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一書,從演化經(jīng)濟(jì)學(xué)視角,對新能源技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用,并由此引發(fā)新型電力系統(tǒng)的演化過程,做一些分析和推斷。
什么是演化經(jīng)濟(jì)學(xué)?
演化經(jīng)濟(jì)學(xué)是一種研究經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中變化、創(chuàng)新和進(jìn)化的經(jīng)濟(jì)學(xué)分支。它與新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)的靜態(tài)均衡分析相對,強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的歷史性、動態(tài)性和多樣性。它借鑒了生物學(xué)的演化理論,用遺傳、變異、選擇和適應(yīng)等概念來解釋經(jīng)濟(jì)行為、組織、技術(shù)和制度的演化過程。
演化經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為,經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是一個開放的、動態(tài)的、非線性的、復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng),它由多種主體、多種行為和多種機(jī)制構(gòu)成,具有不確定性、多樣性和創(chuàng)新性。
為什么用演化經(jīng)濟(jì)學(xué)的視角分析新型電力系統(tǒng)
從演化經(jīng)濟(jì)學(xué)的視角來看,新型電力系統(tǒng)是一個典型的演化經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),它具有以下特征:
1、在技術(shù)上:新型電力系統(tǒng)是一個開放的技術(shù)系統(tǒng),它與外部環(huán)境(如氣候變化、政策法規(guī)、市場需求等)相互作用和影響,需要不斷適應(yīng)和調(diào)整。同時,它又是一個非線性的系統(tǒng),它受到多種因素(如新能源隨機(jī)性、波動性、間歇性等)的影響,可能出現(xiàn)突變和混沌現(xiàn)象,需要強(qiáng)化風(fēng)險管理和應(yīng)急響應(yīng)。2、在經(jīng)濟(jì)上:新型電力系統(tǒng)是一個動態(tài)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),它由多種主體(如傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)、新能源發(fā)電企業(yè)、電力交易中心、傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)營商、增量配電運(yùn)營商、資源聚合運(yùn)營商、儲能企業(yè)、電力用戶等)組成,這些主體之間存在競爭和合作的關(guān)系,通過市場機(jī)制和協(xié)調(diào)機(jī)制實現(xiàn)資源配置和價值創(chuàng)造。3、在商業(yè)形態(tài)上:新型電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng),它具有自組織和自學(xué)習(xí)的能力,通過技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新等方式實現(xiàn)進(jìn)化和優(yōu)化。綜上所述,演化經(jīng)濟(jì)學(xué)可以為新型電力系統(tǒng)提供一個理論框架和分析工具,幫助我們更深入地理解新型電力系統(tǒng)的本質(zhì)特征、運(yùn)行機(jī)制和發(fā)展趨勢。
演化經(jīng)濟(jì)學(xué)視角下中國電力系統(tǒng)的發(fā)展周期
演化經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為,經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的周期性發(fā)展,一般要經(jīng)歷四個階段,一個轉(zhuǎn)折。
四個階段:爆發(fā)階段、狂熱階段、協(xié)同階段、成熟階段。
一個轉(zhuǎn)折:在狂熱階段和協(xié)同階段之間,存在一個巨大的轉(zhuǎn)折。
我們以中國電力系統(tǒng)過去40年的發(fā)展來看,四個階段特征是明顯的:
應(yīng)該看到,2002年的電力體制改革,最成功的部分是實現(xiàn)了“廠網(wǎng)分開、發(fā)電獨(dú)立、競價上網(wǎng)”,是“轉(zhuǎn)折點”式的,解決了兩個基本矛盾:1、外部緩解了“地方政府-電力部門”的協(xié)調(diào)矛盾,地方政府從電力投資方、建設(shè)方,逐步變成了電力發(fā)展的需求方&協(xié)調(diào)方,而電力系統(tǒng)的投資、建設(shè)、運(yùn)行、收益都交給“電網(wǎng)-發(fā)電”的電力工業(yè)復(fù)合體,結(jié)合國家金融支持,實現(xiàn)了“專業(yè)人干專業(yè)的事”。2、系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)建起一個“制度-經(jīng)濟(jì)-技術(shù)”三者完美自洽的“正反饋”增長回路。
2002電改產(chǎn)物:完美自洽的傳統(tǒng)電力體制
2002以后,中國電力行業(yè)構(gòu)建的傳統(tǒng)電力體制,在電力制度、電力技術(shù)、電力經(jīng)濟(jì)方面實現(xiàn)了完美自洽,保障了20年的電力發(fā)展。
在電力制度方面,以統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)行、統(tǒng)一調(diào)度的剛性安全為目標(biāo)。
在電力技術(shù)方面,以特高壓/超高壓輸電系統(tǒng)為骨干,形成全國聯(lián)網(wǎng)、大機(jī)組、大電網(wǎng),實現(xiàn)全國范圍的電力資源配置能力,如西電東送。
在電力經(jīng)濟(jì)方面,電網(wǎng)統(tǒng)購統(tǒng)銷,發(fā)電側(cè)競價上網(wǎng),電力行業(yè)以央企、國企為主。
體制本身就是一個復(fù)雜系統(tǒng),從動力學(xué)的角度,任何不符合體制發(fā)展的產(chǎn)物,要么被淘汰(2002年電改中存在的一些未被落實的內(nèi)容),要么增加體制的運(yùn)行成本。如果不解決新的技術(shù)與原有制度、經(jīng)濟(jì)、文化等整體社會系統(tǒng)的問題,技術(shù)本身將出現(xiàn)泡沫化。而泡沫的破裂過程,就是轉(zhuǎn)折點,等社會系統(tǒng)適應(yīng)了新的技術(shù),進(jìn)入?yún)f(xié)同發(fā)展的階段。
新型電力體制的變數(shù)
2015年新一輪電改政策制定時,并未完全預(yù)計到“雙碳大潮”會來的如此迅猛,而不可逆的可再生能源增長趨勢,嵌入到傳統(tǒng)電力體制中,帶來巨大的摩擦成本。
如果我們用演化經(jīng)濟(jì)學(xué)去分析新能源技術(shù)VS電力體制的嵌合、吸收、摩擦、改變,乃至改革,就會清晰看到上述“四個階段、一個轉(zhuǎn)折”的周期性規(guī)律。
個人認(rèn)為,目前新能源技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)入到泡沫周期,也就是狂熱階段。其泡沫的本質(zhì),在于傳統(tǒng)的電力體制,尤其是電力制度、電力經(jīng)濟(jì),并未完全適應(yīng)新能源的快速增長,帶來電力行業(yè)的系統(tǒng)性風(fēng)險,比如:1、光伏、風(fēng)電帶來的電力電子化電源,電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量不足2、電網(wǎng)傳輸容量不足,在并網(wǎng)側(cè)出現(xiàn)阻塞,拉低風(fēng)光的消納率
3、為了降低并網(wǎng)風(fēng)險,集中式風(fēng)光強(qiáng)配儲能,讓投資商為電網(wǎng)可靠性買單
4、風(fēng)光基地需配置火電靈活性資源,這部分火電資產(chǎn)的收益率很低
5、集中式電力調(diào)度,無法適應(yīng)一半以上的光伏是分布式并網(wǎng)的現(xiàn)狀,大量分布式在電網(wǎng)末端并網(wǎng),導(dǎo)致原有的電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測、潮流計算、短路參數(shù)等失效6、集中式的電力運(yùn)行,無法適應(yīng)分布式發(fā)展,比如配網(wǎng)運(yùn)行安全、配網(wǎng)電能質(zhì)量管理等
7、集中式的電力交易模式,無論是統(tǒng)購統(tǒng)銷,還是省級集中交易,無法適應(yīng)分布式電力交易模式(隔墻售電受阻)
8、過去寡頭競爭的電源建設(shè)模式,無法適應(yīng)大量分布式電源的建設(shè)、運(yùn)行現(xiàn)狀
所以,包含作為技術(shù)部分的新型電力系統(tǒng)的,新型電力體制,其提出將成為一個轉(zhuǎn)折點。
新型電力體制的演化和構(gòu)建
所以需要建立一個新型的電力體制,去適應(yīng)可再生能源的大發(fā)展,這里就會出現(xiàn)“新結(jié)構(gòu)”取代“舊結(jié)構(gòu)”的一個新舊動能轉(zhuǎn)換過程。
1、在電力制度上,從統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)行、剛性安全,轉(zhuǎn)換為集中-分散的調(diào)度、運(yùn)行,并且以負(fù)荷側(cè)柔性資源運(yùn)營為代表,建立系統(tǒng)電力系統(tǒng)的柔性安全觀,整體平衡方式也從“自上而下,一張網(wǎng)”,轉(zhuǎn)換為“自下而上,分層分區(qū)”。2、在電力技術(shù)上,一次系統(tǒng)從傳統(tǒng)電機(jī)學(xué)/電磁學(xué)“鐵基電力系統(tǒng)”理論,轉(zhuǎn)換為電機(jī)電磁學(xué)+半導(dǎo)體硅基系統(tǒng)混合,甚至在配網(wǎng)層面出現(xiàn)“硅基電力系統(tǒng)”;大量電力電子器件,出現(xiàn)云-邊-端協(xié)同,一二次+算力的深度融合趨勢,AI將與微電網(wǎng)、區(qū)域智能配電網(wǎng)結(jié)合。3、在電力經(jīng)濟(jì)上,批發(fā)側(cè)市場與零售側(cè)市場的協(xié)調(diào),各種大小能源市場主體,甚至“虛擬化的電力運(yùn)營商”出現(xiàn),各類電力資源在各自的市場上尋找出清機(jī)會,區(qū)塊鏈將和零售側(cè)的大量“分散、小額、高頻、產(chǎn)權(quán)模糊”的電力資源結(jié)合,形成新的交易模式。只有新型電力體制的建立,才能解決新的電力技術(shù)與電力制度、電力經(jīng)濟(jì)的自洽耦合問題,實現(xiàn)雙碳。
總結(jié)
可以看到,傳統(tǒng)的電力體制,適應(yīng)大電源、大電網(wǎng)、寡頭競爭的電力行業(yè)運(yùn)行模式,并不適合可再生能源,尤其是分布式電源的發(fā)展。
新能源在演化經(jīng)濟(jì)框架下,在傳統(tǒng)電力體制中,目前處于“狂熱階段”,也就是金融資本與新能源技術(shù)的結(jié)合,在資本市場尤其是二級市場上,出現(xiàn)了“估值過熱,透支未來”的現(xiàn)象。但是新能源的發(fā)展,逐步遇到了傳統(tǒng)電力制度的天花板,也就是現(xiàn)有電力行業(yè),無論是在技術(shù)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)模式還是管理制度方面,都沒有充分適應(yīng)新能源高滲透率的要求,這種摩擦在2020年以后逐漸出現(xiàn),隨著新能源裝機(jī)量的增長,這種摩擦成本在指數(shù)級的增加,如果不加以改變,可能出現(xiàn)“電源-電網(wǎng)“雙輸?shù)木置?。在新型電力體制、電力改革的思考、規(guī)劃、政策過程中,容易出現(xiàn)“過于技術(shù)化”的趨勢,也就是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)特質(zhì),而忽視系統(tǒng)整體的演化需求,用技術(shù)政策去代替、掩蓋整體性制度改革。這是對電力體制是一個“制度、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)”三要素耦合的復(fù)雜系統(tǒng),以及背后的系統(tǒng)動力學(xué)規(guī)律的忽視,不利于電力行業(yè)的長期健康發(fā)展。因此,需要在現(xiàn)有電力制度框架下,孕育和孵化出”新型電力體制“,去逐步取代傳統(tǒng)電力體制,這絕非易事,需要堅持市場化、堅持改革的初心,尊重系統(tǒng)規(guī)律,并且本著”實事求是、開拓創(chuàng)新“的思維,不斷去探索中國特色的新型電力體制發(fā)展方向,保證”碳達(dá)峰-碳中和“國家戰(zhàn)略的最終落地。
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