新能源發展的基本動因與主要方向

TK01：A1003-2355(2010)06-0014-04doi:10.3969/j.issn.1003-2355.2010.06.006新能源，是目前一個廣受關注的話題。與其說這是一個能源技術話題，莫若說是一個社會經濟話題。新能源發展的核心問題，在于不斷提高經濟與社會價值，真正具備相對傳統化石能源的經濟比較優勢。1現階段我國新能源發展的特點“新”是相對于傳統而言，因此所謂“新”必然具有階段性。現階段我國新能源主要指風能、太陽能，其發展有以下幾個特點：一是屬于清潔可再生能源，不需燃燒不會產生硫化物、氮氧化物、粉塵煙塵等污染物；二是伴隨著技術進步與現代生活方式的變化，不再是風車磨房等傳統利用形式，而以能效比較高的發電為主；三是屬于能源市場的新興力量，雖然目前風能、太陽能在全國發電量中的比重還不足1%，但已經連續5年呈現翻番式的高速增長，對于市場投資格局產生了比較大的影響（擠占了火電將近1/3的投資份額），見表1。2現階段新能源發展的基本動因2.1新能源發展的基本動因不是為了實現低碳經濟電力行業的碳排放大約占我國排放總量的40%，由于行業集中度高便于監管，技術先進改進能力較強，我國電力領域的減排措施已經領先于世界上很多國家。發展新能源可以降低排放強度（單位發電量的排放水平），但對降低排放總量并無直接的效果——特別是電力行業以外的60%排放，在建筑、交通、家用電器、工業生產以及居民生活方式等更廣闊的領域，由于高度分散不便監管，技術進步能力低下，存在著更多低成本低技術的節能減排或者說減碳的空間，例如，數量眾多的民用小鍋爐與大型火力發電機組的燃燒效率差異顯著而改進空間巨大。因此，新能源發展的主要動因不是為了實現低碳經濟。2.2新能源發展的基本動因不在于所謂能源危機從供給看，在過去的20年，全世界石油、天然氣的年產量分別增加了大約50%、100%，但它們的儲采比（按照當前產量可以延續的使用年限）卻長期基本穩定在40以上、60以上；而煤炭，2007年世界儲采比約為133，至少在中國，新的億噸、百億噸級別的煤田近年依然被不斷勘探與發現。這說明，傳統化石能源一直在被人類源源不斷地發現、精益求精地開采，在總體供給能力上并不存在真正的“能源危機”。從需求看，工業革命以來石油等化石能源被大規模開發利用的主要背景，一是西方國家工業化城鎮化對于能源需求的大幅度增長；二是工業革命之后人類生產生活方式的巨大改變，最終使已經使用千年的傳統生物質能退居窮鄉僻壤。而現階段，除中國等少數新興市場以外，大部分國家與地區對于能源的需求增長緩慢，近年來不論是發達國家（經合組織國家）還是發展中國家，能源消費的增長速度在總體上甚至通常低于GDP的增長速度，人類日益追求低能耗的經濟模式與生活方式。因此，現階段風能、太陽能等新能源的發展，并不是為了彌補傳統化石能源在數量上的匱乏，而主要體現為一種市場份額的替代，一種經濟價值對比關系的態勢變化，一種生活方式與價值觀念的進步。2.3新能源發展的基本動因是經濟性的比較優勢風能、太陽能等新能源替代煤炭、石油等傳統化石能源的基本動因是經濟上的比較優勢，前者逐漸便宜或者后者日益昂貴，直至前者比后者物美價廉。目前看，新能源發展的基本動因還是傳統化石能源的逐漸昂貴。第一，外部成本不斷顯露傳統化石能源在燃燒時會排放大量硫化物、氮氧化物、粉塵、污水、重金屬……隨著人們的福利水平不斷提高以及日益公共化，如果把這些污染物造成的外部成本（不斷攀升的醫療保險、社會保障以及意外災害賠償）全部換算到價格上，使用傳統化石能源昂貴的社會代價令人震驚。人類的環境意識在本質上依然屬于一種經濟意識，而新能源“清潔”的特性本身就意味著一種社會經濟價值，這是它實現大規模替代的第一個動因。第二，交易成本日益攀升傳統化石能源在地球上的分布非常不均衡，中東地區油氣資源儲產比數倍于亞太地區，需要進行遠距離大宗貿易。2008年，跨國跨區域的能源貿易量占到世界石油產量的69%、天然氣產量的27%（尚未包含前蘇聯地區的國際貿易）。隨著現代金融的日益國際化杠桿化，這些需要遠距離大宗貿易的傳統化石能源價格變動劇烈、市場操縱顯著，對越來越多國家的經濟安全構成威脅。2007～2008年世界石油價格出現典型的“過山車”行情，而且油價帶動煤價，國際帶動國內，基本沒有不受影響的國家。而價格的劇烈變動即意味著增加儲備與浪費，增加各國國民經濟與社會生活的變數與風險，因此新能源“多元化與本土化”①的特性同樣意味著一種社會經濟價值，這是它實現大規模替代的第二個動因。總之，傳統化石能源的逐漸昂貴并不是總體供給能力上的“能源危機”，人類能源供應的挑戰不在地下而在地上，不是源自地質因素而是源自人為因素。社會福利保障領域與金融領域的壟斷與投機推高了傳統化石能源的外部成本與交易成本，給風能、太陽能等新能源替代煤炭、石油等傳統化石能源提供了歷史契機。3下一階段新能源發展的主要方向傳統化石能源的逐漸昂貴為新能源的發展提供了歷史契機，但實現新、舊能源大規模替代必須要新能源的社會經濟比較優勢進一步坐實與擴大。目前看，影響其健康持續發展的主要問題正是風能、太陽能等新能源還不足夠便宜，還不足夠物美價廉。3.1技術成本居高不下現階段我國新能源（風能、太陽能）發展速度雖然很快，但對于技術性能缺乏嚴格的規范與引導，相關技術標準、檢測與認證程序、試驗與試運行制度均嚴重缺乏或滯后。國內的裝備生產者并不自主掌握核心技術，普遍以購買外國許可證或與國外聯合設計的方式迅速擴大產能，雖然交納了昂貴的“學費”但裝備的技術水平普遍只有二、三流（例如陸地風電機組在國外的主流機型為2.5MW～3MW而我國還是以1MW～1.5MW為主）。我國新能源發電項目報批壽命一般為20年，但設備可靠運行的壽命業內普遍預計只有10～15年左右，而這些二、三流裝備最終的技術壽命將更加短暫。以風電為例，一旦對發電設備安全并網接入的“友好性”指標有了強制標準，目前在運行的很多機組在3～5年內就將面臨淘汰更新或升級改造的命運。而且這些早期開發的項目往往占據了條件最好的資源，未來一旦上網電價走低成本競爭激烈，目前很多在資源利用、土地占用方面效率較低的機組在10年以內必將面臨擴容替代、提前結束技術壽命的情景。類似的案例在國外也有，20世紀90年代初丹麥、德國、美國等就曾實施過風機擴容計劃，把前期建設的小型風機或運行狀況差的風機替換為新型大容量風機；另外歐洲目前已經禁止電網友好性差的失速型風機并網。總之，技術成本高、技術壽命短是現階段我國新能源（風能、太陽能）成本居高不下的首要因素。表2我國各類能源發電上網價格單位：元／kwh水煤核風太陽能平均上網電價0.2660.3550.4490.542約1.500.3683.2系統成本超過預期新能源（風能、太陽能）往往具有間歇性、隨機性、低同時率（60%左右）、低發電小時數（2000以下）等技術經濟特性，隨著并網發電規模的擴大，給電力系統的規劃與運行不斷帶來超出預期的新挑戰。對于其他電源來說，由于全額收購等政策法規的支持，新能源具有優先并網的特權，必然使臨近常規電源淪為旋轉備用機組，降低了負荷率與發電小時數，由此也降低了機組能效與經濟效益。對于電網來說，當新能源規模化發展之后，必須通過提高電壓等級，加強網絡建設來實現更大范圍的電力平衡，必然會增加投資，而且潮流的不確定性也將增加網絡損耗與維持系統安全穩定的成本。我國新能源大規模集中發電的資源多在西部，除了需要建設遠距離輸電線路，為了避免電網潮流的劇烈變化，還需就近安排配套調峰調頻電源，并相應控制東部的常規電源規模，需要國家層面統籌協調。即使是作為用電側的分布式電源，新能源特殊的技術經濟特性同樣也增加了電力系統負荷預測、方式規劃、安全管理、電能質量、保護整定、設備配置、調度指揮、交易計量等方面的復雜性與不確定性。總之，新能源（風能、太陽能）大規模發電并網，降低了電力系統整體的經濟性，增加了新的系統成本。表3我國各類能源發電設備利用率單位：h/a水煤核風太陽能平均上網小時3264483979141861約180045273.3替代成本不可忽視如前所述，由于外部成本、交易成本的不斷攀升，給新能源提供了替代傳統能源的契機。但由于新能源（風能、太陽能）間歇性、隨機性、低同時率、低發電小時數的技術經濟特性，并不具備支撐電力裝機的作用，而只能替代部分傳統能源發電的電量。因此，新能源的大規模發展絕不意味著隨意降低傳統能源發電的裝機水平。特別是在我國這樣一個國家，對于能源特別是電力的總需求還有較大的增長空間，保障供給還是一個長期的使命，因此結構的優化將更多體現于增量而非存量。特別是目前我國火電裝機中，46%的機組投產運齡低于5年，65%的機組投產運齡低于10年，多項經濟技術指標正在逐漸接近國際先進水平，新能源直接替代傳統能源的操作空間相當有限。總之，新能源替代傳統能源本身也是一種具有成本的抉擇，特別是在我國，新能源的經濟比較優勢還不足以彌補大規模替代的鎖定成本，參見表4。3.4降低成本缺乏制度激勵現階段我國新能源的投資經營模式缺乏降低成本的內在動力。近年來雖然風電每千瓦機組成本已經從10000元下降到5000元左右，每千瓦時發電成本降低到0.4元以內，太陽能招標每千瓦時電價也從4元降低到2元以內，但主要的動因是投資者過度競爭而非技術進步。表41981～2009年我國各階段新增發電裝機規模單位：萬kW1981～19851986～19901991～19951996～20002001～20052006～20092009年底總裝機新增總裝機21185084793310210196613878687407新增火電裝機1509412061107460120263019865205表52006～2010年可再生能源電價附加2006年2007年2008年2009年2010年每1kWh電費中提取的附加1厘1厘2厘2厘4厘占平均銷售電價的比例0.20%0.19%0.38%0.37%0.74%*全年最大可提取額度28億元33億元69億元73億元160億元*新能源每1kWh電可能獲得0.97元0.57元0.52元0.27元0.29元*的補貼**注：*2010年數據為預計數**由于目前我國太陽能發電量遠遠小于風力發電量，故以風力發電量替代新能源發電量。一是虛擬經濟影響。目前我國被歸于“新能源”概念的上市公司將近60家，其中涉及太陽能領域的有21家，涉及風能領域的10家左右。近年來，“新能源版塊”已經成為我國股市中巨額資金炒作的熱門，重題材輕業績、重成長性輕收益的風氣使新能源投資領域也出現了一些浮躁的投資經營作風。二是補貼模式影響。為促進新能源發展，我國出臺了一系列扶持政策，包括全額收購、稅收優惠、專項資金、價格補貼、接網費與獨立系統運維費補貼等等；另外新能源項目還可獲得CDM項目等。但由于進行政策補貼的同時缺乏對于技術性能的嚴格規范、對于成本的明確約束，反而助長了一些新能源投資者盲目擴張、粗放經營的趨勢，見表5。總之，現階段我國新能源領域尚未出現技術進步的“摩爾定律”，理論上成本降低的大趨勢不會自動快速降臨，擁有壟斷優勢地位者顯然更加追求落袋為安快速提現，更加傾向于撇脂定價而不是薄利多銷。目前的報價下降根源于利潤空間巨大而且投資者分散使其自相競爭，一旦進入門檻被抬高，進入寡頭壟斷階段（特別是由國有銀行支持的國有投資者壟斷），在現有投資經營模式下，我國新能源很難達到理論上的最經濟成本。當然，目前新能源之所以尚能夠這樣無所約束地粗放發展，根本原因還是其在市場中的比重非常低（2009年只占我國電量的0.8%左右），掩蓋了其發展模式的不經濟。而隨著規模的繼續膨脹，這樣的發展模式必然是不可持久與持續的（目前有研究預測2020年我國新能源發電量占比可望達到5%左右，按照目前模式，每年僅僅可再生能源電價附加這一項補貼就需要1000億元左右）。3.5成本優劣態勢并不穩定如前所述，新能源大規模替代傳統化石能源的基本動因是其經濟上的比較優勢，這也是社會承受力的最終底線，所有其他形式的動因都不可能真正持久地替代這種經濟性的考量。而且這種經濟性的考量是雙向的。目前新能源的成本還未真正體現物美價廉，而與此同時世界范圍內傳統化石能源的生產成本還有進一步下降的空間。近年來，傳統化石能源一直在努力節約成本，持續擴展開采范圍，非常規開發與鉆探活動活躍，開采技術不斷進步，精益求精的技術革新降低了開采成本，抵消了一部分外部成本與交易成本的上漲。另外這種經濟考量還是隨時隨地的。世界上沒有一種能源會被真正完全用盡，隨著開采成本的上升，一旦出現比它便宜的“新能源”，人們就會暫時放棄它，例如那些距離地面1000m以下的老煤礦；與此同時，世界上也沒有一種能源會被人類徹底放棄，一旦新能源的成本對傳統能源失去優勢，人們很容易就會重拾舊愛，例如那些遠遠沒有被化石能源完全擠出市場的薪柴與牛糞餅。總之，此輪新、舊能源的大規模替代尚處于量變的積累階段，經濟性的優劣對比還不穩定，還遠遠不到格局明朗