中国的软缺电与硬缺电
中国的软缺电与硬缺电(转载)
by 克罗迪斯特
原文载自:链接
印度跟中国(其实包含南韩)都面临相当严峻的缺电问题。跟十几年前的情况相比,印度跟中国实际上面临的不是因为百废待举使得基础建设跟不上产出的扩张所造成的电力短缺,而是与南韩一样,电力产业利润受到严重压缩,电厂的长短期发电规划变得极为保守的缘故。
在一个很少跳电-Blackout-的地方生活,久了就会以为像台湾这样除非遇到特殊事故(比如地震),否则很难遇到跳电的环境是『正常』的。但对于印度、中国,乃至于南韩-少数高度开发国家会经常性跳电-而言,跳电变成产业与民众必须当作『总是会发生』的事情去面对。
中国部分非官方的说法,将缺电分为『硬缺电』以及『软缺电』两种。前者指的是在刚刚改革开放后的十多年,因为中国的制造业产能扩张远远快过硬件建设扩张的速度,导致电力供不应求。然后最近包含官方说法都指出,实际上某些地区这两年所面临的电力缺口,跟硬件建设的扩张速度是没有关系的,而是所谓的『软缺电』-对于电厂而言,发电量太大会导致亏损,因此宁可不让发电机组满载,并且因此停止资本扩张计划。发电量更大亏损越大?这是指营业利润是负的吗?并非如此。
对于一个发电厂而言,实际开动机组产生的发电量,跟实际被用户消费计价的电量是不一致的。减去电厂本身发电所需用电,实际的发电量跟消费的电量之间会存在安全缺口。这是因为发电机组就算是最灵活的火力发电,也不可以瞬间随着用电需求升高或降低发电量,而那些没有被采购的发电量,就浪费掉了。扣除输送跟配电过程的耗损后,这个安全缺口如果很小,就会造成用户断电的机率上升,需要分区限电的可能性升高。实际需要送上电网的发电量怎么决定,则是跟电力使用的波动率以及希望将缺电机率降到哪种程度以下(可靠度,即以1-信赖水平定义缺电机率)有关。
在长期的发电规划下,则是发电设备的最大承载发电量,与尖峰用电之间要保存安全缺口,以便支应设备检修以及因应用电量波动大的时候不致断电,即是所谓的备用容量,通常是用以避免异常用电过度(远超过尖峰用电值)造成跳电的问题。台湾的备用电量高是因为以相当高水平的可靠度去估计,为的就是避免缺电对产业以及民众生活造成伤害。对电子厂而言,blackout将会造成良率严重下降,而石化厂更是会造成管线堵塞、设备受损,并且需要花时间跟成本重启产能的问题。对于电力耗用庞大的金属工业而言,甚至可能造成产线重启的损失过大,使一整年的财报都惨兮兮。
一般而言一个还在高度成长中的低度开发经济体,电厂会比较愿意用较高的扩张规模,来提高备用容量率。这是因为十年后的用电需求,是不可能到十年后才盖的,厂商将会提早开始投产。厂商只要能供应更多电力,在高成长国家其实可以带来更多高于原本预估的电力需求-那些原本受限于硬缺电而无法产生的成长,将会被激发出来消费掉电力。备用容量若是能高一点,便能减少硬缺电对成长动能的牵制,并且同时可以让电厂的资本扩张计划更加『安全』,也就是估计的电力需求更容易达标。另一方面,实际发电量跟售电量差距的高低,则意味着电厂的实际生产量中『浪费』掉的比率高低,跟电厂的营业利润率有非常大的直接关联,但发电量过低容易造成blackout,电厂获利,产业与民众买单。
要用多快的速度扩张发电机组或是要有多高水平的备用容量,对经济体影响甚大,因此在电力产业的讨论中,『电厂应该发多少电才合理』会变成一种电力产业国营化的理由。这是因为对一个电力使用波动率非常大的经济体而言,如果电力产业出现私人自然独占-由于电力事业的性质,非常容易自然独占-则会导致均衡情况下的备用发电量,很可能因为电力需求的波动性太高,而带来相当高的缺电机率。在高缺电机率下会影响经济体的成长,如此一来便会成为一个自我局限的循环-厂商害怕缺电因此产能扩张消极、电力需求迟滞导致电厂的资本支出扩张计划无法达标,使下一个资本支出计划变的更为保守,进入一个负循环在牵制经济体成长。
由于政府举债的成本低于民间电厂,因此以政府举债来支应高于原始均衡条件的扩张规模(以及相对应的营业损失),以便让未来的经济成长规模要较原始均衡的情况要大,税收、卖电收益都较大。如此一来可以消除硬缺电的问题,亦能够让电力事业在未来实际上有较高的收益,不至于自我局限。
不幸地是,印度跟中国实行了错误的政策,倒行逆施,不但让原本还存在硬缺电的区域难以脱离硬缺电问题,更让电力供应早已饱和、高度开发的工业地区,出现了软缺电。
中国目前缺电问题严重的,主要集中在近几年新开发的内陆工业地区。这些地区发展较广东来得慢,因此目前还有硬缺电问题。但吊诡的是,电厂产能成长的速度开始下滑,比用电需求成长还慢,并形成硬缺电兼软缺电的现象-当电力消费来到高峰,自然是硬缺电,但实际上电力消费应足以靠产能应付的时候,电厂却刻意靠『设备检修』或是『缺工导致无法开工』等理由,刻意降低实际送上电网的发电量。导致在非尖峰时期仍然存在电力缺口。
这主要的原因在于上述的『电厂最适发电量』不够高,比起经济体的尖峰用电要低导致软缺电的问题。由于电厂考虑最适发电量,让发电量降低到甚至偶尔会因为调节迟缓而低于需求量,将浪费掉的发电量降低,以便降低实际上的单位售电成本(非发每度电的成本,而是卖每一度电的成本)。因此当用电来到尖峰时,电厂消极的扩张计划便导致每年的尖峰用电季节的硬缺电问题恶化,而就算是在离峰时期,电厂也宁愿降低发电量到常常低于需求量,导致blackout形成常态。中国甚至在备用容量极高的广东,亦有软缺电现象,即是来自此因。
中国跟印度的共通点在于极度缺乏效率的发电成本。中国与印度由于需求成长快速,效率高但扩建速度慢的核电以及总发电量受限的水力发电自然无法供应这样的成长动能,而石油发电效益不彰、价格波动又太大,因此燃煤发电自然成为首选。不幸地是,若要说自然独占,煤矿产业是比电业更大的自然独占怪兽。一座煤矿由单一事业体开发,但由于位置的稀缺性,一间庞大的煤矿公司往往是方圆数个省份电力公司的供货商。中印的煤矿公司都掌握了近乎无人可制衡的定价权力(甚至于政治力量),透过控制煤矿公给使发电厂面对比国际水平还高的价格,而较高的备用容量代表的是在极为难以生存的低毛利下,将是越发电越亏损,因此宁可刻意降低备用容量。台湾人可能难以想象,印度与中国电业的发电成本,在本国自身产煤的情况下,竟然快要比台湾还高(约0.5人民币/5卢比,台湾则各种发电之平均成本约2.5元新台币左右),很大一个原因就是煤供给遭到垄断。
印度更难以理解的地方在于,高度开发的省份受不了燃煤发电的粉尘问题,因此对电力公司开始课高额污染税,更进一步恶化电厂的利润结构-而且煤矿业不受影响。但另一方面又试着透过大规模的电力补贴,让民众的『负担』较轻,使得电力需求成长远远高于厂商愿意扩张产能的速度,因此硬缺电问题不断恶化。
另一方面,中国政府可能是为了将电力公司的股票上市,在2002年开始陆续将电力公司跟电网服务分割,将面对用户的末端电力部门整合成国家电网与南方电网两间完全政府控制的国有企业,然后将五大电业公司逢高陆续上市。如此一来造成了可怕的结果:中国那些看起来像是巨兽的电力公司,那些传统经济学讨论认为是自然独占的公司,实际上面对了定价能力远远胜过他们的两头巨兽:电网公司与煤矿公司。电厂面对了成本过高、收购电价却过低的双重夹杀,毛利率严重过低自然使得电厂的备用容量偏低、扩张计划消极,甚至离峰时刻意将机组发电量压到低于需求量,而这正在伤害中国的成长动能。
实际上用电需求成长极快的区域,面对的是电厂受到双重夹击而消极的扩张规模所带来难以改善的硬缺电问题。另一方面,高度开发之后用电需求成长趋缓甚至衰退的广东一带虽已没有了硬缺电,电厂为了提高毛利率以支应过剩的资本支出费用,反而降低发电量,使得缺电问题依旧以软缺电形式存在。
其中一个很大的原因就是出在国家电网与南方电网,国家电网的净利是五间大型电力公司的三倍,便是透过独占定价能力压榨电力公司利润得来。但却造成产能成长迟缓与实际发电量低落的问题。另一方面末端用电户的总成长实际上并未如此迟缓,但受限至于政府的统一电价定价,成长较高的区域虽然能够负担较高的电价,但却必须跟低成长区域一起承受低电价,以及所带来的备用电力不足问题。
怎样的政策可以解决这样的问题呢?只能知道单纯的生产补贴,无法改善这样的结构性问题,只是不断在随着电力供需成长而堆高政府赤字罢了。中国再度恢复试行直接供电的计划,由电厂跟工业用电户直接交易,但能否推广还是很大的问题-毕竟这可是与现有的两大电网公司作对。可以知道的是,这些问题将在中印承受成长迟滞问题后,电厂更加悲观面对未来电力成长趋缓疑虑后,更加深缺电问题,进而影响成长动能。中国的电业公司虽然正靠着政府强力补贴在快速增建核电机组,期望解决煤业效率低落带来的成本问题-以及污染问题。但核电的扩建并不容易、十分迟缓,甚至在火电发电成本离谱地高的内陆地区,亦缺乏合适的冷却水源兴建核电厂,中国恐怕还要度过很长一段时间,面对这个结构性问题而造成的软硬缺电同时存在的困境。
顺带一提,台湾因为反核,环保团体不断强调备用电量应该立刻下降到8%左右(完全除核化),认为这个数字『并不低』,便是对于缺电机率计算的无知所造成的认知,把备用容量当作发电量优化调整的目标,实际上缺电机率才是重点。根据中华经济研究院自行建立模型之评估,若立刻完全废核,备用容量将在三年后降到2%,台湾的缺电机率将跟美国缺电问题最严重的加州一样高,缺电机率每年超过一百天,是相当于中国这种长期慢性硬缺电国家的低水平。
实际上比起竞争对手南韩,台湾就算将电价拉到同一水平,也有着缺电机率较低的优势,便是因为较高的备用容量足以涵盖高度波动性的用电需求,降低对产业成长的损害。南韩在最近一年内发生严重的blackout,主因便是KEPCO长期亏损、政府又强力推动高耗能的重工业发展使发电量成长追不上用电需求的成长,这才是备用容量降低后,缺电机率过高可能造成的问题。又台湾本身是一个独立电网,难以跟邻国调电平衡供需,更不可能像德国那样靠着跟法国靠着发电峰值差异互卖平衡缺电机率可能因为核电停用而飙高的问题。
要废核当然没有『行不通』,但是在风力发电的低可靠度、太阳能发电的恐怖高成本,以及其他可大规模替代使用的生质能源都还不知道在哪的情况下,不靠着增建火力发电机组,是很难维持这样低的缺电机率,又不至于让电价高攀。在开发中国家四处都因为硬缺电甚至更难以解决的软缺电问题而使成长率受到抑制时,台湾足以跟已开发国家相比高水平的高可靠度稳定电力供应是非常明显的竞争力差异,尽管发电效率比上不足,比下可是很有余。为了环保或是对核电的不信任进行慢性废核是国民的选择,但相对应的能源政策若尽是一些『备用容量太高所以可以废核』的无知论点来面对,恐怕会对台湾这个优势造成很大的伤害。
by 克罗迪斯特
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印度跟中国(其实包含南韩)都面临相当严峻的缺电问题。跟十几年前的情况相比,印度跟中国实际上面临的不是因为百废待举使得基础建设跟不上产出的扩张所造成的电力短缺,而是与南韩一样,电力产业利润受到严重压缩,电厂的长短期发电规划变得极为保守的缘故。
在一个很少跳电-Blackout-的地方生活,久了就会以为像台湾这样除非遇到特殊事故(比如地震),否则很难遇到跳电的环境是『正常』的。但对于印度、中国,乃至于南韩-少数高度开发国家会经常性跳电-而言,跳电变成产业与民众必须当作『总是会发生』的事情去面对。
中国部分非官方的说法,将缺电分为『硬缺电』以及『软缺电』两种。前者指的是在刚刚改革开放后的十多年,因为中国的制造业产能扩张远远快过硬件建设扩张的速度,导致电力供不应求。然后最近包含官方说法都指出,实际上某些地区这两年所面临的电力缺口,跟硬件建设的扩张速度是没有关系的,而是所谓的『软缺电』-对于电厂而言,发电量太大会导致亏损,因此宁可不让发电机组满载,并且因此停止资本扩张计划。发电量更大亏损越大?这是指营业利润是负的吗?并非如此。
对于一个发电厂而言,实际开动机组产生的发电量,跟实际被用户消费计价的电量是不一致的。减去电厂本身发电所需用电,实际的发电量跟消费的电量之间会存在安全缺口。这是因为发电机组就算是最灵活的火力发电,也不可以瞬间随着用电需求升高或降低发电量,而那些没有被采购的发电量,就浪费掉了。扣除输送跟配电过程的耗损后,这个安全缺口如果很小,就会造成用户断电的机率上升,需要分区限电的可能性升高。实际需要送上电网的发电量怎么决定,则是跟电力使用的波动率以及希望将缺电机率降到哪种程度以下(可靠度,即以1-信赖水平定义缺电机率)有关。
在长期的发电规划下,则是发电设备的最大承载发电量,与尖峰用电之间要保存安全缺口,以便支应设备检修以及因应用电量波动大的时候不致断电,即是所谓的备用容量,通常是用以避免异常用电过度(远超过尖峰用电值)造成跳电的问题。台湾的备用电量高是因为以相当高水平的可靠度去估计,为的就是避免缺电对产业以及民众生活造成伤害。对电子厂而言,blackout将会造成良率严重下降,而石化厂更是会造成管线堵塞、设备受损,并且需要花时间跟成本重启产能的问题。对于电力耗用庞大的金属工业而言,甚至可能造成产线重启的损失过大,使一整年的财报都惨兮兮。
一般而言一个还在高度成长中的低度开发经济体,电厂会比较愿意用较高的扩张规模,来提高备用容量率。这是因为十年后的用电需求,是不可能到十年后才盖的,厂商将会提早开始投产。厂商只要能供应更多电力,在高成长国家其实可以带来更多高于原本预估的电力需求-那些原本受限于硬缺电而无法产生的成长,将会被激发出来消费掉电力。备用容量若是能高一点,便能减少硬缺电对成长动能的牵制,并且同时可以让电厂的资本扩张计划更加『安全』,也就是估计的电力需求更容易达标。另一方面,实际发电量跟售电量差距的高低,则意味着电厂的实际生产量中『浪费』掉的比率高低,跟电厂的营业利润率有非常大的直接关联,但发电量过低容易造成blackout,电厂获利,产业与民众买单。
要用多快的速度扩张发电机组或是要有多高水平的备用容量,对经济体影响甚大,因此在电力产业的讨论中,『电厂应该发多少电才合理』会变成一种电力产业国营化的理由。这是因为对一个电力使用波动率非常大的经济体而言,如果电力产业出现私人自然独占-由于电力事业的性质,非常容易自然独占-则会导致均衡情况下的备用发电量,很可能因为电力需求的波动性太高,而带来相当高的缺电机率。在高缺电机率下会影响经济体的成长,如此一来便会成为一个自我局限的循环-厂商害怕缺电因此产能扩张消极、电力需求迟滞导致电厂的资本支出扩张计划无法达标,使下一个资本支出计划变的更为保守,进入一个负循环在牵制经济体成长。
由于政府举债的成本低于民间电厂,因此以政府举债来支应高于原始均衡条件的扩张规模(以及相对应的营业损失),以便让未来的经济成长规模要较原始均衡的情况要大,税收、卖电收益都较大。如此一来可以消除硬缺电的问题,亦能够让电力事业在未来实际上有较高的收益,不至于自我局限。
不幸地是,印度跟中国实行了错误的政策,倒行逆施,不但让原本还存在硬缺电的区域难以脱离硬缺电问题,更让电力供应早已饱和、高度开发的工业地区,出现了软缺电。
中国目前缺电问题严重的,主要集中在近几年新开发的内陆工业地区。这些地区发展较广东来得慢,因此目前还有硬缺电问题。但吊诡的是,电厂产能成长的速度开始下滑,比用电需求成长还慢,并形成硬缺电兼软缺电的现象-当电力消费来到高峰,自然是硬缺电,但实际上电力消费应足以靠产能应付的时候,电厂却刻意靠『设备检修』或是『缺工导致无法开工』等理由,刻意降低实际送上电网的发电量。导致在非尖峰时期仍然存在电力缺口。
这主要的原因在于上述的『电厂最适发电量』不够高,比起经济体的尖峰用电要低导致软缺电的问题。由于电厂考虑最适发电量,让发电量降低到甚至偶尔会因为调节迟缓而低于需求量,将浪费掉的发电量降低,以便降低实际上的单位售电成本(非发每度电的成本,而是卖每一度电的成本)。因此当用电来到尖峰时,电厂消极的扩张计划便导致每年的尖峰用电季节的硬缺电问题恶化,而就算是在离峰时期,电厂也宁愿降低发电量到常常低于需求量,导致blackout形成常态。中国甚至在备用容量极高的广东,亦有软缺电现象,即是来自此因。
中国跟印度的共通点在于极度缺乏效率的发电成本。中国与印度由于需求成长快速,效率高但扩建速度慢的核电以及总发电量受限的水力发电自然无法供应这样的成长动能,而石油发电效益不彰、价格波动又太大,因此燃煤发电自然成为首选。不幸地是,若要说自然独占,煤矿产业是比电业更大的自然独占怪兽。一座煤矿由单一事业体开发,但由于位置的稀缺性,一间庞大的煤矿公司往往是方圆数个省份电力公司的供货商。中印的煤矿公司都掌握了近乎无人可制衡的定价权力(甚至于政治力量),透过控制煤矿公给使发电厂面对比国际水平还高的价格,而较高的备用容量代表的是在极为难以生存的低毛利下,将是越发电越亏损,因此宁可刻意降低备用容量。台湾人可能难以想象,印度与中国电业的发电成本,在本国自身产煤的情况下,竟然快要比台湾还高(约0.5人民币/5卢比,台湾则各种发电之平均成本约2.5元新台币左右),很大一个原因就是煤供给遭到垄断。
印度更难以理解的地方在于,高度开发的省份受不了燃煤发电的粉尘问题,因此对电力公司开始课高额污染税,更进一步恶化电厂的利润结构-而且煤矿业不受影响。但另一方面又试着透过大规模的电力补贴,让民众的『负担』较轻,使得电力需求成长远远高于厂商愿意扩张产能的速度,因此硬缺电问题不断恶化。
另一方面,中国政府可能是为了将电力公司的股票上市,在2002年开始陆续将电力公司跟电网服务分割,将面对用户的末端电力部门整合成国家电网与南方电网两间完全政府控制的国有企业,然后将五大电业公司逢高陆续上市。如此一来造成了可怕的结果:中国那些看起来像是巨兽的电力公司,那些传统经济学讨论认为是自然独占的公司,实际上面对了定价能力远远胜过他们的两头巨兽:电网公司与煤矿公司。电厂面对了成本过高、收购电价却过低的双重夹杀,毛利率严重过低自然使得电厂的备用容量偏低、扩张计划消极,甚至离峰时刻意将机组发电量压到低于需求量,而这正在伤害中国的成长动能。
实际上用电需求成长极快的区域,面对的是电厂受到双重夹击而消极的扩张规模所带来难以改善的硬缺电问题。另一方面,高度开发之后用电需求成长趋缓甚至衰退的广东一带虽已没有了硬缺电,电厂为了提高毛利率以支应过剩的资本支出费用,反而降低发电量,使得缺电问题依旧以软缺电形式存在。
其中一个很大的原因就是出在国家电网与南方电网,国家电网的净利是五间大型电力公司的三倍,便是透过独占定价能力压榨电力公司利润得来。但却造成产能成长迟缓与实际发电量低落的问题。另一方面末端用电户的总成长实际上并未如此迟缓,但受限至于政府的统一电价定价,成长较高的区域虽然能够负担较高的电价,但却必须跟低成长区域一起承受低电价,以及所带来的备用电力不足问题。
怎样的政策可以解决这样的问题呢?只能知道单纯的生产补贴,无法改善这样的结构性问题,只是不断在随着电力供需成长而堆高政府赤字罢了。中国再度恢复试行直接供电的计划,由电厂跟工业用电户直接交易,但能否推广还是很大的问题-毕竟这可是与现有的两大电网公司作对。可以知道的是,这些问题将在中印承受成长迟滞问题后,电厂更加悲观面对未来电力成长趋缓疑虑后,更加深缺电问题,进而影响成长动能。中国的电业公司虽然正靠着政府强力补贴在快速增建核电机组,期望解决煤业效率低落带来的成本问题-以及污染问题。但核电的扩建并不容易、十分迟缓,甚至在火电发电成本离谱地高的内陆地区,亦缺乏合适的冷却水源兴建核电厂,中国恐怕还要度过很长一段时间,面对这个结构性问题而造成的软硬缺电同时存在的困境。
顺带一提,台湾因为反核,环保团体不断强调备用电量应该立刻下降到8%左右(完全除核化),认为这个数字『并不低』,便是对于缺电机率计算的无知所造成的认知,把备用容量当作发电量优化调整的目标,实际上缺电机率才是重点。根据中华经济研究院自行建立模型之评估,若立刻完全废核,备用容量将在三年后降到2%,台湾的缺电机率将跟美国缺电问题最严重的加州一样高,缺电机率每年超过一百天,是相当于中国这种长期慢性硬缺电国家的低水平。
实际上比起竞争对手南韩,台湾就算将电价拉到同一水平,也有着缺电机率较低的优势,便是因为较高的备用容量足以涵盖高度波动性的用电需求,降低对产业成长的损害。南韩在最近一年内发生严重的blackout,主因便是KEPCO长期亏损、政府又强力推动高耗能的重工业发展使发电量成长追不上用电需求的成长,这才是备用容量降低后,缺电机率过高可能造成的问题。又台湾本身是一个独立电网,难以跟邻国调电平衡供需,更不可能像德国那样靠着跟法国靠着发电峰值差异互卖平衡缺电机率可能因为核电停用而飙高的问题。
要废核当然没有『行不通』,但是在风力发电的低可靠度、太阳能发电的恐怖高成本,以及其他可大规模替代使用的生质能源都还不知道在哪的情况下,不靠着增建火力发电机组,是很难维持这样低的缺电机率,又不至于让电价高攀。在开发中国家四处都因为硬缺电甚至更难以解决的软缺电问题而使成长率受到抑制时,台湾足以跟已开发国家相比高水平的高可靠度稳定电力供应是非常明显的竞争力差异,尽管发电效率比上不足,比下可是很有余。为了环保或是对核电的不信任进行慢性废核是国民的选择,但相对应的能源政策若尽是一些『备用容量太高所以可以废核』的无知论点来面对,恐怕会对台湾这个优势造成很大的伤害。