新興的可再生能源與仍占據(jù)主體地位的煤電之間是互補(bǔ)還是替代關(guān)系呢,？這并不是一個(gè)容易達(dá)成一致的問題,。
在市場(chǎng)商品體系中，不同類型的技術(shù)與產(chǎn)品是互補(bǔ)關(guān)系還是替代關(guān)系是一個(gè)有趣的話題,。微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)上,，互補(bǔ)性的商品往往是“配套的”，一個(gè)的需求增加（減少）也會(huì)增加（減少）另外一個(gè)商品的需求,；而替代性的商品往往具有相同或者類似的功用,，一種商品的增加往往會(huì)減少另外一種商品的需求，反之則反,。
那么,，在我國(guó)，新興的可再生能源與仍占據(jù)主體地位的煤電之間是互補(bǔ)還是替代關(guān)系呢,？這并不是一個(gè)容易達(dá)成一致的問題,。
一方面，我國(guó)很多公共問題的討論存在計(jì)劃思維與市場(chǎng)思維方式的混雜,，現(xiàn)實(shí)運(yùn)行更是因嚴(yán)重缺乏時(shí)間與空間一致性標(biāo)準(zhǔn),，充滿著更有權(quán)力者的自由量裁。
在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)年度電量（kWh）的視角,，可再生能源多發(fā)一度電,，煤電就得少發(fā)一度電（如果其他條件相同）,，那么顯然二者是替代關(guān)系，從小時(shí)間尺度來(lái)講（比如15分鐘）,，同樣風(fēng)電上去了,，煤電就需要（以及應(yīng)該）向下調(diào)節(jié)以保持系統(tǒng)平衡,這是個(gè)基本的市場(chǎng)份額問題；但如果是計(jì)劃視角,，可再生與化石能源共同滿足了給定的需求,，“系統(tǒng)規(guī)劃者”安排二者的角色互相配合，那么顯然二者是“互補(bǔ)”關(guān)系,，這是電力系統(tǒng)各種文件報(bào)告所謂“協(xié)調(diào)”、“統(tǒng)籌”等詞有高頻率使用的基本原因,。
另一方面,，電力系統(tǒng)存儲(chǔ)仍舊困難，需要實(shí)時(shí)平衡的特點(diǎn)在物理上也區(qū)別于普通商品,?？稍偕茉撮g歇性與不確定性的特點(diǎn)，使其他機(jī)組雖然利用的必要性越來(lái)越低,，但仍舊是系統(tǒng)平衡所需要的,。在極端情況下，比如無(wú)風(fēng)或無(wú)太陽(yáng)的情況下,，保證系統(tǒng)需求仍舊是可以滿足的,。
從長(zhǎng)期看，系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)必然是多元化的,。即使從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)視角,，在某些電力產(chǎn)品市場(chǎng)（比如平衡市場(chǎng)），二者還有可能構(gòu)成需求方（產(chǎn)生平衡誤差）與供給（提供平衡資源）的關(guān)系,，顯然也會(huì)成為互補(bǔ)關(guān)系,。
煤電與可再生能源的關(guān)系在不同的時(shí)間、空間情況下存在各種特定的可能,，這些在其他國(guó)家都可以找到很好的例子來(lái)說(shuō)明,。如果一種電源進(jìn)入系統(tǒng)，提升了另外一種電源的價(jià)值,，那么他們可能很大程度是互補(bǔ)的,，反之則可能在大部分情況下是替代的。在這個(gè)問題上,，我國(guó)的特色往往在于一種將連續(xù)問題二值化,，將有限價(jià)值無(wú)限化的思維方式——“講個(gè)優(yōu)點(diǎn)，評(píng)勞?！?；“講個(gè)缺點(diǎn),，就可以踏上一萬(wàn)只腳”，將電源的競(jìng)爭(zhēng)與互補(bǔ)關(guān)系一成不變“定位化”,，成為一個(gè)常數(shù),，而不隨空間時(shí)間充分變化。
比如涉及不同電源優(yōu)缺點(diǎn)的問題,。從價(jià)值的視角,，任何一種電源往往都具有三種價(jià)值：經(jīng)濟(jì)價(jià)值、環(huán)境價(jià)值和安全價(jià)值,。
煤電往往強(qiáng)調(diào)其“穩(wěn)定,、可控”的特點(diǎn)與主體地位，從而顯示對(duì)可再生能源的優(yōu)勢(shì),；可再生能源強(qiáng)調(diào)其“清潔,、綠色”的特點(diǎn)，從而顯示對(duì)煤電的優(yōu)越感,。兩方的擁躉都從來(lái)不試圖討論其價(jià)值存在是否足夠大乃至無(wú)窮,，是否在另外一種價(jià)值上出現(xiàn)短板而抵消了部分甚至全部其他優(yōu)勢(shì)，從而無(wú)法充分論證其發(fā)展的必要性甚至是必然性,。
本文中,，我們基于這一價(jià)值體系框架作為參考基準(zhǔn)，分析我國(guó)能源體制與文化中的特色互補(bǔ)與替代的問題,。
可再生能源與煤電——直接的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系
在各個(gè)時(shí)間尺度上,，要滿足需求，保持系統(tǒng)的平衡,，能量市場(chǎng)（在歐美競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)往往占整個(gè)電力市場(chǎng)的95%以上）上可再生能源出力每多一度,，意味著其他機(jī)組就少一度。
在我國(guó),，仍舊有約70%的電力來(lái)自于煤電,。可以預(yù)見,，如果實(shí)施市場(chǎng)化的調(diào)度機(jī)制,，煤電將在大部分時(shí)間成為邊際機(jī)組，可再生能源進(jìn)入市場(chǎng),，會(huì)將邊際煤電推出市場(chǎng),，從而二者構(gòu)成“頭對(duì)頭、腳對(duì)腳”的直接競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,。
歐洲與美國(guó)的案例可以提供這方面充分的證明,。在2012-2016年的5年間，英國(guó)的煤電比重下降了35%,，排放下降了一半,。下降的份額被天然氣,、風(fēng)電與光伏所占據(jù)；美國(guó)過去10年煤電比重下降了20%,，排放下降了10%,。煤電的份額被更多的天然氣與風(fēng)光所替代。
如果說(shuō)英國(guó)的快速下降是碳定價(jià)與最小定價(jià)的主要貢獻(xiàn),，那么美國(guó)無(wú)疑其氣候政策在倒推,，其煤炭比重的下降完全是市場(chǎng)機(jī)制自動(dòng)發(fā)揮作用。
若有足夠的需求增長(zhǎng),，競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系是否還存在
美國(guó)與英國(guó)的案例無(wú)疑都是需求已經(jīng)飽和很多年,，幾乎無(wú)總量增長(zhǎng)情況下的結(jié)果。但是如果我國(guó)年電力總量還保持5%左右甚至更高的增長(zhǎng),，那么這種競(jìng)爭(zhēng)是否會(huì)緩解乃至不存在,？
答案無(wú)疑是否定的，因?yàn)樨?fù)荷曲線以及可再生能源出力曲線的形狀的關(guān)系,?？稍偕茉催M(jìn)入系統(tǒng),，無(wú)疑帶給系統(tǒng)很多結(jié)構(gòu)性的變化,，比如光伏多了，傳統(tǒng)高峰負(fù)荷可能變成低谷,，即使有電量需求的增長(zhǎng),。這種結(jié)構(gòu)性變化帶給煤電的影響，是規(guī)模擴(kuò)張所無(wú)法抵消的,。
即使需求曲線形狀不變化的保持高速增長(zhǎng),，可再生能源的接入仍舊要持續(xù)的改變剩余需求曲線的形狀，從而對(duì)其他機(jī)組形成替代,，需求的增長(zhǎng)需要新的機(jī)組以滿足高峰負(fù)荷（這往往應(yīng)該是天然氣機(jī)組的角色）,，而煤電的利用率會(huì)持續(xù)下降。因此,，可再生能源對(duì)煤電的替代,，從零開始就是“存量”的結(jié)構(gòu)性替代，這一關(guān)系并不會(huì)因需求增長(zhǎng)就不存在,，更不存在可再生能源進(jìn)入系統(tǒng),，是先增量、后存量一說(shuō),。
中國(guó)式“打捆”外送——互補(bǔ)關(guān)系
盡管需求永遠(yuǎn)不是一條直線,，但是在目前大量“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”、“點(diǎn)對(duì)網(wǎng)”送電中,，把不同波動(dòng)特性的電源捆綁成一條直線外送成為了基本選擇,。所謂的“100%的風(fēng)電,，還是配上50%、乃至95%的煤電”,。這種情況下,，可再生能源與煤電高度互補(bǔ)，稱為配套電源,。越來(lái)越多的可再生能源產(chǎn)生了越來(lái)越多的煤電需求,，從而產(chǎn)生對(duì)越來(lái)越大的電網(wǎng)傳輸容量（與尖峰外送匹配）的需求。這儼然已經(jīng)成為一種正向反饋,，互相加強(qiáng)的“龐氏騙局”,。
這一格局中最大的輸家，無(wú)疑是東部地區(qū)的受電省份,，放著自己已經(jīng)建成的低成本與零成本機(jī)組不利用,，卻去利用存在明顯輸電成本的外來(lái)電，有時(shí)還要承受“不接受清潔外來(lái)電”的道德指責(zé),。
將這種“新增電源——長(zhǎng)距離外送——僵直消化”方式徹底掃進(jìn)歷史的垃圾堆,，已經(jīng)成為2020年前，以及十四五規(guī)劃中無(wú)可回避的基本任務(wù),。
煤電提供輔助服務(wù),，二者便不是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系？
可再生能源屬于不可控電源,，因此在提供系統(tǒng)輔助服務(wù)（比如向上調(diào)峰）上必然受到限制,。系統(tǒng)要保持平衡，調(diào)度體系必須具有可控電源的部分資源以平衡系統(tǒng)的偏差,。這是競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)的基本范式,。但是，即使提供服務(wù),，這種服務(wù)的價(jià)值也是有限而不是無(wú)限的,，不需要在道義層面上“評(píng)勞模”,。
當(dāng)然,，在我國(guó)調(diào)度仍舊是整個(gè)體系的指揮官，整個(gè)的系統(tǒng)平衡范式仍舊是低分辨率,、高度自由量裁的,。各個(gè)機(jī)組更像是調(diào)度的兒子或者戰(zhàn)士，而不是彼此平等的市場(chǎng)參與者,。所謂參與者的“平衡責(zé)任”,，也因?yàn)闄?quán)利全部上交沒有了相應(yīng)的義務(wù)（發(fā)多少電在小的時(shí)間尺度都不需要機(jī)組做主）。這方面的本質(zhì)性改變，特別是對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)成本最小化的,，有足夠時(shí)間分辨率的經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則的采用,，成為下一步電力體制改革的重中之重。
煤電內(nèi)部是互補(bǔ)還是替代,？
9月底,，國(guó)務(wù)院發(fā)文正式廢除了存在15年，早已經(jīng)不反應(yīng)煤電發(fā)電成本的分省標(biāo)桿電價(jià)體系,，改為“基準(zhǔn)價(jià)+上下浮動(dòng)”的市場(chǎng)化機(jī)制,。基準(zhǔn)價(jià)按各地現(xiàn)行燃煤發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)確定,，浮動(dòng)范圍為上浮不超過10%,、下浮原則上不超過15%。新的電價(jià)由發(fā)電企業(yè),、售電公司,、電力用戶等通過協(xié)商或競(jìng)價(jià)確定。
協(xié)商與競(jìng)價(jià)如何開展,，如何獲得市場(chǎng)份額,，變成了各個(gè)市場(chǎng)主體發(fā)揮主觀能動(dòng)性的事情，無(wú)疑也將強(qiáng)化煤電內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,。與此同時(shí),，這也面臨著信息不對(duì)稱與市場(chǎng)流動(dòng)性的問題，并不是說(shuō)打破了舊的新的就可以自動(dòng)建立起來(lái),。這有賴于政府的牽線搭橋,，以及市場(chǎng)主體數(shù)量與能力的大幅提升,。
事實(shí)上,，煤電企業(yè)并非銅板一塊。有些市場(chǎng)開發(fā)的好,，份額更大了,，即使價(jià)格下降了，利潤(rùn)可能更大,；有些效率低的,，發(fā)一度虧一度的，本來(lái)就沒啥發(fā)電量,，也不會(huì)受影響,，屬于僵尸企業(yè)；新的機(jī)組,，如果沒有大的市場(chǎng)份額,，面臨大的還貸壓力，可能有資金斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，這是經(jīng)濟(jì)意義上定義的“落后產(chǎn)能”,；而有些小機(jī)組,，雖然效率低一些，但是靠近用戶,，節(jié)省輸電費(fèi)用,，還能賺到足夠的利潤(rùn)。煤電內(nèi)部是高度非均一的,，情況各有不同,。
不能把煤炭行業(yè)當(dāng)成一個(gè)人，做“擬人化”理解,，具有“人格化”的脾氣,，這個(gè)很難有任何含義。煤電過去是主體,，現(xiàn)在也是主體,，未來(lái)取決于環(huán)境、經(jīng)濟(jì)與安全約束,，“擬人化”的擺老資格從邏輯上無(wú)法證明未來(lái)保持主體地位,。
與此同時(shí)，近期能源主管部門發(fā)布了《關(guān)于下達(dá)2019年煤電行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能目標(biāo)任務(wù)的通知》,，要求各地確定“關(guān)?！泵麊危?0萬(wàn)千瓦以上的都有可能被認(rèn)定為“燃煤小熱電”,。這仍舊是一種“不上談判桌,，就上飯桌上的菜單”的安排。小機(jī)組并不是落后產(chǎn)能,，期待看到主要的市場(chǎng)主體爭(zhēng)取上談判桌,，而不是飯桌。
儲(chǔ)能如何改變可再生能源與煤電的替代關(guān)系,？
在競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)中,，儲(chǔ)能越來(lái)越多的加入進(jìn)來(lái)，以價(jià)格套利,、提供輔助服務(wù),、緩解電網(wǎng)阻塞等方式幫助改善系統(tǒng)的性能，轉(zhuǎn)移負(fù)荷,，提高系統(tǒng)的安全程度,。無(wú)論如何，所謂“平滑機(jī)組出力”均不是其目的,，這（應(yīng)該）是一個(gè)互聯(lián)電力系統(tǒng)的基本功能,。
現(xiàn)實(shí)中，往往存在其他眾多的更合適、更便宜的選擇,。在這樣的系統(tǒng)中,，如果可再生能源比重不大，儲(chǔ)能往往是低谷充電（往往是煤電邊際機(jī)組的時(shí)候）,，而在高峰放電（天然氣是邊際機(jī)組的時(shí)候）,，這相當(dāng)于用煤電去替代天然氣發(fā)電，從而儲(chǔ)能的加入在大部分情況下都將增加系統(tǒng)的排放,。
至于總的系統(tǒng)成本,，增加與減少的情況都存在。如果可再生能源比重非常大,，那么其作為邊際機(jī)組的情況會(huì)變得更加頻繁,，儲(chǔ)能的減排性將得到更好的確認(rèn)。
相比沒有儲(chǔ)能的情況,，可再生能源與煤電的替代在可再生能源份額低的情況下有所緩和,，儲(chǔ)能抵消了部分可再生能源對(duì)傳統(tǒng)能源的替代；但是可再生能源份額高了,，儲(chǔ)能的加入會(huì)進(jìn)一步減弱煤電的份額,，將煤電推出開機(jī)組合。
在國(guó)內(nèi),，情況可能完全不同,。截至2018年6月底，全國(guó)投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)533MW,，用戶側(cè)占50%,，發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)領(lǐng)域占35%與15%。這其中,，70%是鋰離子電池,。這些儲(chǔ)能的目的完全不是緩解電網(wǎng)阻塞等，而是平衡一些機(jī)組的出力,。這本來(lái)應(yīng)該是一個(gè)互聯(lián)電網(wǎng)最基本的功能,。
筆者在2016年曾提到,，儲(chǔ)能應(yīng)用需要避免一種錯(cuò)誤的組合——缺乏波動(dòng)性定價(jià)的市場(chǎng),、對(duì)儲(chǔ)能放電單獨(dú)補(bǔ)貼、補(bǔ)貼通過消費(fèi)者消化,、何時(shí)放電由調(diào)度決定,。而這句話對(duì)于我國(guó)改革中的電力系統(tǒng)仍舊有效。
在目前的調(diào)度體系下,，儲(chǔ)能跟普通發(fā)電電源并無(wú)區(qū)別,。所謂系統(tǒng)級(jí)儲(chǔ)能的上馬則是“泡沫”。只有發(fā)電，才能回收固定資本,，缺乏商業(yè)模式,。這種情況下，儲(chǔ)能越大,，可再生能源與煤電的競(jìng)爭(zhēng)程度會(huì)不變或者更加激烈,，因?yàn)樗麄兌际恰鞍l(fā)電”目的，并且存在電到電轉(zhuǎn)化的效率損失,。
從滿足消費(fèi)者電力需求的角度,，可再生能源與煤電二者應(yīng)該是充分替代與競(jìng)爭(zhēng)的。這一規(guī)范性表達(dá)要成為現(xiàn)實(shí),，系于市場(chǎng)機(jī)制,，特別是更短、更快市場(chǎng)的建設(shè)與發(fā)揮作用,。
可再生能源接入引發(fā)的系統(tǒng)平衡靈活性增加的需求,，也不是新增煤電的角色，而是新增天然氣與已建成煤電（特別是小機(jī)組）發(fā)揮作用的空間,。這也不是煤電的功勞,，而是可再生能源應(yīng)得的市場(chǎng)份額?？稍偕茉磧?yōu)先調(diào)度,，是系統(tǒng)成本最小化的要求。
即使傳統(tǒng)的煤電發(fā)揮這種角色與作用,，也不意味著與可再生能源的協(xié)調(diào)或者互補(bǔ),。這種作用的收益——整個(gè)系統(tǒng)的平衡、安全,，是消費(fèi)者的福利,。可再生能源如果從破壞這種平衡獲得了足夠的“懲罰”,，比如支付不平衡罰金（雙邊市場(chǎng)中承諾出力與實(shí)際出力的差別）,，那么也并不需要額外的進(jìn)一步懲罰。這是法律上“刑罰對(duì)應(yīng),、刑罰適當(dāng)”的基本含義,。
在新的十四五規(guī)劃中，需要明確的區(qū)分經(jīng)濟(jì)還是政治問題,，取消各種不具有時(shí)間空間穩(wěn)定性的抽象“定位”,。煤電內(nèi)部需要充分競(jìng)爭(zhēng)起來(lái)。煤電整體虧損,、煤電歷史貢獻(xiàn)大能夠說(shuō)明的只是過去與現(xiàn)狀,，而不是未來(lái),。這方面，對(duì)煤電行業(yè)的整體性“擬人化”理解,，往往是缺乏任何含義的,。煤電承擔(dān)輔助服務(wù)對(duì)可再生能源業(yè)毫無(wú)財(cái)務(wù)結(jié)算等方面的含義。