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概述
中國政府制定的碳達峰和碳中和目標以及日益嚴格的空氣質量標準，將會對電力行業(yè)產生巨大的影響。同時，還要在降低電力系統(tǒng)成本時保持系統(tǒng)穩(wěn)定性。為了實現(xiàn)這些目標，中國的電力行業(yè)需要從以煤炭為主導的發(fā)電組合，向非化石資源組合轉型。這將需要在滿足國家環(huán)境目標的同時，以提高運行和投資效率為重點的持續(xù)的政策改革。
最近，中國政府發(fā)布了一系列新的排放和能源目標。2020年9月，政府宣布了中國會在2030年前碳達峰并在2060年實現(xiàn)碳中和。12月，一項政策聲明提出要在2030年前將非化石能源在一次能源結構的比重從之前承諾的20%提升到25%。根據(jù)清華大學氣候變化和可持續(xù)發(fā)展研究院于2020年10月發(fā)布的“政策建議”情景，25%的非化石能源消耗目標意味著，2020年至2030年期間，中國一次煤炭總消費量將下降3.5%，這一期間中國電力行業(yè)的煤炭消費量可能也會下降。2021年2月，國家能源局發(fā)布了2021年可再生能源消納權重和2022-2030年預期目標建議的國家政策，給出了關于25%非化石能源目標的更多細節(jié)，包括將可再生能源在發(fā)電中的比例從2019年的28%增加到2030年的40%。
同時，政府官員也正在為2025年第十四個“五年規(guī)劃”設置空氣質量改善目標。最近的五年規(guī)劃成功地設置了更嚴格的空氣質量目標，有理由期待“十四五規(guī)劃”也會繼續(xù)這個趨勢。
要滿足中國新近制定的氣候和能源目標（見下文方框），電力系統(tǒng)需要發(fā)生巨大的改變。幸運的是，發(fā)展風電和光伏發(fā)電以及儲能的成本在最近幾年內已經顯著減少。然而，要完全發(fā)揮成本減少的優(yōu)勢，確保優(yōu)化的資源組合，激勵理性的煤電退役，以及促進有效的電力系統(tǒng)運行，電力行業(yè)改革和相關的能源政策領域還有很多工作要做。許多國家正在面對類似的為支持低碳政策改革所面臨的挑戰(zhàn)，每個國家都有各自的問題和阻礙。
在電力行業(yè)轉型過程中，西北地區(qū)面臨著與中國乃至世界其它地區(qū)類似的挑戰(zhàn)，然而，也面臨著獨特的機遇和挑戰(zhàn)。西北地區(qū)擁有豐富的可再生能源資源潛力，在電力領域有著長期的區(qū)域合作傳統(tǒng)。同時，該地區(qū)在燃煤發(fā)電方面存在嚴重的產能過剩問題，是國務院國有資產監(jiān)督管理委員會（國資委）牽頭的中央企業(yè)煤電資源區(qū)域整合的試點地區(qū)。此外，該地區(qū)曾出現(xiàn)過高棄風、棄光和棄水率，不過，近年來“三棄”現(xiàn)象有所減少。最后，西北地區(qū)的經濟發(fā)展面臨挑戰(zhàn)，這使其有別于迄今為止主導電力行業(yè)改革的沿海省份。
鑒于豐富的風電和光電資源潛力，西北地區(qū)有大幅度提高對中國其他地區(qū)的非化石能源發(fā)電凈出口的機會。由于這些原因，中央政府可能會為這個地區(qū)提出更高的2030年可再生能源消納目標，因此有必要提前考慮擴大可再生能源發(fā)展并為未來打下基礎。無論如何，將需要電力體制改革和其他相關政策（包括國資委的區(qū)域煤電整合措施），在區(qū)域內互相協(xié)調的基礎上不斷取得進展。這會幫助實現(xiàn)西北地區(qū)電力行業(yè)轉型和發(fā)揮成本有效地向其他地區(qū)出口可再生能源的機遇優(yōu)勢。本報告為支持西北電力轉型提供了一些政策和監(jiān)管策略。這些建議集中在三個主要領域：（1）采取區(qū)域性方法來提高電網運行效率；（2）協(xié)調中央和地方的退煤工作；（3）確保規(guī)劃過程透明、一致并以科學為基礎。我們提供實際的“下一步”電力行業(yè)改革和相關政策和行動，在借鑒國際和中國其他地區(qū)的經驗之上提出策略建議。
報告結構
本報告由兩個主要的部分組成：
背景：西北地區(qū)的主要趨勢概述了西北電力行業(yè)轉型的關鍵背景，其中包括：
（1）可再生能源的快速增長和并網的挑戰(zhàn)；
（2）煤電產能過剩和煤電所有權的重組；
（3 ）最初的電力市場的發(fā)展。
電力行業(yè)轉型的政策和監(jiān)管策略為西北地區(qū)推薦幾種電力行業(yè)轉型的途徑，如下：
背景
西北地區(qū)的主要趨勢
幾個相互關聯(lián)的趨勢和因素正在塑造西北地區(qū)電力部門的轉型。其中包括可再生能源的快速增長、燃煤發(fā)電產能過剩和燃煤發(fā)電所有權重組、電力市場的發(fā)展以及國家碳排放和空氣質量政策目標。
1、可再生能源的快速增長和并網的挑戰(zhàn)
過去十年，西北地區(qū)的風能和太陽能發(fā)電迅速增長，使該地區(qū)從對煤電以及（在較小程度上）水電的依賴轉向了更加多樣化的發(fā)電組合。現(xiàn)在，風能和太陽能發(fā)電占甘肅、寧夏和青?？傃b機容量的40％以上，占新疆和陜西總裝機容量的30％以上（見圖1）。
圖1. 2020年西北五省的預估裝機容量
來源：基于各省級政府、電網公司和中國電力企業(yè)聯(lián)合會公布的數(shù)據(jù)
太陽能和風力發(fā)電的快速增長導致了該地區(qū)電力系統(tǒng)的運行壓力、某些省份太陽能和風能的高棄電率以及對綜合解決方案的需求。2017年，甘肅和新疆的棄風率分別達到33％和29％（見圖2）。同年，甘肅和新疆的棄光率分別達到20％和22％的峰值。
圖2. 2017-2019年西北地區(qū)的
棄風率與風電滲透率的關系
注：方形，圓型和菱形分別代表2017，2018和2019
在過去三年中，西北能源監(jiān)管局和省政府機構實施了一系列為減少棄風、棄水和棄光做出貢獻的政策，包括省、區(qū)域和跨區(qū)的電力交易機制。實施這些政策的部分原因是中央政府的具體目標和高層戰(zhàn)略以減少棄風和棄光。
在省一級，減少棄風棄光的機制包括建立調峰輔助服務市場和電能替代交易。在跨省跨區(qū)的層面上，包括對省級深度調峰市場進行補充的區(qū)域調峰輔助服務市場，可再生能源的發(fā)電權交易，省間互濟協(xié)議，以及由國家電網公司和北京電力交易中心協(xié)助推動的跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨交易。
盡管寧夏的風電滲透率很高，然而，一定程度上鑒于以上工作，在2017-2019年期間仍保持了較低的棄風率。同期間，甘肅和新疆的棄風棄光顯著下降，盡管這兩個省仍然是中國棄風率最高的省。同時，新疆和青海的棄光率在2019年超過7％。這些省份的高棄電率表明該地區(qū)在管理棄電方面面臨著持續(xù)挑戰(zhàn)。
簡而言之，西北地區(qū)為減少棄電所做的努力和取得的成果是非常重要的進展。然而，還有更長的路要走：低碳化意味著需要不斷改善電力行業(yè)政策、規(guī)劃和市場機制，以在不存在不經濟棄電的情況下支持可再生能源滲透率的不斷提高。特別地，在整個地區(qū)不斷推動實施經濟調度，對于應對太陽能和風能滲透率快速持續(xù)升高這一挑戰(zhàn)至關重要（請參閱建議1至5）。正如我們在這些建議中討論的，這不僅關系到調度途徑的改變，也需要改變發(fā)電和其他資源獲得補償?shù)姆绞剑瑥亩谛碌恼{度方式下有充足的商業(yè)模式來支持合理的資源組合。
2、燃煤發(fā)電產能過剩和燃煤發(fā)電所有權結構調整
在各種類型的發(fā)電量快速增長和需求增長低于預期的作用下，自2010年以來，西北地區(qū)大部分省份的燃煤機組利用率一直在穩(wěn)步下降。2019年，五省中有四個省的煤炭發(fā)電機組年運行小時數(shù)少于4600小時（容量系數(shù)為53％）。運行時間的減少導致了燃煤發(fā)電企業(yè)的損失。2018年，15個省的中央企業(yè)煤電業(yè)務出現(xiàn)了虧損，主要集中在東北、西南和西北地區(qū)。具體的說，西北五省中的四個省的中央煤電企業(yè)報告稱，凈虧損總計人民幣53億元（約8億美元）。
作為回應，國有資產監(jiān)督管理委員會在2019年11月宣布了西北地區(qū)中央企業(yè)煤電資源區(qū)域整合計劃，將煤電資產劃轉給每個省的一個中央企業(yè)（“一省一企”）。國資委的政策還要求加快淘汰西北地區(qū)不需要的燃煤發(fā)電資產，力爭到2021年末，“煤電產能壓降四分之一至三分之一”。該政策還號召大幅增加剩余中央煤電企業(yè)的年度發(fā)電小時，并提高剩余燃煤發(fā)電機組的運行效率。
總體而言，國資委該計劃是向前邁出的非常重要的一步，不僅代表著國有發(fā)電公司在財務合理化方面取得了進步，而且也為中國實現(xiàn)碳達峰和碳中和目標邁出了堅實的一步。我們在下面討論了對完善該計劃的一些建議，以及如何避免可能的缺陷、如何與該地區(qū)電力部門政策的其他方面更好地進行協(xié)調等。
央企在各省的燃煤發(fā)電資產所有權份額以及按照國資委的計劃被劃轉的燃煤發(fā)電比例，在西北各省之間有所不同。例如，根據(jù)公開數(shù)據(jù)，在甘肅和陜西，中央發(fā)電企業(yè)是燃煤發(fā)電資產的主要所有者，重組前約占每個省燃煤發(fā)電總裝機容量的55％-60%。
由于這些所有權統(tǒng)計僅限于燃煤發(fā)電，因此對反映行業(yè)集中度的作用有限。中央發(fā)電企業(yè)也是風能、太陽能和其他類型發(fā)電的主要投資者。然而，燃煤資產重組引發(fā)了對甘肅乃至整個地區(qū)發(fā)展中的電力市場的擔憂。在更高的所有權集中度的情況下，這些市場可能遭受競爭不足和市場力的困擾。例如，在甘肅，即使華能有25％的發(fā)電機組退役，重組后它仍然會成為擁有約45％省級燃煤發(fā)電資產的主要所有者。燃煤發(fā)電分別占甘肅總裝機容量和發(fā)電量的40％和60％，雖然從總裝機容量和發(fā)電量來看，華能的所有權份額似乎并不高。但是，如此高的燃煤發(fā)電所有權份額可能會使華能在資源短缺的時段和輸電受限的地區(qū)獲得巨大的市場力。更高的所有權集中度和市場力可能提高系統(tǒng)成本，增加棄風棄光，降低可靠性，并成為完成減排目標的障礙。我們接下來的一些建議會討論應對合并所有權和市場力的監(jiān)管機制，以確保產生經濟有效且與環(huán)境和排放目標相一致的結果。
國資委快速淘汰過剩燃煤發(fā)電資產計劃的實施，即便給市場競爭帶來了挑戰(zhàn)，也是向前邁出的一大步。
3、批發(fā)和零售電力市場的發(fā)展
西北地區(qū)已經為電力市場發(fā)展打下了基礎，在此基礎上進一步努力將有助于實現(xiàn)政策目標。早在2013年，寧夏和甘肅就已經開始進行試點，允許工業(yè)用戶通過直接交易買電。這些試點已經成長為穩(wěn)定的市場，直購電市場在該地區(qū)的其他省份也得到了發(fā)展。到2015年發(fā)布電改9號文件時，西北地區(qū)的大部分用電量已經基于市場化需求。2017年后，各省在現(xiàn)有市場的基礎上建立了中長期交易規(guī)則，從而為更正式的年度和月度雙邊交易和基于拍賣的集中交易創(chuàng)建了平臺。與其他地區(qū)不同，可再生能源發(fā)電積極參與了西北地區(qū)的中長期市場。
2019年，甘肅省還被選作設計和試點電力現(xiàn)貨市場的八個省之一。和其他七個試點省一樣，甘肅省的試點包括日前和實時（15分鐘）電能量市場。甘肅的現(xiàn)貨市場為準備正常運行完成了為期五個月的結算試運行。今年一月底，甘肅暫停了市場試運行。關于這其中的問題和甘肅現(xiàn)貨市場的下一步工作還沒有發(fā)布正式的官方說明，但是現(xiàn)貨市場的設計和實施依然受到中央和區(qū)域政策制定者的密切關注。2021年3月，國家發(fā)改委宣布了五個新的省級現(xiàn)貨市場試點并表明新疆、青海和陜西已經處于建設省級現(xiàn)貨市場的初級階段。
批發(fā)市場機制的不斷發(fā)展，以及最終形成統(tǒng)一的區(qū)域現(xiàn)貨市場（請參見建議5），將有助于提高調度效率，降低成本和減少可再生能源棄電，并提供價格信號，幫助指導西北地區(qū)的發(fā)電投資和退役決策。
總而言之，本章節(jié)概括出的這些問題——電力市場的發(fā)展，煤電產能過剩和重組以及可再生能源發(fā)電的快速增長——會在下一個十年繼續(xù)作為中國西北地區(qū)電力行業(yè)轉型的重要背景。
參考資料（上下滑動查看）
何健坤（2020年10月12日）.“中國低碳發(fā)展長期戰(zhàn)略與轉型路徑研究項目成果介紹”, PPT第八節(jié)，清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院.https://www.efchina.org/Attachments/Program-Update-Attachments/programupdate-lceg-20201015/Public-Launch-of-Outcomes-China-s-Low-carbon-Development-Strategies-and-Transition-Pathways-ICCSD.pdf
