李虹
(必赢线路检测3003no1环境资源与发展经济学系教授 )
2014年3月5日,李克强在第十二届全国人民代表大会第二次会议政府工作报告中指出生态文明建设关系人民生活,关乎民族未来。雾霾天气范围扩大,环境污染矛盾突出,必须加强生态环境保护,下决心用硬措施完成硬任务。第一、出重拳强化污染防治。第二、推动能源生产和消费方式变革,要提高非化石能源发电比重。
中国已成为世界第一大能源消费国,“十三五”期间,随着城镇化和工业化转型的持续推进,能源需求将持续增长,在日益加剧的全球气候变化压力和复杂多变的国际能源市场环境下,为确保能源安全和经济稳定,实现2020年中国单位国内生产总值温室气体排放比2005年下降40%-45%的行动目标,中国能源的战略性转型迫在眉睫。2009年9月22日,在联合国气候变化峰会上,时任总书记胡锦涛表示,中国将争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。根据国网能源研究院的研究,为实现这一目标,非可再生能源占能源消费比重在2020年需要达到4.7%。作为中国能源战略转型的重要内容,可再生能源发展战略和路线图在“十三五”期间亟需合理规划,而其中,如何推进风电和光伏发电的发展是最重要的内容。
中国风电与光伏发电起步晚于国际发达国家,2006年《中华人民共和国可再生能源法》实施后,在一系列配套政策的推动下,风电与光伏发电迅速发展。2007年《可再生能源中长期发展规划》中提出,2020年风电装机目标3000万千瓦,这一目标在2011年就已提前实现。根据中电联发布的电力工业统计数据,我国风电和太阳能发电装机容量持续增加,但占发电量比重仍然较低。2012年,中国风电发电装机容量为6142万千瓦,发电量为1030亿千瓦时,占总发电量的2.067%,太阳能发电装机容量为341万千瓦,发电量为36亿千瓦时,占总发电量的0.072%。而在可再生能源发展迅速的欧盟,2013年,风电装机容量为117.3GW,包括110.7GW的陆上风电和6.6GW的离岸风电,其中,丹麦风电占总发电之比超过30%。中国有着发展可再生能源的优越条件,一方面,中国有丰富的风能和太阳能资源,另一方面,因后发而具有使用国际领先技术的条件,此外,中国在风电和光伏发电产业链上也占有一席之地。因此,风电和光伏发电在中国快速发展的技术障碍较低,国际经验表明,在风电和光伏发电的发展历程中,经济激励发挥着重要的作用,因此,风电和光伏发电的经济性如何,如何通过合理的政策设计确保风电和光伏发电的经济竞争力,成为“十三五”期间亟需解决的重要问题。
风电和光伏发电相对于火电等传统电力的经济竞争力变动是一个复杂的动态过程,从历史经验上看,它既包含了风电和光伏发电产业从无到有的发展历程中,其自身成本价格随着技术进步、规模效应等因素不断降低的过程,也包含了随着对环境和气候变化关注程度的提高,火电等传统电力在包含环境和社会成本后,价格不断提高的过程。而在这两方面中,对风电和光伏发电自身成本变化的准确预期是有效的能源政策制定的关键。一方面,若风电和光伏发电自身需要较长的时间实现电网平价,则较为宽松的补贴政策和针对于新技术和成本节约的激励政策是确保风电和光伏发电发展的必要内容;另一方面,若风电和光伏发电自身成本已降至具备实现电网平价的能力,则过度的补贴和经济激励政策将会牺牲社会总体福利,而侧重于激励自我维持的市场、维持电网接入保障和持续的研发支持的政策应成为能源政策的重点。
风电和光伏发电的成本经历了不断下降的过程,展望未来,在考虑外部性成本,将气候变化成本、污染成本引入电力市场后,风电和光伏发电将可能具备经济竞争力。就国际经验来看,根据国际能源署IEA作出的2010-2050的“风能技术路线图”和“太阳能光伏路线图”,对于风电而言,陆上风电技术在风力资源丰富地区和在将碳成本反映到市场后可能具备竞争力,陆上风电成本为7到13美元/千瓦时(约合人民币0.42-0.78元/千瓦时),海上风电成本为11-13.1美元/千瓦时(约合人民币0.66-0.786元/千瓦时),随着技术进步、推广应用和经济规模化,到2050年,风电投资成本有望再降低23%。对于光伏发电而言,预期2010-2020年,光伏系统和发电成本将减少超过50%,在2020年许多地区实现住宅和商业光伏系统与零售电价平价,在2030年典型大型公用电力光伏系统发电成本有望降低至7到13美分/千瓦时(约合人民币0.42-0.78元/千瓦时)。
对于中国而言,国家发展和改革委员会能源研究所和IEA在2011年共同发布的“中国风电发展路线图2050”,其中指出,根据影响风电成本的因素包括风能资源条件、风电场所在地区的建设条件、风电机组技术和成本、风电场运行管理技术和成本等,基于中国陆上风能资源、建设条件和现有主流的兆瓦级风电机组、风电场运行管理等技术水平,目前陆上风电开发的成本在0.35-0.5元/千瓦时左右,对应的电价水平在0.51-0.61元/千瓦时,若考虑风电并网和消纳以及远距离输送导致的输电成本增加(约0.05-0.3元/千瓦时),若不考虑煤电的资源和环境成本,风电相比于煤电不具备成本竞争力。同时,该路线图指出,中国在今后10年左右的时间里将具备经济竞争力,2020年,随着风电技术进步和开发规模扩大,风电成本进一步降低,同时煤炭开采成本和价格攀升,煤电价格上涨,陆上风电成本与煤电发电成本持平。而关于中国光伏发电的路线图,目前并没有看到官方版本。
长期以来,在可再生能源发展的过程中,前期由政府补贴推动以促进其经济竞争力的实现,例如,根据“中国风电发展路线图2050”的估计,中国2010-2015年风电电价补贴从100多亿元提高至250亿元左右。而在可再生能源发展的中后期,补贴政策应逐步退出。
综上,风电和光伏发电成本具备价格竞争力是一个可持续的可再生能源发展战略的基础,如何在“十三五”时期通过合理的政策设计,促进风电和光伏发电的发展,实现“十三五”期间和未来中长期的能源战略性转型,一方面,需要对风电和光伏发电在中国的成本进行核算,分析其成本构成,研究影响其成本下降的因素在未来的可能变动,包括技术进步、规模效应、设备国产化、融资成本等,进而客观地得到“十三五”及中长期我国风电和太阳能光伏发电成本下降的趋势和潜力;另一方面,需要设计有效的能源价格财税政策,既包括对风电和太阳能光伏发电并网的补贴机制,也包括碳税、资源税、环境税等将外部性成本内部化于火电等传统电力的税收政策,研究这些政策的经济社会影响和社会可承受性。特别地,考虑到中国的风电和光伏发电具有很强的区域特征,在成本的核算和政策的设计中都特别需要进行分区域的差异化研究,从而为“十三五”期间的政策制定提供切实有效的科学参考依据。
基于此,为构建一套有利于风电和光伏发电发展的综合性的能源价格财税政策体系,主要应从以下几方面开展研究:
第一、分区域的风电和太阳能光伏发电自身成本价格变化趋势研究。风电和太阳能光伏发电成本的构成可以根据产业链环节分为建设期成本和运营维护成本,若考虑风电和光伏发电并网,还需要考虑额外的并网成本。对于风电和太阳能光伏发电而言,建设期的设备成本占比最高,约为60%-70%。应全面分析研究生产技术进步、设备国产化、融资成本、规模效应、产业链纵向一体化以及市场竞争加剧等驱动光伏发电成本下降的各因素的作用。
根据已有文献,成本估算常用的方法有两个:其一是自底向上的全寿命周期模型,其二是基于学习曲线的估计。国内对于风电和太阳能光伏发电成本的估计较多,但由于技术变化日新月异,以及中国对风电和太阳能光伏发电重新进行了规划,因此,亟需将这些因素重新纳入考虑,综合评估“十三五”及中长期我国风电和太阳能光伏发电的成本和影响因素。
在评估分区域的风电和太阳能光伏发电成本变化趋势后,为研究其相对常规火电的价格竞争力,需要首先估计“十三五”期间常规火电的成本变动趋势,进而在发电侧比较不同区域风电和光伏发电的发电成本与火电发电成本的差异。此外,需要估计风电和光伏发电并网费用和上网、输配费用与常规火电的差别,研究在售电侧,风电和光伏发电与常规火电相比的竞争力变动。
第二、影响常规火电价格相对价格的财税价格政策研究。考虑到化石能源环境和安全等外部成本内部化,特别是碳税、资源税、环境税等,通过这些财税价格政策,将能够提高常规火电价格,从而使得风电和光伏发电相比常规火电具备价格竞争力。但是,为了实现这样的价格竞争力,同时兼顾社会的可承受性,合理的财税价格政策如何制定,例如,碳税的税率定为多少?资源税应提高至多少?环境税如何制定征收标准等,这些都是需要回答的问题。
第三、风电和光伏发电财政补贴规模的测算及其经济社会影响研究。基于上述研究,测算在需要实现非化石能源消费比重15%目标的时候,风电和光伏发电财政补贴的规模,以及这一规模在不同的财税政策下(补贴的来源和收入的应用),对经济社会的影响。特别地,需要考虑经济社会可承受的补贴规模。
补贴规模估算是补贴政策有效性分析的基础,国际常用的方法包括价差法(Price-gap Approach)、快照法(Snapshot Approach)、生产者补贴等值法(PSE)、消费者补贴等值法(CSE)、具体项目法(Program specific approach)、有效补贴率(Effective Rate of Assistance)等,但这些方法通常用于测算传统化石能源补贴规模,在应用于可再生能源补贴的测算时需要根据中国的实际情况进行改善。国内对于风电和光伏发电补贴测算和预测的研究较少,在“中国风电发展路线图2050”中指出,中国风电上网电价补贴在2014-2024年先逐渐上升再逐渐下降,在2015年前后达到峰值,约为250亿元左右,累计补贴2100亿元;在2020年前后,陆上风电上网电价将达到与脱硫燃煤标杆电价持平,因此2020年后补贴将主要投向海上风电。
第四、综合性的能源价格财税政策研究。基于上面三部分研究内容,针对未来技术进步、国际经济变化中十三五可能出现的不同情境,进行展望,提出政策建议,并给出相应的应急预案。