(來源:中外對(duì)話訂閱號(hào) 撰文 | 張永平, 周鋒, 彭麗楠, 俞洋)
中國亟需建立一個(gè)以現(xiàn)貨市場(chǎng)為核心的、開放、健全、統(tǒng)一的電力市場(chǎng),以推動(dòng)可再生能源發(fā)展,并減少對(duì)新增煤電裝機(jī)的依賴。
在全球能源轉(zhuǎn)型的背景下,中國的能源體系正在發(fā)生深刻變革。去年,中國政府的二十大報(bào)告中提出了“加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系”。這里的“新型能源體系”是相對(duì)于當(dāng)前以化石能源為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)?!靶隆辈粌H意味著新的能源結(jié)構(gòu)——能源結(jié)構(gòu)中非化石能源占比逐漸提升,也意味著構(gòu)建新的體制機(jī)制,來支撐能源供給和儲(chǔ)備調(diào)運(yùn),從而確保能源安全。
新型能源體系的構(gòu)建是以新型電力系統(tǒng)為依托。今年3月底,中國非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量占比達(dá)到50.9%,歷史性超過化石能源發(fā)電裝機(jī)容量。隨著風(fēng)電、光伏等新能源電量占比不斷提升,新型電力系統(tǒng)建設(shè)日益迫切。而對(duì)電力系統(tǒng)而言,區(qū)域電力調(diào)配和互濟(jì)能力尤為關(guān)鍵,也是電力市場(chǎng)改革亟需解決的問題。
本文分為上下兩篇,上篇為《中國電力市場(chǎng)的時(shí)空格局》,旨在探討中國電力交易現(xiàn)狀,并為統(tǒng)一電力市場(chǎng)建立提供建議。此為下篇,討論中國統(tǒng)一電力市場(chǎng)的建立過程中,現(xiàn)貨市場(chǎng)的重要性和實(shí)現(xiàn)路徑。
價(jià)格發(fā)現(xiàn)功能
中國和國外的電力市場(chǎng)建設(shè)路徑有些許不同。國外電力市場(chǎng),一般先建設(shè)現(xiàn)貨(日前和實(shí)時(shí))市場(chǎng)、后建設(shè)中長期(期貨)市場(chǎng),中長期市場(chǎng)的定位主要是對(duì)沖現(xiàn)貨風(fēng)險(xiǎn)。
中國電力市場(chǎng)建設(shè),始于電力中長期交易。中長期市場(chǎng)從理論上具有穩(wěn)定電價(jià)、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)勢(shì),也占據(jù)了目前市場(chǎng)的主導(dǎo),但由于當(dāng)下其定價(jià)缺少“現(xiàn)貨日前價(jià)格”給與參考,用合約框定,缺乏一定的靈活變動(dòng)空間。
一個(gè)例子是,2021 年下半年以來,煤價(jià)暴漲,中長期交易對(duì)電價(jià)反應(yīng)嚴(yán)重滯后,未能及時(shí)反映市場(chǎng)真實(shí)的供需情況并疏導(dǎo)激增的煤電發(fā)電成本,造成了煤電企業(yè)大面積虧損。據(jù)中電聯(lián)測(cè)算,2021年因電煤價(jià)格上漲導(dǎo)致全國煤電企業(yè)電煤采購成本額外增加6000億元左右。8-11月部分集團(tuán)煤電板塊虧損面達(dá)到100%,全年累計(jì)虧損面達(dá)到80%左右。
在中長期交易之外,電力現(xiàn)貨交易可幫助發(fā)現(xiàn)電力實(shí)時(shí)價(jià)格,更能實(shí)時(shí)反映市場(chǎng)供需和成本,可以吸收中長期合同外的余量進(jìn)入實(shí)時(shí)市場(chǎng),競(jìng)爭(zhēng)上網(wǎng)。2022年,煤電企業(yè)雖然持續(xù)虧損,但負(fù)債情況有所緩解,除了國家采取各種調(diào)控舉措,如對(duì)煤價(jià)實(shí)行區(qū)間調(diào)控、對(duì)長期協(xié)議的上網(wǎng)電價(jià)浮動(dòng)范圍上調(diào)等,現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)制向發(fā)電側(cè)進(jìn)一步滲透也是重要原因之一。
促進(jìn)新能源消納
其實(shí),電力現(xiàn)貨市場(chǎng)促進(jìn)新能源消納的積極作用,已初步顯現(xiàn):跨區(qū)域省間富余可再生能源現(xiàn)貨交易已運(yùn)行4年,期間,可再生能源棄電減少了超230億千瓦時(shí)。
以蒙西電力現(xiàn)貨市場(chǎng)為例(蒙西電網(wǎng)覆蓋內(nèi)蒙古自治區(qū)一半以上發(fā)電裝機(jī))。它們從2022年6月正式啟動(dòng)試運(yùn)行,是第一批電力現(xiàn)貨的試點(diǎn)地區(qū),也是國內(nèi)首次探索建立燃煤機(jī)組和新能源無差別參與的現(xiàn)貨市場(chǎng)。試運(yùn)行后,在促進(jìn)新能源消納上,數(shù)據(jù)表現(xiàn)搶眼。截至2022年7月20日,與試運(yùn)行前相比,燃煤機(jī)組在蒙西現(xiàn)貨市場(chǎng)中申報(bào)最低負(fù)荷率降至47%,累計(jì)增加新能源消納量約6400萬千瓦時(shí)。
相比中長期交易而言,電力現(xiàn)貨交易頻次高、周期短,更符合新能源波動(dòng)性、難以預(yù)測(cè)等特點(diǎn);在平等的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制下,新能源發(fā)電邊際成本較低。當(dāng)全球能源危機(jī)正在拉高一次能源價(jià)格,火電的邊際成本相比較高時(shí),新能源發(fā)電更能被優(yōu)先調(diào)度。
另外,現(xiàn)貨交易形成峰谷價(jià)差,為儲(chǔ)能等第三方新型市場(chǎng)主體打開盈利空間,鼓勵(lì)靈活調(diào)節(jié)資源配合新能源消納。
▲中國各省區(qū)風(fēng)電某一周出力(實(shí)線為“三北”及華中華東地區(qū))。圖片來源:水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院
然而,在實(shí)操層面上,當(dāng)前新能源入市后,市場(chǎng)電價(jià)波動(dòng)也會(huì)影響其入市的積極性。比如,省內(nèi)新能源同一性導(dǎo)致零電價(jià)甚至是負(fù)電價(jià),對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生逆調(diào)峰的影響。在山東,省級(jí)電網(wǎng)2022年有 176 天出現(xiàn)了負(fù)電價(jià),以天計(jì)算,全年負(fù)電價(jià)出現(xiàn)概率高達(dá)48%,這反映出山東省內(nèi)新能源裝機(jī)在高峰出力時(shí)段存在一定的產(chǎn)能過剩和浪費(fèi)現(xiàn)象。
未來,如能從市場(chǎng)機(jī)制角度擴(kuò)展新能源省間現(xiàn)貨交易,利用不同地區(qū)負(fù)荷曲線的差別,包括跨時(shí)區(qū)特性, 就能從更大時(shí)空層面平滑新能源發(fā)電曲線,余缺互濟(jì)。
減少新增煤電裝機(jī)
全國統(tǒng)一電力市場(chǎng)也可以更好地讓存量的煤電機(jī)組調(diào)峰,而不是在用電高峰就新增裝機(jī),造成資源浪費(fèi)或煤電企業(yè)進(jìn)一步虧損。
隨著新能源入市,平均電價(jià)將會(huì)被拉低,對(duì)于實(shí)施現(xiàn)貨市場(chǎng)的省份,新能源大發(fā)時(shí)市場(chǎng)電價(jià)降低甚至為負(fù)。這將會(huì)導(dǎo)致本省及外省火電降低出力,擠壓煤電的利潤空間。而在未來,煤電的作用亟待轉(zhuǎn)向“頂峰出力”, 需要通過參與輔助服務(wù)和容量機(jī)制或者市場(chǎng)獲得合理的收益。
但是,當(dāng)前煤電參與調(diào)峰,或者作為備用容量支撐市場(chǎng)的積極性欠佳,一方面由于煤電頂牛依然存在,長協(xié)上網(wǎng)電價(jià)浮動(dòng)范圍雖上調(diào)為20%,但煤價(jià)高位震蕩時(shí)仍然難以覆蓋煤電發(fā)電成本。
另一方面,缺乏靈活性的改造,煤電難以發(fā)揮調(diào)峰能力。在2022年,四川缺電期間,當(dāng)?shù)卮媪棵弘姍C(jī)組并沒有充分發(fā)揮頂峰作用,需要通過市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)更好地激發(fā)存量煤電機(jī)組的積極性和潛力。
目前,煤電局部過剩與短缺并存。根據(jù)北大能源研究院的統(tǒng)計(jì),2022年1月至11月,國內(nèi)新核準(zhǔn)煤電項(xiàng)目裝機(jī)總量已達(dá)6524萬千瓦,超過2021年核準(zhǔn)總量的3倍。
長期以來,中國用電量和電力增速都很高,大部分地區(qū)缺電力而非缺電量。全年用電負(fù)荷季節(jié)性差異巨大,需要頂峰保供的時(shí)間僅為5%左右。
在夏天和冬天用電高峰,價(jià)格對(duì)供需的引導(dǎo)機(jī)制沒有充分發(fā)揮作用,在供給側(cè) “價(jià)格帽”限制了頂峰出力機(jī)組的高收益,需求側(cè)因缺乏包含居民用電在內(nèi)的需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制,供需出現(xiàn)較大缺口。而按照全年僅幾十個(gè)小時(shí)的“硬缺口”建設(shè)煤電,未來將拉低煤電的平均利用小時(shí)數(shù)。
為避免這些問題發(fā)生,中國亟需建立完善的現(xiàn)貨和容量補(bǔ)償市場(chǎng)機(jī)制,謹(jǐn)防因頂峰上馬的煤電新增裝機(jī)造成資源浪費(fèi)或進(jìn)一步虧損。
統(tǒng)一電力市場(chǎng)的實(shí)現(xiàn)路徑
在今年4月國際能源署(IEA)撰寫、能源基金會(huì)支持的一份報(bào)告《中國建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場(chǎng):電力現(xiàn)貨市場(chǎng)路徑》中,報(bào)告分析了全國統(tǒng)一電力市場(chǎng)的建立路徑:2030年前,中國先建成省間和省內(nèi)兩級(jí)市場(chǎng)聯(lián)合運(yùn)營的“兩級(jí)市場(chǎng)模式”。
“兩級(jí)市場(chǎng)模式” 是指地方市場(chǎng)與全國市場(chǎng)并存的兩級(jí)市場(chǎng)模式,即“統(tǒng)一市場(chǎng),兩級(jí)運(yùn)作”,這一模式可以在延續(xù)當(dāng)前政策慣性即保持各省在市場(chǎng)設(shè)計(jì)和調(diào)度決策方面自主權(quán)的基礎(chǔ)上,促進(jìn)各省間交易,兼具可操作性和經(jīng)濟(jì)效益。
具體而言,“兩級(jí)市場(chǎng)模式”包括類似于當(dāng)前國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)試行的跨省余量交易,即“余量市場(chǎng)模式”,以及類似于當(dāng)前南方電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)試行的區(qū)域集中出清模式,即“容量耦合市場(chǎng)模式”。
其中,“余量市場(chǎng)模式”較易于建立,指在自愿的基礎(chǔ)下,各地方將過剩的發(fā)電量上架至一個(gè)統(tǒng)一的全國市場(chǎng)中進(jìn)行交易。此模式下,各省可以在保留本地電力市場(chǎng)規(guī)則的情況下與其他市場(chǎng)聯(lián)通,可以在提高總體使用率的情況下仍能保持本地市場(chǎng)的自主獨(dú)立性,和當(dāng)前國網(wǎng)省間現(xiàn)貨市場(chǎng)推進(jìn)模式類似,國際上,以中美洲電力系統(tǒng)(Sistema de Interconexion Electrica para America Centra 簡(jiǎn)稱為 SIEPAC)、南部非洲電力聯(lián)盟(Southern Africa Power Pool, 簡(jiǎn)稱 SAPP)為代表。
在遠(yuǎn)期,中國將會(huì)逐步建成“容量耦合市場(chǎng)模式”,它的意思是更高一級(jí)的市場(chǎng)協(xié)同。
此模式下,全國日前市場(chǎng)(提前一天決定價(jià)格的電力市場(chǎng))與地方市場(chǎng)并行,優(yōu)先進(jìn)行全國市場(chǎng)的出清并進(jìn)行合理的資源優(yōu)化、分配,利用相應(yīng)的輸電通道實(shí)現(xiàn)交易,從而可以一定程度上避開因市場(chǎng)模式不同而產(chǎn)生的省間壁壘。
經(jīng)數(shù)據(jù)測(cè)算,以2035年為目標(biāo)年,假設(shè)調(diào)度市場(chǎng)化保持當(dāng)前水平,即當(dāng)下計(jì)劃調(diào)度和市場(chǎng)調(diào)度同時(shí)存在的前提下,建立“二級(jí)市場(chǎng)模式”以提升電力市場(chǎng)區(qū)域協(xié)調(diào)可使全國電力市場(chǎng)減少6-12%的運(yùn)營成本、減少2-10%的二氧化碳排放、并減少10%左右的棄電量;
在電力市場(chǎng)區(qū)域協(xié)同,同時(shí)推進(jìn)全面經(jīng)濟(jì)調(diào)度,可使全國電力市場(chǎng)減少25%的運(yùn)營成本、減少35%左右的二氧化碳排放、并減少20%以上的棄電量,綜合效益可達(dá)前者情景的兩至三倍。
我們認(rèn)為,促進(jìn)跨省跨區(qū)交易機(jī)制和市場(chǎng)化調(diào)度成分、并提升電力現(xiàn)貨交易份額,有利于降低電力系統(tǒng)綜合運(yùn)營成本,提高新能源在更大時(shí)空范圍內(nèi)的消納并實(shí)現(xiàn)其環(huán)境效益,達(dá)成“帕累托改進(jìn)”:通過改變資源配置,提升省間的交易效率。
未來著力點(diǎn)
能源安全是建立全國統(tǒng)一電力現(xiàn)貨市場(chǎng)首當(dāng)其沖的著力點(diǎn)。國家層面的“西電東送”戰(zhàn)略與省級(jí)電力市場(chǎng),分別是出于不同層面的資源優(yōu)化配置和能源安全保供考慮。在保障省級(jí)在市場(chǎng)設(shè)計(jì)和調(diào)度決策的自主性和的前提下,從現(xiàn)有省間電力現(xiàn)貨市場(chǎng)逐步建立全國電力現(xiàn)貨市場(chǎng),是一條兼顧安全可靠性、可實(shí)施性和綜合效益的切實(shí)路徑。
同時(shí),完善省間、省內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)將有助于緩解未來電力頂峰保供壓力。在電力供需緊張階段,需進(jìn)一步釋放現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)空間,發(fā)揮其引導(dǎo)跨省跨區(qū)保供資源配置的作用,一方面促進(jìn)頂峰余缺互濟(jì),另一方面也在更大范圍內(nèi)平抑新能源的波動(dòng)性。
價(jià)格信號(hào)還可以引導(dǎo)新能源開發(fā)和煤電轉(zhuǎn)型。電力市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)可正可負(fù)、可高可低,這能引導(dǎo)不同省份電源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,避免扎堆上馬新能源和煤電,在保證適當(dāng)備用基礎(chǔ)上最大化新增裝機(jī)的邊際效用,促進(jìn)不同品種電源合理有序開發(fā)。
解決省間壁壘背后利益訴求需要打破地方保護(hù)和市場(chǎng)分割,可以基于南方區(qū)域電力市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步探索構(gòu)建區(qū)域市場(chǎng)的路徑,推動(dòng)適時(shí)組建全國電力交易中心。
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■ 張永平博士,能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目主任。他在能源電力行業(yè)有超過20年的學(xué)術(shù)和商業(yè)經(jīng)驗(yàn)。
■ 周鋒,能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目主管。加入能源基金會(huì)前,他曾在全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織紐約辦公室、國網(wǎng)山東電力公司工作多年。
■ 彭麗楠,能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目協(xié)調(diào)員。她曾在中國中國歐盟商會(huì)、聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署駐烏克蘭基輔代表處、中國國際問題研究院實(shí)習(xí),從事政府關(guān)系事務(wù)和國際能源議題研究工作。
■ 俞洋,能源基金會(huì)清潔電力組顧問,主要研究中國能源轉(zhuǎn)型、電力市場(chǎng)建設(shè)、風(fēng)光新能源發(fā)展、排污減碳等相關(guān)領(lǐng)域。