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从天灾到人祸——加州电力危机启示录
Posted 周二, 2012年 09月 25日 By ChangCe
从天灾到人祸——加州电力危机启示录
于洋
yangyu1@stanford.edu
斯坦福大学
一、引言：电力改革实践的一次重创
加州电力危机已经过去逾十年了，这场由气候异常导致的电力供求紧张演变而成的电力系统崩溃，最终引发了由电力市场的金融危机，并持续延烧成为加州财政危机。这一系列连锁反应，成为全球电力改革中具有标志性的历史事件。这一事件，对当时在各国方兴未艾的电力系统改革产生了复杂的影响。一方面，不少地区和国家因此重新审视了市场竞争化对系统稳定性的影响，一些地方甚至放弃了去垄断化的计划；另一方面，又为电力市场竞争化改革提供了难得的经验，使得竞争化改革探讨重心从拆分垄断企业转向了构建和完善保证市场健康平稳的制度建设。
而这一历史事件的根本原因，至今仍众说纷纭。电力经济学界内部关于这一问题的观点仍然尖锐对立。以国联邦能源局能源模型与预测办公室前主任，斯坦福大学能源效率研究中心主任James Sweeney教授所代表的一派将问题归咎于加州前州长戴维斯和州政府做出的一些列扭曲市场价格的政策；这一派学者认为，正是这些出于政治目的的错误政策使政府对危机的干预治丝益棼，把一场本科避免的危机变成了重创加州的灾难。而以加州电力交易和监管中心CAISO前咨议委员会主席、斯坦福大学能源与可持续发展中心主任Frank Wolak教授为代表的一派观点，则将矛头指向了以安然公司为代表的一批公司在电力市场中的投机行为；这些学者指出，正是这些公司通过钻市场管理漏洞以操纵市场，从电力公司和加州政府口袋里攫取了大量合法却不当的利益，并最终卷起了加州政治经济的风暴。
需要指出的是，不管引爆这场危机的元凶是政府对市场的干预和扭曲还是市场投机者依仗市场设计缺陷的操弄，这场由电力危机引发的市场崩溃和政治动荡是一次不折不扣的人祸。这场人祸所折射出的，不仅是不按市场规律办事、扭曲市场必受反噬这样的亘古真理；还教育了所有市场竞争化市场的鼓吹者和实践者一个深刻的道理：市场竞争化改革不是简单的拆解，而是构建一个保护市场合理竞争、监督市场健康运行的完整制度和监管体系的过程；不是简单的创建竞争者，而是构建竞争平台。没有完善的游戏规则、监管体系和纠错机制，市场竞争化要么成为政府错位、越位和不到位的牺牲品，要么成为资本饕餮兴风作浪攫取豪利的场域。
十余年后的印度电力危机固然和加州电力危机有着显著的差异，难以类比。然而，在全球电力改革深化和广化的今天，再次重温加州电力危机的来龙去脉，对于理解电力市场改革的核心问题，纠正对电力市场竞争化改革的误解有重要意义。本文将在回顾加州电力危机的基础上，呈现电力经济学界对这场危机的讨论。
二、多米诺骨牌的倒下
从电力供求紧张，到电力崩溃，再到电力公司财务危机，进而演变为加州财政危机，这场大戏从发端到高潮，持续年余。这场链式反应的触机是2000年开始的气候异常。
由于地理与气候的特点，加州和Pacific Northwest地区在发电和用电上是互补的。加州的冬季用电少而夏季用电紧张，Pacific Northwest地区恰好相反。因此冬天，Pacific Northwest一般是从加州和其他西部电网进口电力，而在夏天则像这些地区输出电力。然而，2000年在Pacific Northwest地区的降雨偏少，导致了这个北美重要的水电基地的水电发电能力严重下降，这使得该地区对加州电力进口的需求大幅攀升。与此同时，虽然在2000年末到2001年初这段时间内加州周内电力需求略微下降，可是因为各种原因，加州从外州的电力输入也下降了[1]。上述因素综合作用的结果，就是加州在2000年末到2001年上半年期间的电力需求攀升。与需求上升形成对比的，是加州发电能力的下降。从2000年9月到来年的5月，加州大量发电机组脱网；其中的大部分脱网机组是在维修或保养。造成这段时间大量机组脱网的原因是复杂的，既有发电机组本身需要维修的原因，也有发电企业根据市场情况选择脱网以降低成本的考量，也不能排除部分企业企图通过脱网来抬高电价获取利润的可能[1]。无论是什么原因造成了大量机组脱网现象的产生，这都导致了在2000年11月到2001年1月间加州各地出现的断电风潮。
需要指出的是，电力供应紧张和断电并非仅仅出现在加州，在美国西部的许多地方都出现了类似的状况。然而，让加州电力危机成为吸引全球关注的风暴的，是由此触发的电力市场金融危机和随后带来的加州财政危机。
电力市场危机的第一个原因，是发电成本飙升，导致电力公司（utilities）在向发电企业购电时，需支付高昂的价格。由于电力需求上升的刺激和天然气管线输气能力不足，加州的天然气价格在这段时间飙出新高，远远的高于当时国际市场不到10美元/百万Btu的价格，超过了50美元/百万Btu [1]。这对于主要依赖天然气发电的加州而言，意味着发电成本的大幅飙升。与此同时，另外两个因素加剧了发电成本的上升。第一个因素是大量机组在这期间退出市场，进行维护和保养。这造成了加州发电能力的下降，一些低效的机组不得不被启用，进一步推高了对发电原料的需求和发电成本。另一个因素则是在电力危机导致的售电公司财务危机发生后，售电公司不得不拖欠和推迟发电企业的付款，这加剧了发电企业对市场不稳定的忧虑并依此提高了售电价格。需要指出的是，发电企业的这种提高售电价格是正当的市场行为，并非在操弄市场 [1]。
第二个导致成本飙升的原因，是市场规则制定的缺漏，使安然公司等能够在市场中通过对电力期货市场操作在电力现货市场上获取合法却不合理的高昂利润。一个显著的例子，就是安然公司在日前市场（the day-ahead market）上，在预期将产生输电拥堵的地区预购大量用电量——虽然安然公司根本没有计划使用这些电量。而在即时市场（the real-time market），为了避免安然公司在预期市场上购入的用电量造成输电拥堵和保护电网稳定，政府或电力公司只得向安然公司购回这些用电量，并支付比日前市场价格高出许多的费用[2]。通过类似这样的操作，安然公司几乎以空手套白狼的手法，从电力公司或政府财政哪里攫取了大量利润。相应的，极大的加重了电力公司的成本负担。
第三个抬升成本的因素来自发电侧。由于大量机组脱网检修，为平衡电力需求，加州不得不启用了许多发电效率低的机组 [1]。这些机组提供相同发电量的天然气消耗要比正常机组高的多；因此造成了相同的发电量，价格却比平常高许多[1]。一些学者怀疑部分发电企业故意通过部分使用无效机组抬高市场价格，攫取更多利润。然而，这样的看法并未得到证实 [1]。
电力公司因发电成本的上升，不得不面对高昂的上网电价。但是，时任加州州长的戴维斯却拒绝任何为售电价格松绑的建议，他说：“只要我在位，就不可能接受任何将涨价转嫁给消费者的方案”[1]。电力公司一边承受高昂的上网价格，一边只能以和非危机时期一样的价格出售电力。这样的价格扭曲导致了电力公司的巨额亏损。截止2001年第一季度，北加州最主要的电力公司太平洋电气公司PG&E（Pacific Gas & Electricity）已累计亏损90亿美金；而南加州最主要的电力公司南加州爱迪生公司SCE（Southern California Edison）则累计亏损了60亿美金[1]。这导致了标准普尔在2001年初调降了PG&E的信用等级，并使PG&E无法再赊账购入电力并最终提交破产申请 [1]。
然而，这并不是危机的结束。当最大的几家电力公司相继失去了购电能力，戴维斯州长命令加州水务局代表州政府承担起购电责任，再继续以高位上网价格购电的同时，保证售电价格的低位运行。这一指令导致了加州政府在2001年度向发电企业支付了超过120亿美金 [1]。这不仅重创了加州财政，还重创了刚刚建立不久的电力竞争市场体制。由于政府成为主要的电力购买者，在加州电力市场（Power Exchange，PX）中发生的交易量迅速萎缩，是的交易管理费用无法再支撑该机构的运营。这个和CAISO并列为加州电力市场两大管理支柱的机构最终破产 [1]。
三、殷鉴不远，在夏后之世
加州电力危机已经过去十多年了，这场深刻的教训使电力经济学界对电力市场竞争化改革有了更加全面的认识。正如开篇所论，这场风暴告诉我们，电力市场竞争化不是简单的引进竞争，更不是创造竞争者；而是如何构建一套能够保障市场健康运转的监管体系。避免政府的错位和越位：比如对电价的错误干预和扭曲；也督促政府不要不到位：比如面对市场操弄者的无计可施；还要让政府和市场监管者有能力、有工具应对正当市场行为和突发事件交互作用下导致的市场失灵。
因此，电力市场竞争化的改革的核心在于监管体系和运营规则建立，而非拆分和创造竞争者。此外，从这些案例中，也要看到电力系统和市场面临着全新的问题。
印度电力危机的发生，唤醒了人们对加州电力危机的记忆，也让笔者在对两者相互印证时认识到一个极为重要的问题：全球气候变化背景下，如何构建适当机制，用以应对极端天候频发、降水时空分布更为不均和因此导致的电力供求时空分布失衡。加州电力危机发生的触媒，正是Pacific Northwest地区的降水偏少。而印度此次电力危机的直接原因，也是因为非正常的高温少雨，导致了农业抽水用电和生活用电的飙升；而由于这个季节一般都是多雨而气温适宜的，是正常年份印度用电的低谷，因此许多机组都安排在这个季节维修保养；最终导致了供求的失衡。而在我国，2008年初南方大范围的暴雪和冰冻也严重的危害了当地输电网络的安全。
随着全球气候变化趋势的恶化，极端天候、旱涝频发和用电峰谷不确定性的增加，对电网系统和电力市场管理带来了全新的挑战。而与适应气候变化相关的电力系统软硬技术研发还处在非常初步的阶段。即便在学术界，这一问题也刚刚开始在小范围内进行讨论；而在实际管理和操作层面，这一问题还完全没有引起各国相关部分系统性的重视。
在检讨制度建设、市场管理和改革路径选择等因素对电力市场竞争化改革和电力系统管理的影响之外，各国也应当针对全球气候变化这一背景对电力系统的影响，进行系统性的分析和软硬技术研发。而计划进行电力市场化和市场竞争化改革的国家，更应该将这一问题融入电力改革的整体化思考。如何进行构建能够弹性应对全球气候变迁的电力系统管理体系和电力市场监管和调节机制，将是未来电力经济领域一个极具挑战性的重要议题！
四、参考文献
[1]James L. Sweeney. The California Electricity Crisis. Hoover Institution Press. 2002. Stanford CA.
[2] Jonathan Falk. Substituting outrage for thought: The enron smoking gun memos. The Electricity Journal, 15(7), 2002.
于洋
yangyu1@stanford.edu
斯坦福大学
一、引言：电力改革实践的一次重创
加州电力危机已经过去逾十年了，这场由气候异常导致的电力供求紧张演变而成的电力系统崩溃，最终引发了由电力市场的金融危机，并持续延烧成为加州财政危机。这一系列连锁反应，成为全球电力改革中具有标志性的历史事件。这一事件，对当时在各国方兴未艾的电力系统改革产生了复杂的影响。一方面，不少地区和国家因此重新审视了市场竞争化对系统稳定性的影响，一些地方甚至放弃了去垄断化的计划；另一方面，又为电力市场竞争化改革提供了难得的经验，使得竞争化改革探讨重心从拆分垄断企业转向了构建和完善保证市场健康平稳的制度建设。
而这一历史事件的根本原因，至今仍众说纷纭。电力经济学界内部关于这一问题的观点仍然尖锐对立。以国联邦能源局能源模型与预测办公室前主任，斯坦福大学能源效率研究中心主任James Sweeney教授所代表的一派将问题归咎于加州前州长戴维斯和州政府做出的一些列扭曲市场价格的政策；这一派学者认为，正是这些出于政治目的的错误政策使政府对危机的干预治丝益棼，把一场本科避免的危机变成了重创加州的灾难。而以加州电力交易和监管中心CAISO前咨议委员会主席、斯坦福大学能源与可持续发展中心主任Frank Wolak教授为代表的一派观点，则将矛头指向了以安然公司为代表的一批公司在电力市场中的投机行为；这些学者指出，正是这些公司通过钻市场管理漏洞以操纵市场，从电力公司和加州政府口袋里攫取了大量合法却不当的利益，并最终卷起了加州政治经济的风暴。
需要指出的是，不管引爆这场危机的元凶是政府对市场的干预和扭曲还是市场投机者依仗市场设计缺陷的操弄，这场由电力危机引发的市场崩溃和政治动荡是一次不折不扣的人祸。这场人祸所折射出的，不仅是不按市场规律办事、扭曲市场必受反噬这样的亘古真理；还教育了所有市场竞争化市场的鼓吹者和实践者一个深刻的道理：市场竞争化改革不是简单的拆解，而是构建一个保护市场合理竞争、监督市场健康运行的完整制度和监管体系的过程；不是简单的创建竞争者，而是构建竞争平台。没有完善的游戏规则、监管体系和纠错机制，市场竞争化要么成为政府错位、越位和不到位的牺牲品，要么成为资本饕餮兴风作浪攫取豪利的场域。
十余年后的印度电力危机固然和加州电力危机有着显著的差异，难以类比。然而，在全球电力改革深化和广化的今天，再次重温加州电力危机的来龙去脉，对于理解电力市场改革的核心问题，纠正对电力市场竞争化改革的误解有重要意义。本文将在回顾加州电力危机的基础上，呈现电力经济学界对这场危机的讨论。
二、多米诺骨牌的倒下
从电力供求紧张，到电力崩溃，再到电力公司财务危机，进而演变为加州财政危机，这场大戏从发端到高潮，持续年余。这场链式反应的触机是2000年开始的气候异常。
由于地理与气候的特点，加州和Pacific Northwest地区在发电和用电上是互补的。加州的冬季用电少而夏季用电紧张，Pacific Northwest地区恰好相反。因此冬天，Pacific Northwest一般是从加州和其他西部电网进口电力，而在夏天则像这些地区输出电力。然而，2000年在Pacific Northwest地区的降雨偏少，导致了这个北美重要的水电基地的水电发电能力严重下降，这使得该地区对加州电力进口的需求大幅攀升。与此同时，虽然在2000年末到2001年初这段时间内加州周内电力需求略微下降，可是因为各种原因，加州从外州的电力输入也下降了[1]。上述因素综合作用的结果，就是加州在2000年末到2001年上半年期间的电力需求攀升。与需求上升形成对比的，是加州发电能力的下降。从2000年9月到来年的5月，加州大量发电机组脱网；其中的大部分脱网机组是在维修或保养。造成这段时间大量机组脱网的原因是复杂的，既有发电机组本身需要维修的原因，也有发电企业根据市场情况选择脱网以降低成本的考量，也不能排除部分企业企图通过脱网来抬高电价获取利润的可能[1]。无论是什么原因造成了大量机组脱网现象的产生，这都导致了在2000年11月到2001年1月间加州各地出现的断电风潮。
需要指出的是，电力供应紧张和断电并非仅仅出现在加州，在美国西部的许多地方都出现了类似的状况。然而，让加州电力危机成为吸引全球关注的风暴的，是由此触发的电力市场金融危机和随后带来的加州财政危机。
电力市场危机的第一个原因，是发电成本飙升，导致电力公司（utilities）在向发电企业购电时，需支付高昂的价格。由于电力需求上升的刺激和天然气管线输气能力不足，加州的天然气价格在这段时间飙出新高，远远的高于当时国际市场不到10美元/百万Btu的价格，超过了50美元/百万Btu [1]。这对于主要依赖天然气发电的加州而言，意味着发电成本的大幅飙升。与此同时，另外两个因素加剧了发电成本的上升。第一个因素是大量机组在这期间退出市场，进行维护和保养。这造成了加州发电能力的下降，一些低效的机组不得不被启用，进一步推高了对发电原料的需求和发电成本。另一个因素则是在电力危机导致的售电公司财务危机发生后，售电公司不得不拖欠和推迟发电企业的付款，这加剧了发电企业对市场不稳定的忧虑并依此提高了售电价格。需要指出的是，发电企业的这种提高售电价格是正当的市场行为，并非在操弄市场 [1]。
第二个导致成本飙升的原因，是市场规则制定的缺漏，使安然公司等能够在市场中通过对电力期货市场操作在电力现货市场上获取合法却不合理的高昂利润。一个显著的例子，就是安然公司在日前市场（the day-ahead market）上，在预期将产生输电拥堵的地区预购大量用电量——虽然安然公司根本没有计划使用这些电量。而在即时市场（the real-time market），为了避免安然公司在预期市场上购入的用电量造成输电拥堵和保护电网稳定，政府或电力公司只得向安然公司购回这些用电量，并支付比日前市场价格高出许多的费用[2]。通过类似这样的操作，安然公司几乎以空手套白狼的手法，从电力公司或政府财政哪里攫取了大量利润。相应的，极大的加重了电力公司的成本负担。
第三个抬升成本的因素来自发电侧。由于大量机组脱网检修，为平衡电力需求，加州不得不启用了许多发电效率低的机组 [1]。这些机组提供相同发电量的天然气消耗要比正常机组高的多；因此造成了相同的发电量，价格却比平常高许多[1]。一些学者怀疑部分发电企业故意通过部分使用无效机组抬高市场价格，攫取更多利润。然而，这样的看法并未得到证实 [1]。
电力公司因发电成本的上升，不得不面对高昂的上网电价。但是，时任加州州长的戴维斯却拒绝任何为售电价格松绑的建议，他说：“只要我在位，就不可能接受任何将涨价转嫁给消费者的方案”[1]。电力公司一边承受高昂的上网价格，一边只能以和非危机时期一样的价格出售电力。这样的价格扭曲导致了电力公司的巨额亏损。截止2001年第一季度，北加州最主要的电力公司太平洋电气公司PG&E（Pacific Gas & Electricity）已累计亏损90亿美金；而南加州最主要的电力公司南加州爱迪生公司SCE（Southern California Edison）则累计亏损了60亿美金[1]。这导致了标准普尔在2001年初调降了PG&E的信用等级，并使PG&E无法再赊账购入电力并最终提交破产申请 [1]。
然而，这并不是危机的结束。当最大的几家电力公司相继失去了购电能力，戴维斯州长命令加州水务局代表州政府承担起购电责任，再继续以高位上网价格购电的同时，保证售电价格的低位运行。这一指令导致了加州政府在2001年度向发电企业支付了超过120亿美金 [1]。这不仅重创了加州财政，还重创了刚刚建立不久的电力竞争市场体制。由于政府成为主要的电力购买者，在加州电力市场（Power Exchange，PX）中发生的交易量迅速萎缩，是的交易管理费用无法再支撑该机构的运营。这个和CAISO并列为加州电力市场两大管理支柱的机构最终破产 [1]。
三、殷鉴不远，在夏后之世
加州电力危机已经过去十多年了，这场深刻的教训使电力经济学界对电力市场竞争化改革有了更加全面的认识。正如开篇所论，这场风暴告诉我们，电力市场竞争化不是简单的引进竞争，更不是创造竞争者；而是如何构建一套能够保障市场健康运转的监管体系。避免政府的错位和越位：比如对电价的错误干预和扭曲；也督促政府不要不到位：比如面对市场操弄者的无计可施；还要让政府和市场监管者有能力、有工具应对正当市场行为和突发事件交互作用下导致的市场失灵。
因此，电力市场竞争化的改革的核心在于监管体系和运营规则建立，而非拆分和创造竞争者。此外，从这些案例中，也要看到电力系统和市场面临着全新的问题。
印度电力危机的发生，唤醒了人们对加州电力危机的记忆，也让笔者在对两者相互印证时认识到一个极为重要的问题：全球气候变化背景下，如何构建适当机制，用以应对极端天候频发、降水时空分布更为不均和因此导致的电力供求时空分布失衡。加州电力危机发生的触媒，正是Pacific Northwest地区的降水偏少。而印度此次电力危机的直接原因，也是因为非正常的高温少雨，导致了农业抽水用电和生活用电的飙升；而由于这个季节一般都是多雨而气温适宜的，是正常年份印度用电的低谷，因此许多机组都安排在这个季节维修保养；最终导致了供求的失衡。而在我国，2008年初南方大范围的暴雪和冰冻也严重的危害了当地输电网络的安全。
随着全球气候变化趋势的恶化，极端天候、旱涝频发和用电峰谷不确定性的增加，对电网系统和电力市场管理带来了全新的挑战。而与适应气候变化相关的电力系统软硬技术研发还处在非常初步的阶段。即便在学术界，这一问题也刚刚开始在小范围内进行讨论；而在实际管理和操作层面，这一问题还完全没有引起各国相关部分系统性的重视。
在检讨制度建设、市场管理和改革路径选择等因素对电力市场竞争化改革和电力系统管理的影响之外，各国也应当针对全球气候变化这一背景对电力系统的影响，进行系统性的分析和软硬技术研发。而计划进行电力市场化和市场竞争化改革的国家，更应该将这一问题融入电力改革的整体化思考。如何进行构建能够弹性应对全球气候变迁的电力系统管理体系和电力市场监管和调节机制，将是未来电力经济领域一个极具挑战性的重要议题！
四、参考文献
[1]James L. Sweeney. The California Electricity Crisis. Hoover Institution Press. 2002. Stanford CA.
[2] Jonathan Falk. Substituting outrage for thought: The enron smoking gun memos. The Electricity Journal, 15(7), 2002.
