早在“八五”期間，中國就提出能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，此后每個五年計劃和規(guī)劃均有提及。歷經(jīng)25年，煤炭消費占比從1990年的76.2%只下降到2015年的64%。2015年，中國煤炭消費比重依然遠高于美國、德國、英國、日本、俄羅斯等國家。這種以煤炭為主的能源消費結(jié)構(gòu)，不僅排放了大量溫室氣體，也對環(huán)境和居民健康造成了嚴重影響。近幾年中國城市出現(xiàn)大面積的霧霾問題，煤炭使用是罪魁禍首之一。2014年，習(xí)近平主席提出了“能源生產(chǎn)與消費革命”，要求中國全面實現(xiàn)能源戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)型。
應(yīng)對氣候變化和解決城市霧霾問題，需要加快可再生能源對煤炭的替代。隨著技術(shù)進步和市場的擴大，風電和太陽能光伏發(fā)電成本已經(jīng)接近，甚至在某些地區(qū)已經(jīng)低于傳統(tǒng)能源發(fā)電。向高比例可再生能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為很多國家的戰(zhàn)略選擇。當前，德國有三分之一的電力消費來自可再生能源，其中大部分是風電和光伏發(fā)電；丹麥僅風電發(fā)電量就占到全國發(fā)電量的42%；美國加州可再生能源發(fā)電占比也提前實現(xiàn)了原定2020年達到33%的目標。中國風電和光伏發(fā)電累計裝機均位居世界第一，然而形勢卻不容樂觀。2015年，可再生能源在中國一次能源消費結(jié)構(gòu)中的占比只有10%，未來能源轉(zhuǎn)型的主力軍——風電和太陽能發(fā)電占比不到全社會用電量的5%。在如此低比例的情況下，風電卻遭遇15%的棄風率，部分省份棄風比例甚至高達30～40%，有些省份也出現(xiàn)了嚴重的棄光問題。而德國、丹麥、美國加州等國家和地區(qū)，風電和太陽能發(fā)電占比比中國高很多，但棄風棄光率一般不超過5%。
市場機制缺位是棄風棄光問題的主因
德國、丹麥、美國的電力系統(tǒng)采用的是市場體制，電力調(diào)度遵循的是基于邊際發(fā)電成本的經(jīng)濟調(diào)度原則。在經(jīng)濟調(diào)度下，可再生能源憑借其零邊際成本的優(yōu)勢被優(yōu)先調(diào)度；現(xiàn)貨市場也通過更加動態(tài)的價格信號來調(diào)節(jié)機組出力，使電力系統(tǒng)更容易實現(xiàn)平衡；同時輔助服務(wù)市場、能量不平衡市場等市場品種有效調(diào)動系統(tǒng)靈活性，幫助平衡風電和光伏發(fā)電的波動性。
中國電力系統(tǒng)長期存在發(fā)用電計劃，隨著可再生能源在系統(tǒng)中占比不斷擴大，無法適應(yīng)風電、光伏發(fā)電等波動性可再生能源的技術(shù)特征。當前，每個發(fā)電主體的發(fā)電量和上網(wǎng)電價由政府決定，電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)根據(jù)政府制定的發(fā)電量計劃對機組實施調(diào)度。在根據(jù)發(fā)電量計劃安排機組組合時，風電和太陽能發(fā)電一般是通過日內(nèi)的短期調(diào)度進行消化。隨著風電和太陽能發(fā)電規(guī)模的擴大，如果不根據(jù)風電和太陽能發(fā)電出力預(yù)測把它們充分納入到機組組合，火電年度發(fā)電量計劃的剛性約束與波動性電源對系統(tǒng)靈活性要求的矛盾就變得更加突出，可再生能源發(fā)電就不可避免地遭受限電待遇。同時，風電和光伏發(fā)電跨省區(qū)調(diào)度也受跨省區(qū)送受電計劃的約束，跨省區(qū)電力交易機制和價格機制尚不能有效激勵風電和光伏發(fā)電的跨省區(qū)消納。調(diào)度運行受制于僵化的年度發(fā)電量計劃，是造成現(xiàn)階段棄風棄光的最主要原因。
能源轉(zhuǎn)型亟需電改的深化
2015年3月，電改9號文啟動了中國新一輪電力體制改革。兩年多時間已經(jīng)過去，雖然建立了一定比例的中長期市場，但系統(tǒng)調(diào)度運行方式?jīng)]有發(fā)生根本改變。為加速能源轉(zhuǎn)型，必須加快推進電力市場化改革，減少發(fā)電量計劃，改變調(diào)度運行方式，重點推進現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場建設(shè)。
現(xiàn)貨市場的經(jīng)濟調(diào)度模式，可以充分發(fā)揮可再生能源零邊際成本的優(yōu)勢，同時實現(xiàn)整個系統(tǒng)發(fā)電成本最低?，F(xiàn)貨市場還可以充分體現(xiàn)電力在不同時段的價值，有利于發(fā)電企業(yè)根據(jù)市場價格信號主動調(diào)節(jié)出力。中國應(yīng)加快推進現(xiàn)貨市場建設(shè)，同時調(diào)整可再生能源支持政策，從“固定上網(wǎng)電價”轉(zhuǎn)為“固定補貼”加“可再生能源配額制和綠證交易”，使可再生能源在實現(xiàn)平價上網(wǎng)之前能夠在固定補貼和配額制支持下全面參與電力市場。
輔助服務(wù)市場有助于充分調(diào)動系統(tǒng)內(nèi)各種資源的靈活性，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供保證。輔助服務(wù)市場應(yīng)允許各種發(fā)電側(cè)和需求側(cè)資源公開、公平參與，從而以最低成本提供系統(tǒng)運行所需的靈活性。當前中國電源結(jié)構(gòu)仍以火電為主，輔助服務(wù)市場將有效引導(dǎo)火電企業(yè)進行靈活性改造。
大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)還需要打破電力交易的省間壁壘，使風光等波動性可再生能源在更大地理范圍內(nèi)得到平衡，同時發(fā)電資源在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置。建議積極探索市場化的跨省區(qū)電力交易機制。
當然，一個完善的市場體系不是一朝一夕能夠建成的，中國可能要經(jīng)歷相當長的從計劃到市場的過渡期。在過渡期內(nèi)，應(yīng)盡快修改《電網(wǎng)調(diào)度管理條例》和出臺《節(jié)能低碳調(diào)度管理辦法》，為落實可再生能源優(yōu)先調(diào)度、解決棄風棄光提供制度保證，并為轉(zhuǎn)向市場體制下的經(jīng)濟調(diào)度形成有效對接。
