【導讀】在電力供應緊張時進行電力體制改革的風險較高,而在電力供應過剩時,則是推動改革的好時機。美國在1970年代末期發電產能嚴重過剩,電價卻不斷上漲,因此成為美國聯邦政府推動電力事業管制政策改革的好時機,希望借由改革開放、引進競爭,以提高電力產業的經營效率。在這段期間,影響最深遠的電力體制改革就是1978年的公共事業管制政策法(Public Utility Regulatory Policies Act)。
大約在1985年之后,美國的電力產業發生了結構性的大轉變,這場變革,奠定了美國后來能源體系朝向低碳發展的基礎。以下介紹這場電力產業結構的拐點,以及在此一時期啟動的電力體制改革,并討論中國投資者與政策制定者可以從這段美國的歷史經驗得到的啟示。
文/楊啟仁(現任職于美國杜克大學、國際能源與環境政策專家)
電力結構的拐點
圖一 美國歷年新增電力裝機容量(依能源種類區分)
圖一所示,在1985年以前美國每年新增的發電機組容量中,一直都是以燃煤的火電機組站為主力。但是在1985年以後,美國燃煤發電的發展急劇萎縮,從此以后幾乎一蹶不振。而天然氣發電開始崛起,到了2000年之后,天然氣發電在新增的發電裝機容量里占據了壓倒性的多數,而2005年以后風力發電開始迅速成長,開始成為主流的發電技術之一。2011年開始,太陽能發電開始出現顯著性的成長。燃煤發電雖然在2007年到2013年間有小幅度的復蘇,但是在也無法回到1985年以前的那樣的市場份額。
我們可以非常清楚的看出這個大拐點。但在當美國的產業界、學術界、還是政府部門,沒人預料到美國電力業發展會出現如此的一個大轉彎。從第二次世界大戰結束后,到1973年第一次石油危機發生之前,國際原油實質(經通貨膨脹調整)價格大致保持長期穩定下跌的趨勢,許多原本使用煤炭的產業逐漸改用石油,造成煤炭價格也隨之不斷下跌,煤炭產業全面蕭條,雖然美國政府推動了許多煤炭業紓困方案,但是都無法扭轉煤炭業的頹勢。在能源價格長期低迷超過二十年的期間,美國經濟持續高速成長,美國的電力需求成長率都是保持在每年大約7%左右的成長率。
1970年美國聯邦電力委員會(Federal Power Commission)進行了一場全國電力普查并做出了電力需求成長預測:美國全國電力需求將在1980年達到3.08 萬億千瓦小時,并且到1990年將達到5.8 萬億千瓦小時。這個由美國全國專家學者共同討論決議做出的預測值,現在經由與歷史資料比對,可以看出當時對1980年的電力需求高估了35%,而對1990年的電力需求則高估了91%(圖二)。
圖二 美國聯邦電力委員會1970年所作長期電力需求預測與實際值比較
圖二可以看出美國能源需求的成長:從1950年到1974年左右大約符合一個完美的成長曲線,然而在大約1974到1975年附近出現了一個小小的拐彎。美國的能源產業界,因為當時忽略了這個小小的拐點,持續按照先前錯誤的成長曲線預測值進行投資規劃,結果造成整個發電業都出現嚴重的產能過剩,甚至到了瀕臨崩潰的程度。從1974年開始,許多原本興建中或規劃中的核電機組與燃煤發電機組都因電力需求不足而陸續取消(表一)。
表一 取消的核電與燃煤發電機組數
從二十世紀初一直到1970年代以前長達70年的期間里,美國的發電成本大致呈現緩步下降的趨勢,當時美國還沒有進行電力市場化改革,由于電力的供應具有自然壟斷的性質,美國各州政府都設有公共事業委員會來對當地的電價進行管制,一般都是根據成本加成法來規范電價。在1970年代之前,發電成本逐步下降,所以不管是政府、電力公司、消費者都是皆大歡喜。每隔幾年電力公司會因為獲利超過法律規定的上限,而向政府提出調降電價的申請,政府當然欣然同意,而消費者也樂意接受越來越便宜的電價。
1973年中東的阿拉伯國家對美國實施石油禁運,國際原油價格大漲,美國的電力公司跟投資業界普遍認為油價上漲會加強煤炭與核能的競爭力,使得許多原本使用石油作為能源的產業轉向用電,因此加速規劃興建更多的發電廠。結果事與愿違,石油危機造成全球經濟蕭條,美國更是首當其沖,而經濟成長減速造成用電需求成長也減速。新建了許多的電廠,卻沒有足夠的電力需求來使用這些電廠生產的電能。
由于新建電廠需要大量的資金投入,不論完工后的電廠產能可不可以有效運用,這些為了建廠所借的貸款利息都還是要付,本金也要在一定期限內歸還。于是隨著過剩產能越來越多,電力公司的財務負擔就越來越沈重。過剩產能造成電力公司成本提高,于是電力公司向州政府申請提高電價,但是政府的公共事業委員會有時卻認為這樣的成本上升是因為電力公司的錯誤規劃所造成,所以不同意把這些過剩產能的投資納入成本轉嫁給消費者。在上個世紀70年代,美國大約有40%的電價上漲申請被政府否決。成本上升,政府卻不準漲價,于是有不少電力公司開始出現財務危機,甚至到達必須進行破產重組的嚴重程度。
這場美國發電業的泡沫化歷史,對于美國電力產業的投資邏輯也造成重大的沖擊:在發電業泡沫化之后,電力公司在電力需求成長前景不明的新常態下,如果貿然投資興建大型電站,而建成之后因為需求不足而使產能無法充分利用,反而會造成沉重的財務負擔。
天然氣發電廠因為資金需求低、建廠周期短,雖然燃料成本較高,但是由於產能可以充分利用,反而比產能無法充分利用的大型燃煤電站或核電站更具有競爭力。因此在本世紀初期,即使是在天然氣價格高漲的時候,美國的發電業仍然寧愿建設天然氣發電。而風電的大發展也跟此有關,因為風力發電機可以很有彈性的逐步增加裝機數量,而不像燃煤發電與核電廠一次就必須要建設至少600MW甚至1GW的發電容量。在電力需求成長前景不明的新常態下,大型電站因為資金需求過高而且建廠周期過長,使得投資者財務運作無法靈活調度,因而喪失競爭力。
由于電力供應業具有自然壟斷的特質,使得這個行業不容易借由市場機制中的競爭與淘汰來提升效率。而電力供應與民生息息相關,所以各國政府在考慮對電力行業的管制與改革時也必須格外謹慎,以免造成電價暴漲或是大規模停電等意外結果。
電力體制的拐點
1978年公用事業管制政策法:
美國1978年公共事業管制政策法的重點在于開放上游發電業的競爭,主要作法是強制要求公共事業電力公司必須向使用廢熱發電和可再生能源技術發電的合格電廠(qualified facility)購買電力,而且購買價要反應該公共事業使用自有電廠提供電力時的可避免成本(avoided cost) 。
1978年公共事業管制政策法強制要求具有壟斷地位的公共事業電力公司向非公用事業發電業者(non-utility power generator)以公平的價格購電來減少工業中的能源浪費,因此可以有效提高整個經濟體的能源利用效率。這個法案的通過,促成了美國許多遠本不能從事發電業務的產業開始積極投資利用廢熱與廢蒸氣進行熱電聯產,因此熱電聯產產業從此蓬勃發展,到了1990年代中期,每年新增的電力裝機容量中,有大約三分之一都是熱電聯產的機組(圖三)。
圖三 美國歷年熱電聯產裝機容量占全年電力裝機容量比例
1978年公共事業管制政策法的另一個效果是促成了小型分布式可再生能源的產業化。加州、紐約、新英格蘭地區各州等地的州政府更進一步將環境因素納入電力供應成本的計算之中,而促使小型的可再生能源發電業者可以在電力產業中逐漸占有一席之地。
從政治層面來說,1978年公共事業管制政策法還造成了獨立發電業者(independent power generator)的興起,并逐漸形成一個可以與壟斷性公共事業相抗衡的政治利益集團。這個新的政治利益團體的崛起,使得壟斷性公共事業不再能挾持電力體制改革的進程,而為美國在1990年代繼續推動電力市場化改革奠定了政治基礎。
對中國的啟示
美國電力產業與電力體制的轉型經驗對當今中國有以下幾點啟示:
對能源投資者的啟示:
從長期歷史趨勢來看,世界能源價格大致呈現周期性起伏(圖四),1970年以前世界實質(依物價指數調整后)油價大致呈現緩慢下降的趨勢,1970年是一個拐點,之後10年間油價快速上漲,1980年是另一個拐點,之后18年間油價大至持續下跌走勢,1998年又是一個拐點,之后上升期持續了16年。從目前的種種趨勢來看,2014年很可能又是一個世界能源價格的大拐點。從歷史經驗上來看,每一個上升或下降期,大約都長達十年以上。
圖四 國際原油價格長期走勢
大型電廠或是大型煤化工項目這類規劃周期較長,且需要巨大的資金投入的項目,在全球能源大局勢發生逆轉時,投資者的反應速度對于公司的命運有關鍵性的影響。從開始規劃項目就必須支出相關的費用,一旦開工建廠,費用開支更會快速累積。十年內可能不具經濟效益的過剩產能越早取消,損失就越小。
對于長達十年以上的產業規劃,必須把技術發展的世代交替考慮進去。
在1980年以前,燃氣渦輪發電機的技術還未成熟,當時燃煤發電是最主流的發電技術。1980年到1998年發電業長期蕭條,各式發電技術的新裝機容量都很少,主要的發展方向在於利用廢熱回收做熱電聯產。這種小型熱電聯產的發電機組大多數采用天然氣為輔助燃料。到了1998年以後,美國發電業開始復蘇,但是燃煤發電卻沒有復蘇,因為此時燃氣發電技術已經成熟,燃煤發電已不再具有競爭力。直到2008年到2012年間,燃煤發電才有小幅度的復蘇,但成長幅度仍然遠遠比不上燃氣發電與風力發電(圖一)。從2005年開始,風力發電出現爆發性的成長,隨著風力發電成本在數十年間逐漸下降的結果,近年來風力發電的平均成本已經普遍低于燃煤發電。而且風電相對于煤電的成本優勢預期在未來還將持續擴大。
近年來開始出現的另一個能源技術重大變革是光伏發電的規模化發展,以及光伏發電成本的急速下降。預期在未來十年之內光伏發電的成本很有可能也會對于燃煤。
在全球朝向低碳發展的大趨勢下,煤炭產業的長期逐步減產委縮是必然的趨勢。然而既有的煤炭產業與利益團體一定不愿意接受這樣長期衰退的命運。如果投資者盲目把資金投向夕陽產業,只會讓自己騎虎難下,在虧損之中越陷越深。
中國的風力發電近年來也呈現爆發性的成長,而且發電成本也極具競爭力。而中國近年來積極建設抽水蓄能電站,預計在2018年中國就會超越日本成為全世界抽水蓄能裝機容量最大的國家,而規劃中到2025年中國全國抽水蓄能裝機容量將達到約一億千瓦。屆時可再生能源電力儲存與調峰問題可以得到有效的解決。一旦可再生能源兼具了成本與環保優勢,又解決了儲存與調峰問題,其在總發電量中的比例將可無限制的提升。此外中國的核電發展也在逐步擴大規模,由于核電站與燃煤電站在電力系統中都屬于基載電源,彼此具有高度的替代性,核電的發展也必然將擠壓燃煤發電的生存空間。由各方面的趨勢綜合判斷,目前還在規劃中的燃煤電站,若是繼續投入建設,未來完工后的面臨的處境也許是持續虧損直到淘汰。
對政策制定者的啟示
諾貝爾經濟學獎得主喬治·斯蒂格勒(George Stigler)提出了規制俘虜理論(regulatory capture),指出政府某一機構所主管的產業中如果存在著具有壟斷性的利益團體,那么這個政府的管制機構就很容易被這個利益團體所「俘虜」而制定出有利于特定利益團體,卻不利于全民福祉的政策。中國電力體制改革已經很明顯的出現了規制俘虜的情形。
美國1978年公共事業管制政策法,利用了當時的改革時機,借由立法強制開放市場,不但因此提升國家整體的能源效率,催生新科技與新產業,也借此發展出可與壟斷行業相抗衡的新利益團體,使得后續的電力體制改革得以循序推進。中國的政策制定者可以參考美國的經驗,以政治決策強制開放市場來打破壟斷,再借助市場開放發展出來的新興產業作為進一步改革開放的動力,循序漸進完成電力體制的市場化改革。
此外,美國政府曾耗費巨資推動振興煤炭產業的示范項目,結果都是徒勞無功。中國政府在實施限煤政策時,應該要配合的是輔導煤炭產業逐漸縮小產能,而在原本產煤地區的規劃轉向發展非煤產業,而不是試圖延長煤炭產業鏈,把單一的夕陽產業延伸成為一長串的夕陽產業鏈。
煤化工的主要產品,不管是煤制油、煤制氣、煤制甲醇、煤制烯烴,受限于國際油氣價格低迷的大環境,未來長期都將處于供給過剩、價格低迷的局面。由于煤化工的制程復雜而且污染難以處理,與相同產品與產量的天然氣化工與石油化工相比,煤化工的建廠資金往往要高出數倍。因此,借著高額資金投注來延長煤炭產業鏈,結果只會擴大虧損。與其把資金投入產能已經過剩的煤炭相關產業,還不如用來轉型發展其他的產業。美國的煤制油氣示范項目的發展歷史,可以說就是一部政府浪費的歷史,中國的政策制定者應該吸取美國的教訓,避免重蹈覆轍。
來源:中國能源報
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