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作者： 林伯強
[ 對于碳中和目標，消費側可能更重要，政策之所以傾向于在生產側發力，只是因為生產側政策執行力更強些。消費者對碳中和目標以及綠色電力消費的行為認知，以及對綠色電力消費的支付意愿等，很可能是實現碳中和目標的決定性因素。由于綠色電力的消納和綠色電力市場發展的相關性，政府的減排政策設計需要兼顧消費側。 ]
氣候變化和全球變暖日益緊迫，2020年中國政府承諾爭取于2060年實現碳中和，將建設以清潔電力為主體的能源系統。一方面，人類面臨越來越不穩定的氣候；而另一方面，由于可再生能源占比逐步上升，電力系統的不穩定性將是一個技術上和經濟上的挑戰。然而，安全、穩定、保障供應是中國清潔轉型的基本原則，因此必須看到碳中和對中國目前經濟系統與能源系統的重大挑戰。
綠色電力消納面臨的問題
目前中國可再生能源電力存在供需發展不平衡問題，供給側通過國家政策以及補貼，基本形成了較為良好的生產結構。但需求側，中國綠色電力市場仍然處于起步階段。因此，從可再生能源發電發展至今，消納問題一直是制約可再生能源發電的一個重要因素。
可再生能源（綠色電力）的消納能力是指電力系統調用各種資源配合可再生能源運行，在不顯著增加系統成本的前提下接納可再生能源的容量，其影響因素包括產業鏈（電源側、電網側、負荷側）以及市場和政策等方面。2006年頒布的《可再生能源法》促成了中國光伏和風電的快速發展，全球占比從2006年的3.5%增長到了2015年的33.4%，并在2015年超過了美國和德國成為全球風電光伏排名第一的大國。高速發展的背后是政府補貼政策的支持，高額補貼引爆了風力發電和光伏發電的投資，但卻給政府財政資金造成巨大壓力，還帶來了不斷加劇的棄風棄光等問題。之后，可再生能源消納問題顯露了出來。在國家尚未進行調節管控之前，全國棄風棄光等問題非常嚴重。2015年全國平均棄風率15%、棄光率10%，造成了極大的能源浪費。盡管截至2020年，棄風棄光問題已經得到較好的控制，但如何合理解決可再生能源發電的消納問題，依然是可再生能源發展的重中之重。
從供給側來講，綠色電力消納主要面臨三個問題。首先是成本問題。過去可再生能源電力的高成本是制約發展的重要原因，使它無法與技術成熟且大規模投運的火電競價上網。然而，近年來可再生能源發電的技術進步以及規模效應帶來了成本大幅下降。2010年至今，最具競爭力的兩種可再生能源電力——光伏和風電成本分別降低了82%和39%。目前無論從經濟還是環境的角度，可再生能源電力都具備了大規模推廣的條件。如果可再生能源電力成本持續下降，即使目前成本依然不能與傳統火電競爭，碳中和背景下可再生能源大規模替代火電的路徑也是可行的。
其次是技術問題。遠距離大容量輸電能力的不足以及電網調峰能力不足是制約區域新能源消納的關鍵問題。中國可再生能源資源分布不均衡，光伏資源主要分布在西北部地區以及部分中部地區例如山西北部、河北北部；陸上風能主要分布在東北和西北地區。而這些地區大部分不屬于經濟發展迅速且人口密集的區域，因此造成了資源稟賦與電力消費成逆向分布。現實中，那些可再生能源貯藏豐富的省份，也常常是棄光棄風問題較為嚴重的省份。
西北區域棄風棄光的兩個主要原因就是電網調峰能力不足以及遠距離傳輸容量有限。針對遠距離輸電問題，應有規劃地進行特高壓電網建設，打破省間電力輸送的壁壘，達成跨省份跨地區的電力輸送。而應對可再生能源發電調峰能力不足的問題，主要解決方案是在光伏電站和風電站的上網關口增加發電側儲能設施，作為調峰容量使用。另外，可以通過電力市場的建設，將調峰的功能轉向用戶側，利用峰谷電價、電動汽車充電站等需求側措施，完成部分調峰任務。
最后是電網可靠性的問題。從電網可靠性及電網結構來說，大容量的綠色電力尤其是分布式能源的上網，對于地區的電網穩定性是一個巨大的技術和成本考驗。光伏和風電的輸出不穩定性和一定的不可預測性，在大負荷期間，高比例的不穩定負荷可能造成電網的停電事故甚至電網解裂。2020年美國大選期間，美國加利福尼亞州電力運營商因負荷壓力決定采用滾動式停電的方式來保證電網安全，致使加州電力系統出現了大面積的“輪停”事件。除了疫情和高溫帶來的影響外，風電和光伏的大面積接入應該也是造成加州電網壓力的原因。
另一方面，中國對電網可靠性的要求較歐美國家更高，一是因為中國采用的是區域大電網的模式，電網連接緊密，一旦發生地區頻率失調，事故影響的范圍可能更大。二是中國政府對電網可靠性提出了最高的要求，幾乎不允許此類停電事故的發生。
大型的可再生能源發電廠出力不均衡，對電網調頻提出了更高的要求。而分布式新能源上網盡管對電網潮流沖擊較小，但是卻對電網的二次安全自動裝置的要求更高，尤其在設備故障或者停電檢修的情況下，給電網調度部門增加了很大的困難。因此，為保證綠色電力的有效利用，電網應該加強負荷側靈配置結構的靈活性，例如配置調峰機組，增加電網側儲能設備，通過電價政策平滑負荷曲線等。而針對分布式電源的上網，電網應當合理制定規范，加強對其接口的控制并對其設備進行審批，在合理利用的同時有效保證分布式電源上網的安全性。
從需求側來說，目前綠色電力市場發展的首要問題就是如何利用市場機制促進可再生能源電力的消納。綠色電力市場應該成為保證綠色電力有效利用的基礎，美國應該是世界上綠色電力發展較早的國家，起源于上世紀90年代，經過二十年的發展與完善，基本形成了一個強制市場與自愿市場并存的綠色電力市場體系，配額制就是強制市場，其目的是達成可再生能源電力的消納指標，這部分市場是綠色電力市場的主體。據專家估計，2000~2016年，美國可再生能源的裝機增長120GW，其中56%是由配額制消納的。自愿交易市場指一些企業和消費者出于環境或其他偏好，自愿選擇使用可再生能源電力的市場。
碳中和背景下綠色電力市場的復興
中國需求側綠色電力市場的起步較晚。2020年5月，《各省級行政區域2020年可再生能源電力消納責任權重》的通知發布，首次發布了各省份的可再生能源電力消納指標，標志著中國可再生能源電力配額制進入正式實施階段。在此之前，國家每年均有發布相關指標的檢測結果，但是并未強制實施。根據國家能源局對該通知的解讀，消納權重的核算主要遵循三個原則，首先是確保實現非化石能源的占比。這也是設定責任權重的基本前提。其次是逐年增加各省消納責任權重的目標比例，保證其在合理范圍內穩步上升。再次是做到留有余地，松緊適度，合理確定各地的消納責任，在逐年增加的同時，也不盲目增加任務，確保可再生能源消納任務的有序平穩實施。
除配額制外，綠色電力的自愿交易市場也是支撐可再生能源電力需求側發展的重要組成部分。居民對于綠色電力的認可和支持能夠增加可再生能源電力的競爭力，對于減少政府補貼和改善綠色電力市場中的價格扭曲有很大的好處。2003年上海市正式啟動綠色電力市場建設，成為中國首個示范城市。并在2005年開放了企業認購，2006年開放了居民認購。但之后綠色電力市場的發展并不理想，其主要原因為綠色電力需要額外用電成本，每100度電為一個單位，居民需多支付53元的電費。但這部分電費卻并不能說明居民使用的是綠色電力，而僅僅是從電費中體現綠色電力的部分。另外，政府對綠色電力市場的宣傳也不夠，購買的群體很小，居民和企業將綠電的購買認為是一種捐贈行為。最重要的是，2006年中國居民的年度可支配收入遠遠低于西方發達國家，因此出于自愿選擇綠色電力的居民占比很低，這也是制約綠色電力自愿交易的最主要原因。
促進綠色電力市場發展的政策建議
可再生能源電力的發展是從源頭端減少碳排放，是實現碳中和目標的有效途徑。為了達成2060年的碳中和目標，加大可再生能源電力的利用和消納，綠色電力市場的建立、發展和完善刻不容緩。針對綠色電力市場的布局和發展，筆者提出以下政策建議：
1.加強對可再生能源電力的成本分析。
可再生能源發展的經濟學成本分析對于新能源的發展至關重要，尤其是針對可再生能源可持續發展的成本和時空分析。然而目前中國的數據分析最艱難的一部分就是數據的來源問題。政府應該對可再生能源電力數據進行系統收集整理，替換陳舊的數據，以便于更深入正確地了解可再生能源技術的成本趨勢，為綠色電力市場的建立奠定基礎。
2.改革和完善電價機制。
中國正在進行新一輪電力市場改革。目前中國的電價機制不利于綠色電力成本的分攤，電力市場改革還在完善過程中，電價并非完全市場化，電力公司難以將可再生能源上網的成本轉移給消費者。因此，放開售電端的市場是綠色電力市場發展的基礎。而綠色電力市場的建立，又可以通過市場競爭，建立分時電價機制，引導用戶在高峰時間減少用電，在低谷時間增加用電，平滑負荷曲線，減少可再生能源輸出波動性給電網帶來的影響。
3.消費者必須是碳中和的積極參與者。
在市場經濟環境下，企業需要千方百計賣產品，改變消費者行為倒逼產業結構調整。對于碳中和目標，消費側可能更重要，政策之所以傾向于在生產側發力，只是因為生產側政策執行力更強些。消費者對碳中和目標以及綠色電力消費的行為認知，以及對綠色電力消費的支付意愿等，很可能是實現碳中和目標的決定性因素。由于綠色電力的消納和綠色電力市場發展的相關性，政府的減排政策設計需要兼顧消費側。
4.加強綠色電力的宣傳。
不管從政府層面還是從發電及電網公司層面，對綠色電力的宣傳一直在進行，但反饋卻不是很理想。其主要原因是沒有進行有針對的宣傳。筆者認為，首先綠色低碳觀念的形成并非一朝一夕，因此需要加強青少年對綠色電力的認知和接受度，是實現綠色電力普及的基礎。其次，在成本問題沒有完全解決的前提下，綠色電力的消費在目前看來，主要針對人群依然是部分企業以及大多數的高收入人群。因此，有目標、有針對性地宣傳和營銷才能達到更好的效果。例如針對企業及個人的適當減稅以及給予其他榮譽認可等。
5.綠色電力市場與碳交易市場的結合。
碳交易產品的不足將限制碳市場交易量，應該促進碳交易衍生品的發展，提高碳市場產品多樣性。中國開啟的碳交易市場應該有益于綠色電力市場的發展。未來的碳交易市場應該根據碳中和目標的需要增加更多的選擇性，將綠色交易和碳排放市場有機結合起來，讓市場更加充滿活力，促進碳交易市場交易量水平的提升，有利于企業和個人節能減排和碳中和目標的實現。
（作者系廈門大學嘉庚實驗室研究員、中國能源政策研究院院長）
[ 對于碳中和目標，消費側可能更重要，政策之所以傾向于在生產側發力，只是因為生產側政策執行力更強些。消費者對碳中和目標以及綠色電力消費的行為認知，以及對綠色電力消費的支付意愿等，很可能是實現碳中和目標的決定性因素。由于綠色電力的消納和綠色電力市場發展的相關性，政府的減排政策設計需要兼顧消費側。 ]
氣候變化和全球變暖日益緊迫，2020年中國政府承諾爭取于2060年實現碳中和，將建設以清潔電力為主體的能源系統。一方面，人類面臨越來越不穩定的氣候；而另一方面，由于可再生能源占比逐步上升，電力系統的不穩定性將是一個技術上和經濟上的挑戰。然而，安全、穩定、保障供應是中國清潔轉型的基本原則，因此必須看到碳中和對中國目前經濟系統與能源系統的重大挑戰。
綠色電力消納面臨的問題
目前中國可再生能源電力存在供需發展不平衡問題，供給側通過國家政策以及補貼，基本形成了較為良好的生產結構。但需求側，中國綠色電力市場仍然處于起步階段。因此，從可再生能源發電發展至今，消納問題一直是制約可再生能源發電的一個重要因素。
可再生能源（綠色電力）的消納能力是指電力系統調用各種資源配合可再生能源運行，在不顯著增加系統成本的前提下接納可再生能源的容量，其影響因素包括產業鏈（電源側、電網側、負荷側）以及市場和政策等方面。2006年頒布的《可再生能源法》促成了中國光伏和風電的快速發展，全球占比從2006年的3.5%增長到了2015年的33.4%，并在2015年超過了美國和德國成為全球風電光伏排名第一的大國。高速發展的背后是政府補貼政策的支持，高額補貼引爆了風力發電和光伏發電的投資，但卻給政府財政資金造成巨大壓力，還帶來了不斷加劇的棄風棄光等問題。之后，可再生能源消納問題顯露了出來。在國家尚未進行調節管控之前，全國棄風棄光等問題非常嚴重。2015年全國平均棄風率15%、棄光率10%，造成了極大的能源浪費。盡管截至2020年，棄風棄光問題已經得到較好的控制，但如何合理解決可再生能源發電的消納問題，依然是可再生能源發展的重中之重。
從供給側來講，綠色電力消納主要面臨三個問題。首先是成本問題。過去可再生能源電力的高成本是制約發展的重要原因，使它無法與技術成熟且大規模投運的火電競價上網。然而，近年來可再生能源發電的技術進步以及規模效應帶來了成本大幅下降。2010年至今，最具競爭力的兩種可再生能源電力——光伏和風電成本分別降低了82%和39%。目前無論從經濟還是環境的角度，可再生能源電力都具備了大規模推廣的條件。如果可再生能源電力成本持續下降，即使目前成本依然不能與傳統火電競爭，碳中和背景下可再生能源大規模替代火電的路徑也是可行的。
其次是技術問題。遠距離大容量輸電能力的不足以及電網調峰能力不足是制約區域新能源消納的關鍵問題。中國可再生能源資源分布不均衡，光伏資源主要分布在西北部地區以及部分中部地區例如山西北部、河北北部；陸上風能主要分布在東北和西北地區。而這些地區大部分不屬于經濟發展迅速且人口密集的區域，因此造成了資源稟賦與電力消費成逆向分布。現實中，那些可再生能源貯藏豐富的省份，也常常是棄光棄風問題較為嚴重的省份。
西北區域棄風棄光的兩個主要原因就是電網調峰能力不足以及遠距離傳輸容量有限。針對遠距離輸電問題，應有規劃地進行特高壓電網建設，打破省間電力輸送的壁壘，達成跨省份跨地區的電力輸送。而應對可再生能源發電調峰能力不足的問題，主要解決方案是在光伏電站和風電站的上網關口增加發電側儲能設施，作為調峰容量使用。另外，可以通過電力市場的建設，將調峰的功能轉向用戶側，利用峰谷電價、電動汽車充電站等需求側措施，完成部分調峰任務。
最后是電網可靠性的問題。從電網可靠性及電網結構來說，大容量的綠色電力尤其是分布式能源的上網，對于地區的電網穩定性是一個巨大的技術和成本考驗。光伏和風電的輸出不穩定性和一定的不可預測性，在大負荷期間，高比例的不穩定負荷可能造成電網的停電事故甚至電網解裂。2020年美國大選期間，美國加利福尼亞州電力運營商因負荷壓力決定采用滾動式停電的方式來保證電網安全，致使加州電力系統出現了大面積的“輪停”事件。除了疫情和高溫帶來的影響外，風電和光伏的大面積接入應該也是造成加州電網壓力的原因。
另一方面，中國對電網可靠性的要求較歐美國家更高，一是因為中國采用的是區域大電網的模式，電網連接緊密，一旦發生地區頻率失調，事故影響的范圍可能更大。二是中國政府對電網可靠性提出了最高的要求，幾乎不允許此類停電事故的發生。
大型的可再生能源發電廠出力不均衡，對電網調頻提出了更高的要求。而分布式新能源上網盡管對電網潮流沖擊較小，但是卻對電網的二次安全自動裝置的要求更高，尤其在設備故障或者停電檢修的情況下，給電網調度部門增加了很大的困難。因此，為保證綠色電力的有效利用，電網應該加強負荷側靈配置結構的靈活性，例如配置調峰機組，增加電網側儲能設備，通過電價政策平滑負荷曲線等。而針對分布式電源的上網，電網應當合理制定規范，加強對其接口的控制并對其設備進行審批，在合理利用的同時有效保證分布式電源上網的安全性。
從需求側來說，目前綠色電力市場發展的首要問題就是如何利用市場機制促進可再生能源電力的消納。綠色電力市場應該成為保證綠色電力有效利用的基礎，美國應該是世界上綠色電力發展較早的國家，起源于上世紀90年代，經過二十年的發展與完善，基本形成了一個強制市場與自愿市場并存的綠色電力市場體系，配額制就是強制市場，其目的是達成可再生能源電力的消納指標，這部分市場是綠色電力市場的主體。據專家估計，2000~2016年，美國可再生能源的裝機增長120GW，其中56%是由配額制消納的。自愿交易市場指一些企業和消費者出于環境或其他偏好，自愿選擇使用可再生能源電力的市場。
碳中和背景下綠色電力市場的復興
中國需求側綠色電力市場的起步較晚。2020年5月，《各省級行政區域2020年可再生能源電力消納責任權重》的通知發布，首次發布了各省份的可再生能源電力消納指標，標志著中國可再生能源電力配額制進入正式實施階段。在此之前，國家每年均有發布相關指標的檢測結果，但是并未強制實施。根據國家能源局對該通知的解讀，消納權重的核算主要遵循三個原則，首先是確保實現非化石能源的占比。這也是設定責任權重的基本前提。其次是逐年增加各省消納責任權重的目標比例，保證其在合理范圍內穩步上升。再次是做到留有余地，松緊適度，合理確定各地的消納責任，在逐年增加的同時，也不盲目增加任務，確保可再生能源消納任務的有序平穩實施。
除配額制外，綠色電力的自愿交易市場也是支撐可再生能源電力需求側發展的重要組成部分。居民對于綠色電力的認可和支持能夠增加可再生能源電力的競爭力，對于減少政府補貼和改善綠色電力市場中的價格扭曲有很大的好處。2003年上海市正式啟動綠色電力市場建設，成為中國首個示范城市。并在2005年開放了企業認購，2006年開放了居民認購。但之后綠色電力市場的發展并不理想，其主要原因為綠色電力需要額外用電成本，每100度電為一個單位，居民需多支付53元的電費。但這部分電費卻并不能說明居民使用的是綠色電力，而僅僅是從電費中體現綠色電力的部分。另外，政府對綠色電力市場的宣傳也不夠，購買的群體很小，居民和企業將綠電的購買認為是一種捐贈行為。最重要的是，2006年中國居民的年度可支配收入遠遠低于西方發達國家，因此出于自愿選擇綠色電力的居民占比很低，這也是制約綠色電力自愿交易的最主要原因。
促進綠色電力市場發展的政策建議
可再生能源電力的發展是從源頭端減少碳排放，是實現碳中和目標的有效途徑。為了達成2060年的碳中和目標，加大可再生能源電力的利用和消納，綠色電力市場的建立、發展和完善刻不容緩。針對綠色電力市場的布局和發展，筆者提出以下政策建議：
1.加強對可再生能源電力的成本分析。
可再生能源發展的經濟學成本分析對于新能源的發展至關重要，尤其是針對可再生能源可持續發展的成本和時空分析。然而目前中國的數據分析最艱難的一部分就是數據的來源問題。政府應該對可再生能源電力數據進行系統收集整理，替換陳舊的數據，以便于更深入正確地了解可再生能源技術的成本趨勢，為綠色電力市場的建立奠定基礎。
2.改革和完善電價機制。
中國正在進行新一輪電力市場改革。目前中國的電價機制不利于綠色電力成本的分攤，電力市場改革還在完善過程中，電價并非完全市場化，電力公司難以將可再生能源上網的成本轉移給消費者。因此，放開售電端的市場是綠色電力市場發展的基礎。而綠色電力市場的建立，又可以通過市場競爭，建立分時電價機制，引導用戶在高峰時間減少用電，在低谷時間增加用電，平滑負荷曲線，減少可再生能源輸出波動性給電網帶來的影響。
3.消費者必須是碳中和的積極參與者。
在市場經濟環境下，企業需要千方百計賣產品，改變消費者行為倒逼產業結構調整。對于碳中和目標，消費側可能更重要，政策之所以傾向于在生產側發力，只是因為生產側政策執行力更強些。消費者對碳中和目標以及綠色電力消費的行為認知，以及對綠色電力消費的支付意愿等，很可能是實現碳中和目標的決定性因素。由于綠色電力的消納和綠色電力市場發展的相關性，政府的減排政策設計需要兼顧消費側。
4.加強綠色電力的宣傳。
不管從政府層面還是從發電及電網公司層面，對綠色電力的宣傳一直在進行，但反饋卻不是很理想。其主要原因是沒有進行有針對的宣傳。筆者認為，首先綠色低碳觀念的形成并非一朝一夕，因此需要加強青少年對綠色電力的認知和接受度，是實現綠色電力普及的基礎。其次，在成本問題沒有完全解決的前提下，綠色電力的消費在目前看來，主要針對人群依然是部分企業以及大多數的高收入人群。因此，有目標、有針對性地宣傳和營銷才能達到更好的效果。例如針對企業及個人的適當減稅以及給予其他榮譽認可等。
5.綠色電力市場與碳交易市場的結合。
碳交易產品的不足將限制碳市場交易量，應該促進碳交易衍生品的發展，提高碳市場產品多樣性。中國開啟的碳交易市場應該有益于綠色電力市場的發展。未來的碳交易市場應該根據碳中和目標的需要增加更多的選擇性，將綠色交易和碳排放市場有機結合起來，讓市場更加充滿活力，促進碳交易市場交易量水平的提升，有利于企業和個人節能減排和碳中和目標的實現。
（作者系廈門大學嘉庚實驗室研究員、中國能源政策研究院院長）
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