■ 文 | 張洪平
前不久有條新聞，說環保組織“自然之友”在狀告國家電網寧夏電力公司起訴一年半後，終於要開庭了。這是一起公益訴訟，事情起因是寧夏電力沒有按照《可再生能源法》規定，對其省內的風電和光伏發電進行全額收購，還因此前“棄風棄光”（因電網無法消納等各種原因導致的風電、光電停機），後由煤炭發電替代造成的生態環境損失費用等，訴狀寫明初步計算後索賠3.1億元。除寧夏之外，甘肅電力也因同樣理由被訴，目前未開庭。
進口能源與浪費電力並存
這條新聞引發了公眾對“棄風棄光”的討論，為什麼我們國家一方面是能源緊缺大國，每年花1800億美元進口石油天然氣，一方面還在大規模“浪費”電力呢？中國石油2017年對外依存度達到68%，為歷史最高值，而中國自產原油每日下降了31萬桶。2017年進口石油4.2億噸，金額1623.3億美元，同比增長39.1%。進口天然氣0.68億噸，金額232.8億美元，同比增長41.2%，對外依存度39%，而且這還是在進口供不應求的情況下，大家可能還對去年冬天天然氣價格暴漲心有餘悸。
國家能源局數據顯示，2017年我國棄風電量419億千瓦時，棄風率為12%，同比下降5.2%；棄光電量73億千瓦時，棄光率6%，同比下降4.3%。雖有減少，但依然無法滿足《可再生能源法》對全額保障性收購制度的要求。
澎湃新聞曾報道，在現有電力體制下，火電因為每年有政府下達的計劃電量，形成了事實上的優先發電權，擠佔了可再生能源的發展空間。“棄風棄光”損失的電量由燃煤發電補償，導致了二氧化碳排放汙染，同時帶來二氧化硫、氮氧化物等汙染物和粉塵的侵害。
有人可能會問了，既然是因為電網無法消納，那為什麼不能把發出來的電儲存起來，用於削峰填谷呢？這裡涉及到電力的儲能技術問題。據筆者在發電行業的朋友講，現在國內外，除電池以外的儲能技術還都不實用，從能源轉換效率角度看，沒有工業化的實用價值。而電池儲能受制於成本，難以大規模鋪開。而且整個壽命期的充放電次數有限，如果沒有補貼很難商業化。一些新概念的電池技術，雖然數據指標很好看，但多處在實驗室環節，距離大規模商業化還有很長的路要走，至少幾年內難以在成本和性能上同時突破。
清潔能源前途光明應用廣泛
雖然有這樣那樣的困難，但電力作為最清潔的能源，代表了未來發展的方向。 我們現在的關鍵問題有兩個，一是如何生產清潔的電力，二是如何組織電力的分配。這就好像人類社會的兩個終極問題：如何創造財富？如何分配財富？
從生產電力角度看，我們的能源其實都是源於核能：太陽能。化石能源是植物以化學能方式儲藏的太陽能，風力水力是是以機械能方式儲藏的太陽能，潮汐與地熱特殊一點，但也離不開太陽和地球自己的核反應堆，光伏發電更不用說，直接是把太陽光轉換為電力。
太陽就是一個距離地球14960萬公里的超大核聚變反應堆。這麼遠的距離讓地球足夠安全，同時太陽每年給地球的能量相當於100億億度電，摺合120萬個三峽的發電量，如果能有效利用太陽能，人類的能源可謂用之不竭。
這一點，即使是全球最大土豪——沙特也為之心動。2018年3月28日，軟銀集團CEO孫正義與沙特王儲穆罕默德·本·薩勒曼，在紐約宣佈合作，將在沙特建立迄今為止世界上最大的太陽能發電項目。該太陽能發電項目預計到2030年共需2000億美元，先期將花費50億美元建設兩個太陽能發電園區。
雙方宣稱，該太陽能項目到2019年將發電7.2吉瓦（GW），到2030年項目完結時發電量將達到200吉瓦，相當於現在美國太陽能發電總量的四倍、現在全球總量的一半。
沙特之所以在太陽能領域有這麼大的動作，一方面是配合沙特“2030願景”，旨在擺脫沙特國內的石油依賴。另一方面也是為了節省能源方面的開支，減少用於發電的石油消耗。
沙特也要省油？是的，你沒看錯。雖然沙特是產油大國，但同時它的消耗也不少，其中很大一部分是用於發電。隨著沙特國內的用電、用水需求越來越大，其國內石油的使用負擔也在不斷加大。沙特官方估計，到2032年沙特國內的用電需求量有望超過120吉瓦。除非更多地使用替代能源和節能措施，否則到2028年每天用於沙特國內的電力、工業、交通和海水淡化的石油消耗總量將達到830萬桶。
也就是說，沙特國內對石油的消耗將佔據其石油開採量很大一部分。由於沙特對內推行石油補貼，對外全價出口，上述趨勢將導致沙特的財政收入大大縮水。
沙特發電的一個重要用途是用於海水淡化，這是沙特農業計劃的重要組成部分。由於沙特全境沒有一條河流，也沒有一處湖泊，除南部靠近也門的山區有足夠的降雨，全國大部大半年都看不到雨。所以沙特把眼光投向了綠洲和谷地，希望通過海水淡化、抽取綠洲地下水和收集雨水來解決水資源的匱乏的問題。
1969年沙特在瓦吉哈和迪巴初建海水淡化站，到2012年沙特年海水淡化總量12.7億立方米，躍居世界第一。沙特用不到50年的時間解決了海水淡化的難題，源源不斷地為工農業提供用水。
開採地下水方面，沙特有悠久的歷史，早在1930年代便在首都利雅得開鑿了深達1200多米的井，從此便在全國各地開始了“深挖井”的運動。抽出的地下水通過中樞灌溉系統，配合機械化設備，灌溉地面上的農場，這些農場大多為直徑1千米的圓圈。
但持續開採地下水也帶來了問題。沙特地下水開採量持續維持在高位，1980年至2000年間年均開採量約為130億立方米，而大部分的地下水是不可再生的，地下水位的下降引起了海水的入侵與地面沉降。
沙特意識到了地下水不可持續開採的嚴重性，決定壓縮用水總量，並限制打深井開採地下水。為置換不可更新的地下水的開採，同時保障正常的用水需求，沙特繼續往海水淡化裡砸石油收入，力圖擴大其規模，並提升汙水處理回用效率。
海水淡化是水來源最為豐富且持續的方式，但是能耗極高。目前最新海水淡化技術的能耗約為3 kwh/m3，按中國的電價大概是4-7元/立方米，根據世界自然保護基金會(WWF)的報告，全球年人均水資源消耗量為8870立方米，如果全部用淡化海水的話，成本約為每個人3.5萬至6.2萬，就是土豪沙特也用不起啊。所以大力發展太陽能，除了產業升級和環境保護的原因之外，也是出於經濟上的考慮。
好在沙特國的自然地理條件極為適合大力發展太陽能。沙特國土面積一半以上是沙漠，乾燥少雨，北部年平均降水量只有100-200毫米，最高氣溫可達54度。但太陽輻射非常高，太陽能資源相當豐富。除此之外，低廉的沙漠地價以及太陽能項目建設成本也使得沙特太陽能產業的推行愈發可行。
雖然短時間內沙特還無法完全擺脫對化石能源的依賴，但著重發展太陽能算是開了個好頭。不過即使按期完成這一宏大項目，總髮電量屆時也只是沙特國內用電需求的約三分之一。沙特的新能源之路仍然任重而道遠。
電力特性糾纏經濟問題難解
回到棄風棄光的問題上，既然發電用電是經濟問題，那麼能否靠市場的無形之手來解決呢？應該說，市場的價格信號一定程度上可以調節供給與需求之間的關係，從而達到減少浪費，提高效率的目的。
但是也必須考慮到電力作為能源的特殊性。電力相較於其他能源，最大的特點是難以儲存，絕大部分電力都是“隨生產、隨消耗”。各種發電方式各有利弊，但沒有十全十美的。
傳統的火力、水力發電，理論上可以根據用電量的增減而調節發電量。但火電存在成本高、汙染高的特點，頻繁開關機也會加大設備的損耗。而水力發電受季節性儲水量的影響明顯，枯水期不能全力發電，豐水期為了防洪有時也會把水放掉造成浪費。
核電在性能上很好，但安全性始終是繞不過去的限制，雖然理論上核電廠可以做到很安全，但地震之類的天災難免會造成破壞，而一旦發生安全事故就是毀滅性的，所以誰都不願意自家門口有個核電站。大力發展核電，要面對政治上的阻力和潛在的核事故風險。
潮汐發電、地熱發電是清潔、可再生的能源，但受地理因素限制較多，技術與經濟性需要達到平衡才有實用性。
風力、太陽能發電目前在經濟性上做的不錯，工業化大規模應用可行，但也受地理條件限制，適合大規模發展的地區，工商業活動不如沿海地區發達，滿足本地用電之餘還有剩餘，所以才有開頭說的棄風棄光的問題。
除了發電的問題，還有輸電方面的困難。大規模長距離輸電線路的投用有助於緩解可再生能源限電問題。2017年，中國共有46GW的新建特高壓直流輸電線路投入使用。但在這些特高壓線路的電力輸送總量中，僅有20-40%來自風電和光電。彭博新能源財經預計，2018年，中國特高壓輸電線路的建設將有所放緩，未來的優化將主要取決於利用率的提升。
而且電力基礎設施屬於前期投資大、回報慢的產業，部分偏遠地區的經濟回報更是為負，只有靠國家補貼才能實現電網覆蓋。公益性與商業性難以嚴格區分，使其經營模式也只能是混合式的，要完全依靠市場手段調節供需關係，“摩擦力”太大，得不償失。
此外，我國電力系統各省電力公司有自己的計劃，還和地方政府之間有著說不清道不明的關係問題，地方保護主義使得跨省輸送電力遇到有形無形的阻撓。要解決這個問題，還得先從體制角度入手，廢除部門本位主義，形成全網一盤棋的局面。我們可以先看個反面例子。
利益面前自顧自，兄弟反目成仇大動干戈
中亞地區的水資源分佈，在空間上和時間上都是不均衡的。該地區水資源總量不少，但人均水資源擁有量很低，主要以高山冰川和深層地下水等形式存在，開發難度很大。真正可利用的水資源，主要是河水湖水等地表水，其中以阿姆河和錫爾河最為重要。
阿姆河流經塔吉克斯坦、阿富汗、土庫曼斯坦和烏茲別克斯坦等四國，其中塔吉克斯坦控制阿姆河總流量的80%以上。每年有兩次汛期：春季漲水和夏季冰川融水，夏季漲水大於春季。
錫爾河流經吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦和哈薩克斯坦等四國，其中吉爾吉斯斯坦控制錫爾河總流量的74%。每年一次汛期，4月至9月水位較高。
該地區主要水源位於塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦兩國境內，分別擁有中亞地表水資源的43.4%和25.1%，總計佔有整個中亞地區水資源的三分之二以上。處於下游的烏茲別克斯坦、哈薩克斯坦和土庫曼斯坦三國地表水資源的總和則不到三分之一。
在蘇聯時期，中央政府統籌安排。上游兩個加盟共和國重點建設各類水利設施，下游三個加盟共和國則重點發展灌溉農業和工業。由於塔吉克和吉爾吉斯以山地為主，農業發展潛力不大，加之境內缺乏油氣和煤炭資源，中央政府對它們採取了能源互換和補償政策。
在秋冬季節，塔吉兩國的水電站不用於發電而進行蓄水，為來年夏季農作物生長期下游國家農田灌溉做準備。作為補償，烏茲別克、哈薩克和土庫曼三國向塔吉克和吉爾吉斯提供電力、石油、煤炭和天然氣等，用於兩國冬季火電廠發電，而上游水電站夏季洩水附帶產生的富餘電能併入中亞電網。
中亞五國由此能實現優勢互補，確保全局利益。1991年蘇聯解體後，各加盟共和國成為獨立國家，能源互換機制隨之瓦解。下游國家出於自身利益考慮，要求上游國家按照國際市場價格購買電力、石油、煤炭和天然氣，但同時又希望繼續按照蘇聯時期的水資源分配比例使用跨境水源。上游兩個國家能源匱乏，獨立後經濟長期陷入困境，支付能力有限。兩國一旦發生拖延支付的情況，下游國家便立即減少或者中斷能源供應。上游國家為了彌補國內電力需求的缺口，秋冬季節不得不加大放水量用於發電，這導致下游國家春夏季用於灌溉的水源嚴重不足。
每個國家都將本國利益放在優先地位，在考慮本國利益時，不惜犧牲別國利益。這導致在水資源分配和合作利用方面取得的成績極其有限，很多協議僅停留於書面，近年來更是不乏訴諸武力的案例。理所當然的，五國不但沒能實現優勢互補，還在爭鬥中損失慘重。究其原因，是因為沒有了中央政府這麼一個能從整體上協調各方利益，促成各方合作的機制。
至此我們基本可以得出一個結論，新能源電力作為代表了未來發展方向的清潔能源，是未來全球能源領域競爭的制高點與必爭之地。但發電用電，在是經濟問題的同時，也包含著政治問題的成分。
經濟研究的是財富的創造，政治注重的是財富的分配。只注重一個領域，就容易一葉障目不見泰山。要全面解決一個經濟問題，就必須統籌相關的社會政治問題。具體到棄風棄光的問題上，就是要打破部門之間的藩籬，從體制角度入手，廢除部門本位主義，形成全網一盤棋的局
閱讀更多 宋鴻兵 的文章
