編者按

中國正經歷史無前例的能源轉型。隨著煤炭消費已于2013年達峰，中國正致力于發展清潔能源、逐步替代煤炭，并以低碳能源推動未來發展。

清華-布魯金斯公共政策研究中心發布“中國能源轉型”系列，旨在深入探討電力改革的政治經濟前景、燃料選擇、能源與氣候政策以及其它在轉型過程中所面臨的挑戰。

系列報告第一篇討論了中國風電行業棄風限電現象以及美國的可借鑒經驗。2016和2017年，研究人員在北京與專家、投資者、電網運營商、政府官員和其他有關方面面談，并在甘肅省進行了訪問。

結合中美電力部門管理的差異，研究人員對中國棄風限電提出三個政策建議：

1)建立區域電力市場試點方案，打破省際壁壘。

2)謹慎設計一個能夠平衡各方“市場力”的區域電力市場。

3)改善風力預測并根據預測進行調度操作。

澎湃研究所經授權轉載報告摘要，報告全文已于3月2日發布。

隨著清潔能源的高速發展，中國成功培育了世界上規模最大的可再生能源裝備制造業，并成為可再生能源裝機總量最多的國家。作為國家戰略中應對氣候變化和空氣污染的重要組成部分，可再生能源正在加速替代煤炭這一碳密集和污染密集型燃料：截至2016年，中國可再生能源投資占全球可再生能源投資的三分之一，投資總額比2005年增長近100倍。二十多年來，隨著投資的持續增長，中國可再生能源消費占能源消耗總量的比重穩步上升，2016年約為11%。

然而，可再生能源的限電現象正成為"新常態"的一部分。2010年至2016年，棄風限電總量達到1.5億MWh，棄風率高達16%。而在此六年間中國電力行業因棄風現象所造成機會成本高達12億美元，相當于額外消耗原煤4800萬噸，額外排放二氧化碳1.34億噸，相當于2016年中國總排放量的1.5%，或相當于阿爾及利亞整個國家的碳排放量。

圖1: 中國的風能裝機總量及逐年增長情況。

來源: Wang Zhaobin, "Report on China's Wind Curtailment" July 2014; Wind Industry Monitoring (2011 - 2016), NEA.

我國棄風限電的原因隨著時間的推移而變化，不同省份棄風限電的成因也存在差異。從全國范圍來開，棄風的歷史可以分成兩個階段。2010到2012年，也就是第一階段，棄風限電的主要原因是風能裝機的高速增長和早期電網建設的滯后。所以，由此造成的棄風問題已經通過加大電網的建設而得到緩解。在第二階段，也就是2014年以后，由于經濟增速放緩，國內的電力需求下降。電力供給的過剩使得棄風限電現象再次加劇。

"綠色調度"和"優先調度"是優先考慮可再生能源的分配，逐步淘汰煤電以及排放較高的電廠。電力需求放緩事實上可以轉變為可再生能源替代的絕佳機遇。然而，在碎片化、以省為單位的電力領域，上述目標并未實現。新技術與舊電力管理體制正是棄風限電現象背后的原因。電力和能源管理中的碎片化嚴重妨礙了電力系統整體規劃。在國家層面，多頭管理導致綜合調配和綜合電力規劃難以展開。缺少權威機構帶頭進行整體規劃使整個電力系統的效率下降，成本大幅上升;由于可再生能源的間歇性特征，電力系統的整體規劃尤為重要。在地方層面，各省的保護主義和以省為單位的發展歷程決定了電力調度的邊界。調度范圍小，省際調度不足，降低了電網安全調度間歇性電源的能力，降低了系統的安全性，增加了運營成本。

通過借鑒美國的成功經驗，我們發現協調綜合規劃、重視電力系統靈活性、完善的電力市場和審慎的市場設計、擴大調度范圍、改善風力預測是普及可再生能源的關鍵因素。以下表格總結了中國和美國的電力領域的五個特點。

表1: 中美電力部門管理的差異對比。

從而，我們提出了三個針對中國棄風限電問題的政策建議。我們希望未來的電力改革能夠：

1)建立區域電力市場試點方案，打破省際壁壘。擴大調度范圍可以允許電網調度中心控制更多的電源，輸電線路和需求，從而增加電源多樣性，提高系統安全性，提升電網容錯能力，降低基荷和調度成本。中國已經在2017年啟動了一些省級電力市場試點，現在的重點應該是打破省際壁壘，打造一個有效的省際市場。政府應該考慮進一步將現有試點項目擴大至區域層面，從而擴大電力調度范圍。

2)謹慎設計一個能夠平衡各方"市場力"的區域電力市場。正如我們從2003年東北市場試點項目中所學到的，市場力失衡可能會導致嚴重的經濟、乃至政治糾紛。美國電力改革的經驗所表明，更加精細和審慎的市場設計可以維持電力市場的平衡。我們建議電力市場的設計把"市場力"平衡放在首位，由此可以盡量減少潛在的沖突和糾紛，保證電力市場改革的可持續性。諸如長期/短期合約和期貨等市場機制可以幫助緩解市場波動和失衡。

3)改善風力預測并根據預測進行調度操作。截至2017年，中國的風電運營很少使用到先進的天氣和風力預測系統。以甘肅為例，風電場往往沒有風力預測設備，風電場和電網公司對誰來承擔該項成本時有爭議。落后的風力預報限制了電網管理調度的能力，從而增加了電網系統的負擔和成本。我們建議風電開發商可與電網公司以及氣象研究機構合作，改善預測技術，各自采取多種預測方法來提高風力預測精度。電網公司應將先進的預測技術廣泛地應用到日前和實時調度、市場運營以及其它調度實踐中。

(齊曄、蘆佳琪/清華-布魯金斯公共政策研究中心 朱夢曳/清華大學公共管理學院博士研究生)