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为缺电者提供电力:一个自由市场的解决方案
传统的电力发展问题是指改善并拓展一个已建立的垄断的电力供应者的服务。然而,缺乏一个有效且具有优势的公共设施却是当下14亿无电者最为典型的状况。因此,当前产生的问题不同于那些传统的具有强制垄断性质的公共服务。本文将会展示一个自由的市场是如何解决为缺电者提供电力的问题的。
本文中一些自由市场方法和实证案例或许看上去有悖于传统的解决问题的方法,尤其是在法律特许垄断已存在的情况下。在很多发展中国家,此类特许垄断的公司确实存在并且通常为政府拥有和运营,但是这类公司是不可靠的。独立、小型、分布供应的公司提供了一个替代性的选择并可能成为现实。但是在一些国家,例如印度、私人的电力供应是非法的。不同于特许垄断的供应者,这些自发的公司只有在提供了一个可靠的电力的情况下才能生存下去。
具有代表性的是,这些&反叛性&的公司要承担比那些具有政府背景的竞争者更高的费用,而且,政府垄断的公司通常根本不用承担任何费用。
这些经济领域的&反叛者&反驳了几乎所有关于公共事业发展的经典学说。这些持牌的供应商可能具有法定垄断性,但完全没有自然垄断的属性。假定中的单位产出对应更低的网线费用(伴随高度管制)不必然引导消费者自发的购买受垄断保护的供应商的电力。即使在这样的网线存在的情况下,即政府制定低价来帮助穷人,消费者也更愿意花高价购买更可靠地替代者,例如没有自然垄断技术的煤油。
许多国家目前已经感受到了在没有充分考虑运营系统设计可靠性的情况下能源发展项目的影响。发展建议的可信性和有效性将有赖于识别和处理可靠性问题以及其成本的意愿。
一、具有自我弹性的能源发展
发达国家以及很多发展中国家的民众已经能够接触到来自当地分销公司提供的电力。然而,《2010世界能源展望》预计有14亿人未接入电网,27亿人使用生物能源取暖和做饭,这其中的很多人将煤油作为光和热的主要来源。然而,世界电力需求预计每年增长2.2%,这其中80%的需求来自于非经合组织的国家。如果我们再考虑运输过程,对电力需求将会更大。极端预测是到%的车辆将使用电力驱动。此外,发展中国家每年将比经合组织国家多消费约50%的电力。即使在低碳的情形下,即假定进取的能源效率管理,大量传统的能源仍将被使用。部分发展中国家的电力增长需求可能来自于从煤油到电力的结构转换。这样那样的证据显示一个自由市场的能源政策能在为满足缺电者需求时取得弹性增长。
发展中国家现今的电力市场发展路径是有迹可循的。具有代表性的是,一个单一垄断的分销公司提供零售输电服务,可能的状况是,这家公司目前或曾经为政府所有。现有的高压输电系统也几乎是一个垄断的、可能为政府所有的系统,并且正有向大规模批发竞争的趋势。现有市场的大小和密度提供了一个平均相对较低的传输费用,这在某种程度上促使了垄断行为的产生。传统的电力监管源自于对这种可能性的处理。
这听起来可能违反直觉,为14亿缺电者提供能源和电力的是一个相对竞争的市场。因为技术的规模不经济,燃料的高成本,以及经常使用单位产出相对资本密集型的小系统,所以成本开支和单位价格就会更高。高资本成本和其他原因会阻碍已建成的网络系统进一步扩大到这些偏远市场。因此,这些市场一般缺乏建立自然垄断的电网的条件。这些差异不但能够管理短期和中期的经济问题,而且能够管理可能产生的各种规章问题。这些差异也解释了为什么本文中讨论的很多方案不只是抄袭建立在垄断市场条件下的传统方式。
存在很多案例表明在发展中国家建立一个有效的离网系统是可行的。这些非传统的解决方案往往没有被记录在官方的统计数据中。例如,Soluz公司()在全商业基础上于洪都拉斯和多米尼加共和国分别开发并运营了太阳能离网配电系统。在阿富汗,我亲眼目睹了2009年期间,在由美国国际开发署发起的经济治理和增长倡议项目下,由私人资本建立的本地配电和供电公司为当地提供了可靠的电力供应。这些公司为邻近国有企业服务区域的人的消费者提供和国有企业类似的服务。类似的现象在冲突后的国家广为出现。在孟加拉国,截止至2009年底,在和煤油成本一致的情况下,基于商业基础为个人和社区服务,Grameen Shakti资助了超过285000个小型家庭太阳能系统。竞争性的力量推动能源变化在其他部门行业同样可见。在印度快速发展的移动手机产业中,电信信号塔结合了太阳能光伏系统。一项来自国际地球村能源伙伴组织的研究表明,液化石油气正推动苏丹国内高污染生物质能源结构的转变,与此相类似的是,印度、拉丁美洲和非洲正逐步推广可再生能源在烹饪领域的应用。与这些在现实生活中例子相对应的是,一项来自于曼彻斯特大学对发展中国家电气化的研究发现:分销和供应领域的竞争是这些国家电气化进程中的关键。
二、可靠性带给消费者信心
如果竞争能带来电气化的扩张,那么当预期消费者的购买力下降的时候,这些私人企业如何生存?对于这个问题的回答出人意料的简单:消费者,包括穷人,只愿意按需购买可靠的电力。在缺乏可靠的电网系统情况下,消费者会转向其他来源,例如用柴油或汽油驱动的小型装置来提供稳定能源。在大多数穷人聚集的地区,电力的替代能源往往是价格昂贵、污染严重的煤油。这些贫穷的消费者证明了这样一个错误的假设:穷人无法负担电力费用。相反,这反而证明了即使是穷人也愿意为可靠的电力买单。
根据世界银行的报告,印度的一个农村家庭每月平均消费4升煤油来提供电力。在阿富汗的农村,煤油灯提供了大约86%的灯光照明,尽管这种照明方式昂贵、低效、污染以及照明效果欠佳。世界银行同样发现,在孟加拉国的农村,只有3%的人接入电网,剩下的约1400万人口没有接入电网。因此,大约70%的农村人口依靠煤油提供电力照明。
在实现&气候弹性&变化的过程中,无论是低碳能源还是其他能源,可靠性都是关键。对于穷人来说,煤油的优势就在于需要时随时都能获得。我们可以预见,先前的案例同样也证明了,如果由电力提供的照明能够可靠的获得,且价格不高于煤油,那么那些使用煤油的消费者同样会接受电力能源。因此,减少煤油的使用,提供分布式电力的问题不可能来源于贫穷。
我们可以对煤油提供的照明与电力提供的照明做一个比较。根据世界银行的数据,我们假设来自于贫困家庭的缺电者平均每月使用4升煤油,每升的价格是1.9美元,或者说约7.5美元每月。根据表1世界银行能源部门管理援助计划提供的众多可再生能源单价,我们假定一个较高的电力单价0.5美元/千瓦时。在同样的支出情况下,一个家庭每月可以购买15千瓦时的电力。这接近于一支40瓦的灯泡每月使用370小时,考虑到每月平均730小时,这表明一个灯泡在该月近一半的时间内运行,这一水平基本相当于,甚至高于住宅负荷系数。
表1中绝大多数的可再生能源单价都低于0.5美元/千瓦时。所以,无论在何种情况下,即使是一个贫困家庭都可以购买超过上述水平的电力。因此,即使在当地能源价格更高的情况下,只要能够获得可靠的电力供应,穷人可以改善他们的照明质量。当然,更低的电力价格和更多的能源供应都是可以实现的。这样的一个结果不单能在经济上获益,在照明质量的改善和更好的生活环境中也能起到作用。
三、资源分配不当的问题
我们所给出的案例已经说明了私人资本能有效的推动发展。但是,在倡导支持14亿缺电者(包括众多发展中国家的穷人)的过程中,资源的分配会以不同的方式呈现。在由消费者决定的情况下,允许资本流向高回报的领域也是推进发展的一个重要因素。2010年世界能源展望中提到&相比于矿石能源,可再生能源更讲求资本密集&,因此,据估计到2035年仅可再生能源产品的资本投入就可达5.7万亿美元。更进一步来说,到2030年,为实现普遍的电力供应,每年投入的资本增量将达到360亿美元。
然而,这些集聚的资金需求可能会带来麻烦。预测中的总投资需求来自于管理者,实际上,在现实中会有许多独立的投资决策。这一范围小到一个家庭,大到数千万美元的项目。每一个投资决策都来自于个人、企业和政府基于各自价值的即时判断。然而,根据这些预测,多边开发银行和其他政府来源的基金成立了一些特殊用途的基金。许多多边开发银行正打算通过潜在的私人投资者成立&杠杆&型基金。成立于2008年10月,资本达到63亿美元的清洁技术基金正是在11个欧洲国家的支持下建立了一个气候投资基金,该基金由世界银行、美洲开发银行、亚洲开发银行组成的财团进行管理。该基金领导了13个国家(包括哥伦比亚、埃及、印度尼西亚、哈萨克斯坦、墨西哥、摩洛哥、菲律宾、南非、泰国、土耳其、乌克兰、越南以及中东和北非联合太阳能基金、孟加拉国气候恢复战略项目)共同制定了投资计划。该项目具有浓厚的官僚色彩。为了使用该基金以达到在清洁能源领域取得特定政治目标,许多国家采取了必须的&国家适应行动项目&或&国家适当缓解计划&,但是计划和实施结果是两码事。减少森林砍伐往往是从发展中国家获取燃料的结果,提高森林覆盖率是世界银行&碳合作&特殊基金的目标,这其中包括&碳资产发展基金&和&森林碳合作基金&。
减少森林砍伐和退化的方式是获得利益补偿,例如挪威对印尼1亿美元的资助。美国国际开发署的网站显示,通过与私人金融机构的信用担保合作,下属的信用发展管理局迄今已批准了超过20亿美元的贷款。该项目的资金总额为93亿美元,但相比于为缺电者提供电力项目所需的5.7万亿美元的投资总额,这一数字还不到0.2%。显然,解决该问题的方法不能依靠多边发展银行的基金。
针对性的价格补贴同样会引起资源错配。各国政府通常会提供直接的价格补贴,以减少电费或其他燃料的价格。这一做法的理由往往是&帮助穷人&。但结果往往相反,最终获益的不是穷人,而是精英。世界银行的一项研究提供了一些案例来说明那些声称帮助穷人的补贴是如何最终让精英们获益的。例如,在尼加拉瓜共和国,对穷人的电价补贴80%到了非穷人的手中,而占人口50%的贫困人口只收到了20%的补助。一个真正针对穷人的项目其成本约为60%或更少。公平的来说,世界银行的研究显示,此类针对穷人的补助能起到&轻微&的效果。由于大部分收益不能使穷人获益,该类项目所需的成本可能数倍于其产生的效果。因此,补贴相对于其想收到的效果来说是低效的。同时,14亿缺电者中绝大多数无法连接到电网,或者即使连上了电网也不能获得可靠的电力供应,所以绝大多数的缺电者并不能从补贴中获益。
一味地提高电力供应竞争和清洁能源的前景预期可能直接或间接的减少补贴(国际可持续发展研究所的一份研究指出)。2010世界能源展望中预计,2009年世界燃油补贴总额为3120亿美元,在25个发展中国家,燃油补贴占GDP的比重从1%到30%不等,这一数字几乎与未来十年新增发电容量所需的投资相当。国际可持续发展研究所的全球补贴报告中指出,中国、沙特、印度、委内瑞拉、印度尼西亚、埃及、乌克兰每年有超过100亿美元的补贴。并且,在2007年对于成品油的补贴达到了每年1520亿美元化石燃料补贴的最高值。国际可持续发展研究所还指出,在2006年对于天然气的补贴是700亿美元、煤炭约为100亿美元。这些数据显示此类补贴是发展中国家国家预算中的很大一部分。国际可持续发展研究所指出:事实上,在许多国家,尤其是人均GDP较低的发展中国家,与消费相关的能源补贴已经多年超过GDP的2%。显著的例子有土库曼斯坦(2008年GDP的15.2%)、厄瓜多尔(8.7%)、埃及(8.4%)、乌克兰(3.3%)和孟加拉国(3%)。对于其中的很多国家,国际可持续发展研究院发现,与燃料补贴相关的补贴开支和该国对医疗、教育的公共开支相当,有时甚至超过。
当然废除此类补贴是可能。菲律宾在1998年,马来西亚在2010年都进行了此项改革。如今,在印度尼西亚和印度该项改革的尝试正在推进。取消燃料补贴将大大提高私人企业提供可持续电力和能源的积极性。
四、市场演变的问题
我们最初的焦点在于零售领域照明供应商的竞争。在某种程度上,这一市场的变化是可以预测的。如果小型的局域电网存在,那么令人信服的经济原因使我们相信这样的电网将不会独立存在。在更大更多样的网络中,供应的可靠性将大大增加,维持这一稳定性所需的成本也会小于一个小型的网络。
简单的电力供应经济学告诉我们这些系统将可能自主的兼容。零售市场的大规模兼容可能促成需要规模经济才能形成的低成本。此外,大规模的兼容市场会提供更多选择,更多的竞争也会导致价格的下降。这些简单的经济学事实将可能引导小型的配电系统寻求兼容,这将使他们实现大规模发电,以替代那些不受欢迎的高成本电网。在许多发达国家,这样的一种由小型电网逐渐组成更大的集成电网的替代路径最初应用在发展能源系统之中。当参与兼容的分销电网密度足够大的时候,这一市场容量将允许更大(更廉价)的供应商参与竞争。
上述技术问题的讨论有重要意义,会影响其他经济问题的选择。如果小型电网是相互隔离的,那么每一个电网都会选择自己的技术标准,比如电压和频率。但是,如果两个系统是连接的,那么他们必须共享同样的技术标准。因此,让我们更深入地探讨一下技术标准的问题。
绝大多数商业供电都使用交流电。交流电有其特殊的技术要求:由于交流电的物理性质,网络中任何一部分的变化都会瞬间传导至整个网络。因此,接入交流电电网的所有用户都必须使用同样的技术标准以保证不会影响到其他人。在之前的讨论和实证例子中,没有提到任何有关于这种保证的信息。更严重的问题来自于当小型网络并入到大型电网中时。后期采用相同标准的交流电的成本可能非常高,因为这需要改变许多已有的设备。创建一个逐步增长的零售消费者群体意味着创造一个潜在的更大规模的销售额和更低的价格。让私人资本参与开发可能取决于潜在的投资者和经营者知道他们可以获得这一零售或经销份额。在这个场景中,进入就成了一个物理问题:发电者需要知道电压的水平和频率的标准,并且知道他们是被涵盖在内的。
因此,问题就在这个市场中出现了,诸如电压和频率这样的设备和运营的标准是什么样的。在交流电的系统中,这意味着监管就是必须的了。监管者必须保证所有接入其中的设备和公司必须制定和符合同样的技术标准。
一个直流的电网可能不会遇到与交流电网同样的物理风险。这个区别很重要,因为它意味着不同的解决方案。小型的私人分布式系统最初可能用高价获取资源。他们缺乏资本转化到随后建立的交流电标准。他们和他们的客户都喜欢更廉价的电力,而廉价的电力只有通过大规模的电网才能获得。因此,一些小型的供电公司更喜欢用直流电组成更大的电网,以避免交流电标准下的高成本。这种方法可以避免局部网络整体转换的成本。对技术标准进行监管的当局应该充分认识到这点并且允许其存在。这样做可以减轻小型系统间不同标准的影响。
对于那些只认可集成网络的人来说这一方法可能是违反直觉的。但是一些物理设备使这一方法成为可能并被广泛使用。一个例子是在逆变器和备份系统中使用直流接口,通过这一方法,当消费者遇到大而不稳定的电网时可以创建自我可靠性。在欧亚大陆以及不同的监管当局(诸如德州电力监管委员会和相邻的北美其他电网)间,直流电网的兼容正逐步被交流电系统采纳。
最终,区域电网可能会形成一个具有吸引力的大负载。这种规模的电网负载的存在将会自然的吸引特殊的营销公司。这类公司可能并不拥有发电装置或输电装置,只是提供寻找电力供应者的服务。在某些情况下,这些公司可能是特定发电者的代理。还有些公司可能从事寻找小型发电企业并将其并入到大型电网的业务。这种业务的存在意味着只要支付公允的价格就能使用配电电网和传输网络。整合的结果将是一个更可靠的网络以及更低单位成本。事实上,总体的结果将是一个能更广泛应用的系统,例如更换生物质能源用于取暖和做饭;使小型企业和工匠使用电动工具,原本这些公司都被孤立在低安培的小型系统中。
交流电系统看似简单纯粹的互连技术问题并不意味着可以忽视其重要性。已建立的地区系统和市场隐含了技术标准的存在。当谈起市场改革的时候,我们经常讨论这样一个假定的已存在的正被广泛使用的网络。但对于那些缺电者而言,初始的情况并不是一个完全开放的零售市场,他们所面对的是一个没有既有物理网络的局面。因此,部分监管问题就在于从一开始就不限制对之后更复杂问题的解决。妥善的管理包括考虑直流电的联网和竞争市场的构建。
五、监管问题
传统的电力监管问题是对一个已建立的垄断电力供应商进行监管。然而,世界能源展望中指出14亿缺电者缺乏的是有效是基础设施。因此,当下的监管问题就不同于垄断状况下传统的基础设施服务。那些问题以及竞争状态下的利益影响等议题都已经有了深入的研究。例如,联合国贸易暨发展会议的调查显示了竞争是如何有助于发展的;福克斯认为政策机制是制定竞争法,而不是直接控制。
在本文中,我们已经通过实证研究展示了自由市场而非垄断才能最好地为缺电者提供服务。煤油的消费者和生物质能源的消费者如果不是单纯的偏好都有可能在一个开放的市场购买需要的能源。事实上,那些提供者可能不是任何一个网络的成员。煤油在某种程度上允许分布式照明的关键在于从能源的来源来看,每一个光源本事都是完全自我供应的。我们早先提供的商业案例就展示了一个家庭作坊或者小型企业是如何做到完全独立自我供电的。在其他的一些案例中,一个小型的局域供电公司通过从当地的发电企业获得电力来提供电力服务。在这样的案例中,市场的问题在于什么样的能源能和煤油竞争来为当地提供照明。这样一个零售的市场,通常情况下并不属于一个更大的集成网络的一部分。运营商无法在法律的庇护下实现独家经营,因此,他们不得不时刻面对竞争。如果这些运营商壮大成为了一个当地的局域网络,并且最终成为了一个更大的电网的一部分,那么传统的监管问题就有可能再现。但眼下的情况是,解决目前状况的方法之一就是开放零售市场。因此,监管者最先需要解决的问题是放权让市场自我发展。目前,缺电者主要是用现金购买煤油来提供照明电力。那么对于市场的定义就可以是任何能够在可靠性不变、价格不更高的情况下取代煤油提供电力的服务和设备。由于电力相较于煤油更加清洁、更加高效,如果能够可靠供应并且价格低廉,其更有可能成为煤油的替代品。
需要强调的是,这一选择必须由市场自我决定。在这一情况下,消费者、家庭、小型企业的积极性来自于从煤油转换所得到的实惠,以及对环境影响的关注。假设在电力可获得的情况下,它将被消费者广泛接受。之前的例子指出,在没有传统管制的情况下,私人电网运营商会发现商机并且进入该领域。我们的例子还显示,受到各种捐赠设备的鼓励,私人企业进入了这些市场并且有效的提供了电力服务或者为家庭创建自我电力供应提供了相应的产品。
传统的监管假设分销公司已被分配到了专属的区域。但没有经验显示哪些区域需要专营。只要市场被定义成与煤油竞争,那么任何技术和企业都可以成为潜在的进入者参与竞争。至于说任何零售市场,消费者可以在潜在的各类供应商间进行自主选择。相比于只要煤油可选,消费者可能会出于一个更有利的位置进行自主选择。对于支持独家运营的人来说,一个常被引用的理由是运营一个如此大型的网络存在规模经济的问题。但是这一理由也可以不通过专属经营来实现。例如一个电气服务公司可以通过协商与其他公司达成共享协议实现设备共享。
这样的一个协议就能在设备属于不同公司的情况下,由一个集成系统实现收益。这也可以转变成不同公司运营不同地区。但这种市场格局是通过公平、开放的竞争形成的,其仍是一个开放的市场,不应成为诱导传统监管接入的理由。
六、接入问题有市场解决方法
事实上在许多发展中国家为扩大电气化已有了很长的一段历史,但始终未能成功。这就告诉我们需要思考不同方法,运用其他措施。常见的发展建议和路径可能并不是正确的。我们概述了一个备选的方案,这或许有助于解决为缺电者提供可靠和可负担的电力的问题。这篇文章建议通过市场而非政府的方式降低成本发展可靠的电力系统。事实上,我们的方法只是一面镜子,反映了那些已经成功的电网的做法。自发的为缺电者提供电力的概念与电气化一起在发展中国家受到了深入的研究,研究结果表明一个自由竞争的市场相较于政府垄断更为有效。
传统的观念是&穷人付不起电费&。但是有证据表明即使是穷人也愿意为一个可靠的电力供应买单。即使在照明上的效果很差,穷人也因为需要而为煤油买单。既然穷人需要购买煤油,那么有理由相信,在同等可靠性、相等或更低价格的情况下,他们也会购买电力。尽管在纯替代的情况下,电力的初始需求会很小,那么这意味着构建一个局部分布式电力的战略,在最初使用任何可能的原料来为这个独立的局部分布式系统服务。初始成本可能会较高,但不会高于煤油。随着分布式电网的扩大,供电成本会随之降低。因为当地的系统会扩大并且会成为更大的网络的一部分,总的零售需求也会随之增长,所以规模扩大所带来的成本降低可以填补建设成本。随着单位建设成本的降低,可以预见需求的进一步增长。
这样一个预期的结果对于穷人来说也是成立的:随着价格的降低,同样的支出预算可以购买更多的电力。这一激励可以让更多民营企业有动力为更多的客户服务。这一做法可以增加基础负荷,同时增加出售输电服务的潜在收入。由于低成本电力是可行的并且能够代替高成本能源,那么需要高能源投入的设备尤其是使用柴油的设备将会被替代。在整个过程的初始阶段,对煤油的替换可能不会一蹴而就,取而代之的可能是油电混合。但是替代的结果是降低燃料的污染。到发展的后期,电网可以依靠更高效的规模整合来进一步减少排放和降低成本。
一个非常相似的现象发生在对电力系统的监管上。一个非常常见的现象是监管的价格低于其实际成本,由此声称穷人无法负担电价。其所带来的结果无非有二。(1)电力公司在经济上是不可行的,他们没有能力提供可靠的服务,以至于消费者(除了在价格低廉的情况下)拒绝支付,这结果是导致电力公司财务的进一步恶化。(2)穷人可能会使用便携式的后备系统,这类系统通常采用单位电力成本高昂的汽油或柴油。此现象在发展中国家较为常见,我们可以因此明白两件事:(1)、穷人可能也愿意为电力支付更高的价格(2)、从全球的角度来看,电力领域的自然垄断并不存在。本文中的绝大多数观点同样适用于影响面远大于14亿缺电者的由监管主导的市场。
近期在印度发生的大规模停电事件印证了本文所给出的想法同样适用于大规模的输电系统。我们的前提假设是:电力消费者不仅仅愿意为电的数量买单,也愿意为电的可靠性买单,即需要电时可以及时获得,而这种可靠性可以通过许多非传统设备来提供。即使在印度拥有电网的地区,电网所提供的电力往往并不可靠,消费者和企业通常需要保留应急燃油设备,并且在许多日子中使用这些备份设备数小时。尽管受到政府的价格管制,国营的电网公司也享受着高额的财政补贴,这看似便宜的价格其实并没有反映出消费者实际的真实成本。由于使用备用发电设备的成本必须摊销,消费者实际上必须付出数倍于政府管制的价格才能获得可靠的电力。因此,即使在价格管制的地区,实际价格也远高于管制价格。此外,尽管对供应商有所管制,这些市场也不是自然垄断的。
尽管印度的绝大多数地区拥有电网,但是这些不可靠的电网意味着交流电设备的并网将增加风险而不是保证可靠性。因此,广泛的规划和建设彼此独立的直流供电网络正在印度推进。
我们建议,在当地经济条件允许的情况下,允许在当地分销系统中更多的使用分布式发电(编者注:分布式发电指小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元,分布式发电具有分散、随机变动等特点,大量的分布式电源的接入,将对配电系统的安全稳定运行产生极大的影响。),然后再处理直流电而不是交流电的互连问题,这一建议已经在印度的高压电网中付诸实践。
本文介绍了一个通过市场化而不是国家垄断的途径来为缺电者提供可靠的电力。印度以及其他发展中国家的缺电者应该被给于更广泛的电力选择,我们反对不可靠的官僚主义和政府供给。
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