电力生产是一种物理过程,除了水电等受站址条件的影响外,只要付出一定的代价,从理论上说,电力可以在世界上任何一个地方组织生产。电力消费也是一种物理过程,由于电力生产和消费的两种物理过程必须同时完成,因此,经过一个世纪的发展,形成了由大电站、中心变电站、长距离高压线路等组成的大型电力系统,建立在传统垄断体系上的规模经济的观念使得人们一直误认为这是一种最可靠、最廉价的供电方法。
然而,对传统电力系统的这些看法只不过是在特定的政策保护下给人们造成的一种错觉。传统电力系统从燃料开采、运输、发电、长距离输电、大量的供配电,甚至还包括废物处理和环境保护,以及规模经济带来的一系列繁杂的规划、评估、立项、设计和耗时耗费的审批,以及为此建立的庞大的管理系统和一系列复杂的运作程序等,是一个常常被经济学家们评为最没有效率的非常“长链条式”的产业。在垄断体制下,它通过把长期投资风险转嫁给用户的方式,扩大了电力系统,又通过向用户转借经营成本的方式,获取了垄断行业的暴利。但由于其本身体制的问题,传统电力系统仍暴露出了不可克服的种种弊端,它从系统外攫取的暴利,在系统内总是消耗殆尽,而且也不可能依靠其自我完善来打破垄断,这就迫使人们不得不对这种垄断经营方式进行改革,从而形成了全球的电力体制改革浪潮。
在改革后的电力系统中,除了采用可进行实时交易的电力池方式、建立竞争性市场外,还有可能会出现一些新的供、用电关系。
(1)爱迪生供电方式。电力公司为了赢得用户的信任,需要与用户建立新形式的商业关系,不再以电表的计量来确定电力交易情况,而是以合同方式提供用户所需的一揽子电力服务,甚至包括那些没有直接与售电相关的一整套电力服务。将电力供应变为一项服务性合同,而不单是无数次售电的商品交易。服务性合同的特点在于电力服务公司和用户能互相协商,取得一致意见。如果公司能做出这样的承诺,不用说,就已经获得了用户的信任。这种做法在很多发展中国家的农村得到了应用,那里至今还是按灯泡的数量来收取电费的,但在过去却往往被人们看作是落后的象征,因此在传统规模效应支配下的垄断电力系统内一直很难得到推广。
(2)大用户直供方式。由希望通过售电获得收入的发电企业、希望自己控制用电成本和可靠性的电力用户以及输电给用户并提供电力服务的供电公司这三者协商作出决策,采用借网过路或架设专线的办法使电直接从发电站输送到用户。但是,这有可能会出现人们所关注的所谓脱离传统电网垄断的“线路私有化”倾向,也有可能会出现一些小公司垄断某一区域电力市场的情况。因此,也有人担心如果一些形形色色的区域电力垄断公司只做那些有利可图的生意的话,那么谁来为贫困地区和人口稀少地区提供电力服务呢?
(3)分布式供电。在传统电网覆盖区内,由用户自己建立一些发电装置,这些发电装置与电网相连,可以实现自用为主、余电上网,并在缺电时由电网补充供电,甚至还可以就近向邻近用户供电,当然也可以平时不发电,只是有备无患,增加供电的安全性。
这三种方式都是立足于为用户提供更好服务的前提下衍生出来的。这些供电方式可能会更能使用户放心,因为用户总是希望用电安全和用最便宜的电的权利都尽可能多地控制在自己手里。
近年来,由于电源的小型化、分散化倾向以及电力体制改革的逐渐深入,电力服务对于电力的可持续发展日显重要,使得上述按服务合同供电的方式日益受到青睐。首先,由于零售竞争的发展,使得供电商有可能实现借网过路、实现电力直供给某一特定的用户,这为按服务合同供电创造了必要的条件。当然这种情况下也仍可以按表计量供电。其次,由于可再生电源的发展,以及现有电力系统内用户侧大量的分布式发电装置的出现使得用户有可能不通过电力公司而通过架设用户间专线的办法实现用户间的电力互供。此外,几个千瓦的家用微型天然气发电装置甚至在不需要架设外线的条件下可使楼内住户在分摊成本的基础上分享电力,这甚至可使电力服务的工作变成仅仅由天然气管道公司在家内安装一台天然气发电机而已。(https://www.xing528.com)
有报道说,由于供电紧张,在中国浙江某一个山区县装了1万多台柴油发电机,总容量达到300多MW,并实现了用户间互供,互相帮助,解决缺电困难。还报道有的县出现了上门服务的流动发电车,为当地人们提供上门电力服务,包括供电以及设备维修等,被群众称为“电医生”。如果按传统规模经济的观念,这种小型发电机的效率是不够高的,其供电方式也被认为是落后的,也确实需要改进。但有了电当地经济就发展起来了,而为了用上电,群众在实践中创造了一些新的供、用电关系,这些新情况的出现,表明以后的电力发展将主要依靠服务竞争。
从技术上看,目前家用10kW以下的迷你型天然气发电机相对传统柴油机发电来说,更加洁净、噪音小,符合环保要求,无论是作为紧急备用发电,还是持续发电,都更易于为人们所接受。这种微型天然气发电机的出现预示着电网和家用天然气网的功能和作用都会发生显著变化。其他正在迅速发展的小规模发电技术也是如此,包括斯特灵发动机和家庭型燃料电池。这些技术与传统技术完全不同,它们甚至不要电网,用户可以自己在室内发电来解决用电问题,因此它们的出现对电力产业政策将来的电力系统结构以及电力系统在社会发展中的作用都提出了一个新的课题。
然而,传统电力公司可能会对此持反对态度。他们认为小型、分散的发电站和传统电网不相匹配,不便管理,从而拒绝这些小型装置联网。这一做法将成为分布式发电发展的一个主要障碍,并可能会在许多地区引起激烈争论。这甚至对可再生能源发电技术的未来发展也有影响。如对于近年来发展较快的小水电、风电等,他们认为不如大型水电、煤或核能发电可靠,传统电网运行的决策者把这看成可再生能源的一个问题。受传统观念影响的电网协议总是把无论多小的小型发电站,都按几百兆瓦的大型发电站来对待,加上种种的对入网运行等的高额管理费用和上网电价歧视,使得本来很有吸引力的分散发电方式由于强加的较高的并网成本和较低的上网电价而只能退而成为不能入网的用户的一个自备电厂,这是对分布式发电方式推广应用的一种很大的障碍。
但是,就整个系统而言,目前连接一台10kW的发电机与连接一台同样负荷的工业用户从技术上讲没什么区别。一个相互连接的系统能够轻松应付任何方向的10kW设备的并网和解列造成的变化。对于那种有数千小型发电机同时运行的电网来说,一座小水电站停止运行造成的损失是微不足道的,电网稳定性的问题不是来自小型发电站,而是来自失去单个大型机组发电的可能性,因为这会造成整个电网巨大的潮流变化,甚至使保护装备瘫痪、系统停电。
此外,传统的大型电厂将越来越难开工建设。除了环境、资源等问题外,从经济上看,传统的大型水电站、燃煤电厂或核电站的建造至少需要6年时间,收回投资则还需20年时间的运行和售电。在自由竞争的背景下,这样的投资是相当危险的,而且这种风险并非像垄断经营的时候那样由用户承担,而是由股东和银行来承担。相对而言,其他可再生能源技术,如小水电、风能、太阳能等都有定型设计,从采购、安装到交付运行可能2年就够了,而且回收成本也要快得多,也易于预测投资风险。当用电量增长速度较缓时,还可以逐步增加装机容量,避免不必要的风险。此外,充分利用好用户自有的发电能力对于解决当前中国供电不足的问题还具有很大的现实意义。因此,在竞争过程中进行政策与制度创新,大力发展分布式发电,将为电力系统今后的发展创造新的选择。
类似的经验也许是令人鼓舞的。如移动电话在发展中国家的迅速扩展,甚至还衍生到农村地区。由于技术创新降低了成本,预付系统的改进使得原先没有电话的上百万人能够用电话来进行沟通。如果我们在传统的电力系统中采用类似的创造性的技术和政策,就可能经济有效地改变现有的电力系统。因此,从以用户为本的观念出发,除了千方百计地为用户提供无选择性的尽可能好的服务外,还应把用户侧的分布式发电装置作为电力工业不可分割的一部分,承认用户有权利为自己提供可靠、廉价的电力服务,从而在现有电网覆盖区内发展和形成用户自己的分布式电力市场,它与竞争性电力市场和农村服务型电力市场的协调发展,将有利于实现由“垄断电力”向“服务型电力”的转变,并将为电力工业的可持续发展创造一个良好的政策基础。
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