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一度电可以干什么?
一度电可以让一个10W的LED灯泡持续点亮100小时,可以让一台普通LED电视播放10小时的《甄嬛传》,可以让一座500L的大型冰箱进行5小时的制冷保鲜;相反,一度电只能让我们吹半小时左右的空调,只能让一台即热型电热水器加热15-20分钟,而对于一座小型数据中心,一度电只能维持几十秒甚至几秒的时间……
由于电力瞬时性的客观存在,我们的电力系统将如何适应复杂多样的使用需求?如何适应不断变化的生产力与生产关系?电力系统在我国改革开放以来飞速发展的四十多年间又遇到过什么样的问题?
今天,我们就带大家来回顾共和国电力工业中最波澜壮阔的一段历史——电力体制改革。文章的最后,我们也将进一步分析当前电力市场对新能源的影响以及近两年的一些展望。
1987:集资办电
改革开放初期,我国的电力工业曾经经历过一段“国家出钱、一家办电、大家用电”的发展模式,由国家独资办电进行计划管理。随着改革开放的深入,这一传统的电力体制已经难以适应国民经济的发展需求。电力建设缓慢、资金不足、各省实际情况不一,多方面的问题开始相继出现。
1987年7月,中央计委经委组织召开了全国电力体制改革座谈会。会议提出“政企分开,省为实体,联合电网,统一调度,集资办电”这二十字方针,而其中第一阶段的落脚点就在于“省为实体”和“集资办电”。
什么是省为实体?省为实体指的是由各个地方省份根据各地实际情况自行规划建设电力系统。什么是集资办电?就是电力系统不再是政府作为唯一投资主体,而可以吸纳地方政府、民间资本和部分外资,当然这也就自负盈亏。简单的说,这是中央的一次简政放权,将电力系统的自主权下放到各个省份。这在1987年的座谈会后较好的刺激了地方电力系统的发展,缺电问题大幅缓解。数据显示,1987年到1996年这十年间,我国的发电量由4973亿千瓦时增长至10813亿千瓦时,年均增长率约为9%。
实际上,“省为实体”和“集资办电”只是初期电力体制改革的阶段性策略,是通过中央下放电力系统的事权和股权来激发地方电力系统建设的活力。反过来想,这在一定程度上也将造成省间电力传输的缺失并增加全国统筹电力调度的难度以及可能存在的供给侧重复建设,这是事物的一体两面和客观存在。当然,在这个阶段我们的主要矛盾是电力短缺与国民经济发展需求之间的矛盾,可以暂时不用讨论这一问题,但在之后这个问题将如影随形。
1997:政企分离
1993年,我国撤销了刚成立五年的能源部,再次成立电力工业部。同时,中央牵头组建了华北、东北、华东、华中、西北五大电力集团,夯实了中层的组织架构,收回了部分的地方权力。其实在此期间,我国电力工业的主管部门就经历了多次的调整,但也可以发现,以往政企合一的体制已经难以适应快速发展变化的社会需求和意识形态。
1997年1月,国家电力公司正式挂牌成立。这家国字头的公司在1996年由国务院批准组建并出资设立,按企业集团模式经营管理。在国电公司成立的一年后,1998年电力工业部正式撤销,其企业资产移交国电公司而行政职能划归到国家经贸委电力司。这里面有多方面的历史原因,不止于电力工业系统本身,但确实完成了政企分离这一既定目标,我国的电力工业向社会主义市场经济进一步迈进。
刚成立的国电公司接收了原电力工业部下属的五大区域电力集团、七个省公司和华能、葛洲坝两个直属集团,拥有了全国60%以上的发电装机、80%以上的电网架构、11000多家企业和150万员工,堪称是一艘巨型的航空母舰。在2000年世界500强的评选中,国家电力公司STATE POWER位列世界83名和我国第2名,仅次于中国石化。
2002:厂网分离
好景不长,随着国电公司的做大做强,“一家独大”、“行业垄断”、“违背市场经济规律”这一类的言论开始兴起,这家全国性的基础能源行业的垄断公司受到议论和质疑也在情理之中。但真正引起这艘航空母舰轰然倒塌的导火索,并非自上而下的主动重构,而是一起地方性的电力过剩事件。
1998年,二滩水电站正式建成投运。二滩水电站位于四川省攀枝花市,是20世纪我国建成投产的最大水电站,于1987年立项,耗时11年总投资200多亿。2000年清华大学的调研报告显示,1998年建成的四川二滩水电站三年内应有可发电量322亿千瓦时,但实发电量只有132亿千瓦时,利用率仅为41%。该报告将二滩弃水的直接原因概括为三个方面:电力送出工程建设滞后、电力市场存在进入壁垒和人为限制、电网的不履约。
起初立项时,计划将二滩水电站建成后所发电量的2/3送往重庆、1/3送往四川,但在1997年时重庆被划为直辖市,起初的计划就存在了变数。同时,在过去省为实体的十多年间,川渝两地大量的发电项目开始建设。再加上1997-1998年的亚太金融危机,电力的供需情况已经由当初的缺电限电转变为了今天的电量过剩,而在供过于求的背景下,大家优先选用自家省内的发电企业在某种程度上肯定是可以理解的。这也反映了所有带有周期性色彩的行业的一个普遍规律,其根本原因在于:需求是随时可能变化的、弹性很大、相对轻松,而供给的增减需要以年为时间维度进行变化,巨大的惯性导致了供需永远都不会完美适配。这一规律可以应用于当年的二滩水电站,也可以用于猪周期、房地产、多晶硅、碳酸锂……
当然,我们在这里不再讨论周期性的问题,让我们回到电力体制改革本身。
二滩水电站是我国电力工业永远的痛,而这份痛苦在当年必须要有人承担。2000年6月,时任国务院总理的朱镕基同志对《二滩水电站有关情况》做出批示:“二滩电站大量弃水,并不是由于电价高(发电成本低,由于投资贷款利息高,导致还本电价高),因核定电价0.31元/度,实际上网电价只执行0.18元/度,这样便宜也不让发,1998年弃水电量15亿度,1999年弃水81亿度,今年可能弃水120亿度。造成如此大的浪费,主要是电力体制改革滞后,必须改变省为实体的现状,实行跨区设公司,厂网分开,竞价上网,多发水电,限制火电,关停小电厂,这样每年可能节约发电成本以百亿元计。”
2002年,我国电力工业历史上著名的5号文《国务院印发电力体制改革方案的通知》正式下发,通知明确电力体制改革的主要任务是“厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网”。
带来的结果就是国家电力集团的拆分重组,国家电力集团在2002年后逐步划分为五大发电公司、两大电网、两大辅业公司以及一个监管机构。五大发电公司包括华能、国电、大唐、华电和中电投;两大电网即国网和南网;两个辅业公司为中电建和中能建,是由中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国葛洲坝集团公司合并而成,包括设计与建设;一个监管机构也即国家电力监管委员会及其派出机构,现已撤销,其职能并入国家能源局。
到了这里,发电厂与电网已经分开,发输配主业和设计建设辅业也已经分离,“厂网分开、主辅分离”的目标基本完成。但是,要实现“输配分开、竞价上网”还尚有一段距离。
首先,输配分开说的是输配电资产的分开,需要单独核定输电价和配电价。但在实际操作的过程中,该部分资产难以清晰的分开核算,因此该部分内容暂缓实施。对于竞价上网,其实早在2003年的时候就已经有了后期“放开两头、管住中间”的市场化改革雏形,当时提出的方案是“发电、售电价格由市场竞争形成;输电、配电价格由政府制定”。但由于当时厂网并未分开,输配电价也难以清晰核算,竞价上网这一项内容也被暂时搁置,由官方建立煤电价格联动机制进行过渡。
至此,我们可以说2002年的电力体制化改革是基本成功的,在体制上实现了厂网分离这一最主要的目标,并为后续的电力市场交易埋下了种子。但是,改革永远没有完成时,在实际的运营当中,厂网之间难免会有交流与接触的空间,电力的市场化定价也才刚刚起步,中国的电力体制改革将继续前行。
2015:“放开两头,管住中间”
电力无法储存这一根本特性带来了电力系统的复杂性,这决定了在经历过往多轮的体制改革之后,我们依然处于电力改革的摸索当中。而这一次,我们即将摸索到前几轮改革都没有深度触及的节点,也就是电价。
价格作为市场化的商品经济中最重要的一部分,能够较为真实的反映供需关系,进而实现资源的优化配置。这也就是为什么我们这一轮的电改又叫做电力市场化改革,而非单纯的组织结构上的改革。
2015年3月,国务院印发《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》,新一轮电改正式拉开大幕。该文件又称电改9号文,相较于5号文,9号文明确提出“放开两头,管住中间”的核心架构,并一直沿用至今。(详情可参阅《看不见的手走向前台,深度解密电力市场交易》)
随后,相关的配套文件陆续出台,包括进一步完善输配电定价体系,三年一核定,以及在多个城市试点电力现货市场并正式结算运行等等。2022年,国家发改委、能源局印发《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》。《意见》明确提出,“到2025年,全国统一电力市场体系初步建成”,“到2030年,全国统一电力市场体系基本建成”,“新能源全面参与市场交易”。
2015年新一轮电改开启后,市场化交易电量显著提升。24年11月,由国家能源局统筹、中国电力企业联合会联合多家单位共同编制的《全国统一电力市场发展规划蓝皮书》显示,2023年全国市场交易电量5.67万亿千瓦时,市场规模自2016年至今增长近5倍。同时,2023年全国市场交易电量占全社会用电量比重约为61.4%,近两年基本保持在60%以上。
用电方面,除了居民用电、农业用电和一些保障性用电外,其他工商业用户已经全面参与市场交易。这是可以理解的,首先以工商业为主要代表的第二、第三产业用电在我国的用电结构中常年占据80%以上的位置,是电力市场化改革需要聚焦的核心领域;其次,居民用电、农业用电和保障性用电关系到最根本的民生问题,在市场化的进程中应当后置。预计短期内市场化交易电量在全社会用电量的占比都将保持在60%-80%之间,上升空间也比较有限,毕竟工商业用电量并非完全对应第二、第三产业用电量。
新能源的全新挑战
好了,一直到这里可能都没有问题,我们将发电侧和用电侧完全放开,由发电公司和售电公司市场化匹配,而电网作为承运商只收取一定收益的过网费,新一轮电改正在稳步推进。但是,自2022年以来新能源的爆发式增长已经完全改变了我国现有的装机结构,光伏风电累计装机占比提升至36%,而火电装机由20年前的74%降至当前的48%。
对于实际的发电量,截至24年11月我国火电累计发电5.7万亿千瓦时、水电累计发电1.2亿千瓦时、核电累计发电0.4亿千瓦时、太阳能累计发电0.4亿千瓦时、风电累计发电0.8亿千瓦时。
可以发现,各类型装机的实际发电与本身的装机结构存在较大的差异,这其中的原因就在于年利用小时数。风光发电由于其存在间歇性,可利用小时数较低,风电在2000小时左右而光伏仅在1200小时左右。相反,核电的年均利用小时数达到了7000小时以上,火电在4500小时左右,水电在3000小时左右。我们全年的小时数为8760小时,新能源可出力的时间段占比其实很低,风电为23%而光伏仅为14%。
我们曾经说过,光伏发电由于存在供需双方时间与空间错配的矛盾,我们采用了新型储能来缓和午间发电过剩的时间矛盾,采用了特高压通道来疏通西部电量产出旺盛而东部用电量较多的空间矛盾。而这两大项目的共同终点,就是电力的市场化交易,最终新能源都将作为发电侧的一种能源、一种商品,进入市场来匹配工商业买方的用电需求。
那么问题就来了。
在我国的市场交易电量中,中长期市场交易约占90%以上,而现货市场作为补充仅占10%左右。目前所有煤电企业已经全部入市,而按照《蓝皮书》的最新规划,新能源将在2029年前全部入市。由于国家的战略定位,我国中长期市场交易将占据主导地位,其交易电量预计最少最少也将超过70%。其原因有二:第一,我们国家幅员辽阔,电网辐射范围较大,难以像欧洲单个国家一样实现现货主导,否则将严重冲击电网系统的安全,这个原因基本一票否决了大规模的现货市场;第二,国家体制决定了电力这类基础能源的价格要稳定可控,且保持合理价位,那么现货市场的极端波动显然是不受欢迎的。
相反,新能源更适合参与的反而是现货市场。因为中长期交易的电量需要非常稳定,如果有偏差需要进行考核,而新能源出现偏差的概率必然高于传统的火电。如果新能源发电企业预测自身未来的发电功率并不一定能保持稳定,那么参加现货市场反而是更合适的。我们发现,在江苏省2025年度的中长期电力市场交易中,总成交电量的3282.2亿千瓦时仅包含36.47亿千瓦时的光伏发电和252.78亿千瓦时的风力发电,也就是说中长期市场中新能源占比仅为8.8%。当然也有特例,蒙东地区2025年市场化交易总电量约351亿千瓦时,其中包含带补贴新能源120亿千瓦时,平价新能源93亿千瓦时,合计占比约61%;另外蒙西地区2025年市场化交易总电量2900亿千瓦时,其中常规光伏“保量保价”优先发电计划电量20亿千瓦时,领跑者项目27亿千瓦时,其余部分暂无明确计量。
我们来简单算一笔总账。
2023年我国全社会年用电量达到9.2万亿千瓦时,2024年较大可能突破10万亿千瓦时。假设未来几年我们全社会年用电量为11万亿千瓦时,其中70%的电量通过市场化交易,也就是7.7万亿千瓦时。市场化交易中,假设现货市场占比为20%,即1.5万亿千瓦时,而目前风光年发电量已经超过了1.2万亿千瓦时。考虑到少部分新能源会参与中长期交易而部分传统能源也会参与现货市场的调峰,在现货市场的总体层面,新能源是有一些供过于求的,这导致了24年现货市场均价的走低。根据兰木达的数据,2024年各主要省份的电力现货均价都有所下行,广东省年均价的同比降幅超过了25%,少数省份甚至出现了负电价。当然,最高价依然真实的反映着具体时点该市场的供需情况,比如山西省的时点最高价格达到了1.5元/度,但这应该与新能源无关了。
国家层面的定调也出现了变化,给新能源的第一任务已经由快速增长转至全面入市。今年1月6日,国家发改委、能源局关于印发《电力系统调节能力优化专项行动实施方案(2025—2027年)》,强调通过调节能力的建设优化,支撑2025-2027年年均新增2亿千瓦以上新能源的合理消纳利用。当初给定24年的新能源装机目标也是2亿千瓦(即200GW,24年实际装机或将超过300GW),此次25-27年的量级定调也保持同步,而且更加强调消纳,这背后体现的是主要矛盾已经出现了转化。
总体而言,相较于前几年,目前我国缺电限电已经大幅缓解,仅存在于个别时间个别省份的电力短缺,电量总体是相对富裕的。在25-27年不出现重大科技突破而导致用电量激增的情况下,新一轮电力市场化改革的落脚点在于发电侧上网电价的充分竞争,而下游用电侧的工商业可能会有所受益,但也需要同步考虑到输配电价提升带来的影响。对于新能源,客观因素导致了新能源将更多的参与占比不高的现货市场,这可能会带来特定时段的拥挤,低谷段上网电价水平走低是大概率现象。
当然,任何改革都不会是理想化的,改革也永远没有完成时,都需要不断的调整并适应新的生产力和生产关系。在新能源装机大概率放缓的未来几年,解决好新能源的全面入市问题与当前供给侧的有效出清同样重要,甚至更加重要,二者都将是未来我国绿色低碳与高质量发展的核心主题。