到的水量才會(huì)越多。
有網(wǎng)民借用馬斯洛需求層次理論,把電能稱為最基本的需求,其次是無線上網(wǎng)(WIFI)。把WIFI的作用提高到這個(gè)地步雖屬幽默,但是在以IT為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化信息社會(huì)中,有動(dòng)力保障的電量供應(yīng)事關(guān)國家安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和社會(huì)穩(wěn)定,的確屬于須臾不可中斷的“基礎(chǔ)負(fù)荷”(baseload)。以我們自身的體驗(yàn),在現(xiàn)代化的高大上住宅里,沒有電就沒有冰箱,食物會(huì)變成有毒食品;沒有空調(diào),夏天室內(nèi)會(huì)令人窒息。沒有電還會(huì)造成供水中斷,沒有手機(jī)、電視訊號(hào),沒有WIFI,便與世隔絕,完全失去了現(xiàn)代生活方式。所以我們可以說電能在現(xiàn)代社會(huì)中是基本需求,屬于馬斯洛需求層次的基礎(chǔ)部分。
因此,在目前電量貯存在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都沒有突破的情況下,間歇供應(yīng)電量的可再生能源并不能替代常規(guī)能源。即便可再生能源的單位電量價(jià)格與常規(guī)能源提供的電量價(jià)格相當(dāng)(grid parity),也無法替代同時(shí)保障電力與電量供應(yīng)的常規(guī)電源。就德國而言,即便在風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量之和已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)需求負(fù)荷的水平,但是因?yàn)轱L(fēng)電、光伏屬于間歇性的電源,發(fā)電量總有趨零的時(shí)刻,所以德國的常規(guī)能源發(fā)電總裝機(jī)容量(包括進(jìn)口鄰國的核電)仍然需要大于需求負(fù)荷,才能保障電力供應(yīng)的安全。所以,我們說風(fēng)電、光伏成本高,并不只是其單位發(fā)電成本高,也不僅是因?yàn)殚g歇性對(duì)電網(wǎng)的壓力,而且因?yàn)槠?ldquo;不給力”的特性所造成的“過剩裝機(jī)容量”,影響了電力企業(yè)效益(最終還是要消費(fèi)者買單)。在中國,這種“過剩”現(xiàn)象已經(jīng)開始顯現(xiàn)。根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì),近年來受新能源裝機(jī)容量占比不斷提高以及電力供需狀況等因素影響,全國6000千瓦及以上電廠發(fā)電設(shè)備平均利用小時(shí)持續(xù)下降,2013年為4511小時(shí),同比降低68小時(shí)。2014年1-7月份,全國發(fā)電設(shè)備累計(jì)平均利用小時(shí)2482小時(shí),比上年同期降低102小時(shí)。
還應(yīng)該指出的是,本來風(fēng)電、光伏的擴(kuò)大應(yīng)用(達(dá)到既“給量”也“給力”的境界)取決于未來大規(guī)模的儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展??墒窃诘聡?,恰恰是風(fēng)電光伏的優(yōu)先上網(wǎng)收購機(jī)制窒息了目前世界上唯一成熟而且經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能技術(shù)——抽水蓄能電站。抽水蓄能電站利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能(低電價(jià))抽水至上水庫,在電力負(fù)荷高峰期(高電價(jià))再放水至下水庫發(fā)電的水電站。而在德國,由于白天高峰期負(fù)荷主要由受到補(bǔ)貼的光伏和風(fēng)電來滿足,而大大壓低了電力批發(fā)市場價(jià)格,使得抽水蓄能電站這種儲(chǔ)能技術(shù)與天然氣電廠一樣處于虧損狀態(tài),只能黯然退出市場。
綜上所述,在現(xiàn)有(以及可以預(yù)見的未來)技術(shù)條件下,由于風(fēng)電、光伏不給“力”(不能滿足電力基礎(chǔ)負(fù)荷)的特性,所以與承擔(dān)滿足基礎(chǔ)負(fù)荷的核電、燃煤發(fā)電并不存在相互替代關(guān)系。所以,要使風(fēng)電、光伏成為替代核電、煤電的"主流能源"實(shí)在是不可承受之重,它們只能是國家低碳戰(zhàn)略的一個(gè)環(huán)節(jié),在整體能源結(jié)構(gòu)中一個(gè)的補(bǔ)充。
用“補(bǔ)充”這樣的字眼來定位風(fēng)電、光伏,完全沒有任何低估可再生新能源地位的意思。對(duì)中國而言,假如到2020年風(fēng)電、光伏發(fā)電量可占總發(fā)電量的5%的話,那么以2020年我國發(fā)電總裝機(jī)為2000吉瓦(2013年底總裝機(jī)1250吉瓦)框算,那么風(fēng)電、光伏裝機(jī)分別要超過200吉瓦和100吉瓦,分別比2013年底增長1.65倍和5.76倍,已是相當(dāng)可現(xiàn)的成就。如果風(fēng)電、光伏發(fā)展再進(jìn)一大步,到2030年達(dá)到我國一次能源供應(yīng)(按國際能源署以熱值轉(zhuǎn)換計(jì)算方法)的5%,那么大致相當(dāng)于在發(fā)電量中占10%,相應(yīng)風(fēng)電、光伏裝機(jī)可分別達(dá)到350-400吉瓦、200-250吉瓦左右。
當(dāng)然,由于風(fēng)電、光伏裝機(jī)有可能相對(duì)集中在資源豐富的地區(qū),以一?。▍^(qū))而言,風(fēng)電、光伏在發(fā)電總量的比例裝機(jī)可以達(dá)到該省(區(qū))內(nèi)總裝機(jī)的40%以上,發(fā)電比例可能高達(dá)20%,除了部分自行消納以外,多余部分通過電網(wǎng)跨區(qū)送電(這也是目前德國的情況)。但是,從中國的全國范圍而言,風(fēng)電和光伏發(fā)電量合計(jì)的這兩個(gè)“5%”一一2020年達(dá)到發(fā)電總量的5%、2030年達(dá)到一次能源總量的5%一一應(yīng)該就是風(fēng)電、光伏的在可預(yù)見未來的合理發(fā)展規(guī)模。歷史地看,我們相信隨著技術(shù)進(jìn)步,風(fēng)電、光伏終究有一天(in the long run)會(huì)成為給力的主流能源并開始替代核電、煤電。但是,正如凱恩斯老師曾經(jīng)說過的,In the long run, we are all dead.
(本文系個(gè)人觀點(diǎn),不代表世紀(jì)新能源網(wǎng)立場和觀點(diǎn)。)