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文檔簡介
電力行業(yè)深度分析
L著眼當下:我國電力體制改革的現(xiàn)狀
我國電價體系較為復雜,從終端用戶的角度來看,用戶的用電電價=
上網(wǎng)電價+輸配電價+其他費用(主要是政府性基金及附加)。在非
市場化機制下,三個部分均由政府核定,政府主要通過輸配電價來調(diào)
節(jié)不同時段電價從而形成分時電價,滿足基本的價格調(diào)節(jié)機制。2015
年電改后我國重新核定了輸配電價,這也是電力市場化的基礎(chǔ)。未來
在市場化要求下該電價形成機制將產(chǎn)生如下變化:
(1)電能量市場:綜合用電需求價格的穩(wěn)定性和靈活性,上網(wǎng)電價
將分為中長期電價和現(xiàn)貨電價,并由市場化方式形成。(2)輔助服
務(wù)市場:輔助服務(wù)自電力系統(tǒng)誕生起就存在,但此前輔助服務(wù)的提供
方和承擔方均為發(fā)電側(cè),用戶側(cè)不承擔此項費用,主要原因在于傳統(tǒng)
電源結(jié)構(gòu)下,發(fā)電側(cè)大部分電源都是可控電源。但是“十三五”以來,
隨著新能源裝機占比提升,輔助服務(wù)的需求和供給開始失衡,電力系
統(tǒng)無法內(nèi)部消化指數(shù)型增長的輔助服務(wù)需求和成本。2021年12月發(fā)
布修訂版《電力并網(wǎng)運行管理規(guī)定》和《電力輔助服務(wù)管理辦法》(以
下稱“兩個細則”)將用戶側(cè)納入分攤范圍。(3)容量電價:容量電
價是現(xiàn)貨市場的重要“補丁”,對穩(wěn)定現(xiàn)貨價格、保障電力供給安全具
有重大意義。容量電價是用戶側(cè)為了保證用電充裕度而支付的保險,
因此理應由用戶側(cè)承擔。
因此在市場化機制下,用戶的用電電價=上網(wǎng)電價(中長期+現(xiàn)貨)+
輸配電價+輔助服務(wù)費用(調(diào)峰、調(diào)頻、備用、爬坡、轉(zhuǎn)動慣量、自
動電壓控制、調(diào)相、無功調(diào)節(jié)、穩(wěn)定切機、穩(wěn)定切負荷、黑啟動等)
+容量電價+其他費用(主要是政府性基金及附加)。需要指出的是,
在第三監(jiān)管周期輸配電前,容量電價作為電網(wǎng)的運行成本,實際上是
作為輸配電價的一部分。這里我們不摳定義細節(jié),重點圍繞中長期、
現(xiàn)貨、輔助服務(wù)、容量電價、輸配電價(入含容量電價)五個方向展
開。上述五個方向除輔助服務(wù)外,其余四項都是由用戶側(cè)承擔,輔助
服務(wù)則是電源側(cè)和用戶側(cè)共同承擔。
1.1電能量市場:中長期及現(xiàn)貨市場基本形態(tài)已經(jīng)形成但仍有諸多限
制
如果把上述五個方向繼續(xù)向下展開,涉及到的品種多達十幾種,紛繁
復雜的電力交易品種以及各不相同的機制斃高了對電力市場研究的
門檻。但從電力系統(tǒng)運行的本質(zhì)來說,不論是電能量市場、輔助服務(wù)
市場還是容量電價,大體上都是要實現(xiàn)兩個功能:有功平衡和無功平
衡。有功平衡即電力系統(tǒng)需要保持發(fā)電功率和用電負荷時時刻刻相等。
為了保證供電的可靠性以及用電成本的穩(wěn)定性,用戶側(cè)需要提前安排
和預測其未來的用電需求,發(fā)電側(cè)需要提前預測其未來出力情況(風
電、光伏、水電等)或安排發(fā)電計劃(化石能源),因此需要提前簽
訂用電合約來使供需平衡。但不論新能源的出力還是用電計劃,距離
用電時間越遠把握性越小,所以根據(jù)簽訂合約時點與實際用電時點的
遠近,可以分為中長期和現(xiàn)貨交易,本質(zhì)目的是對電力合約進行分解,
使得電力合約與實際用電需求盡量匹配。中長期交易從時間尺度上可
以分為年度合約、季度合約、月度合約等,現(xiàn)貨交易則主要分為日前、
日內(nèi)和實時現(xiàn)貨交易。將電能量市場根據(jù)時間尺度不同分解為不同的
產(chǎn)品,本質(zhì)上是在市場靈活性和交易成本之間取平衡,時間尺度越長
靈活性越差,交易成本越低,反之則靈活性越強但交易成本越高。
在現(xiàn)貨開始交易之前,通過年度、季度和月度合約交易情況,會產(chǎn)生
D日一天24小時每時每刻的用電曲線。而在現(xiàn)貨交易開始后,實際
電力供需發(fā)生變化,用電曲線與中長期曲線產(chǎn)生偏差,偏差部分按照
現(xiàn)貨與中長期量差及現(xiàn)貨價格結(jié)算。簡單表述,即:在T時刻的電費
=中長期電量x中長期價格+(中長期電量■現(xiàn)貨電量)x現(xiàn)貨價格。由
以上公式我們可以得出以下幾個結(jié)論:(1)目前多地要求中長期市
場電量規(guī)模下限為用電總量的90%左右,因此中長期電量和價格決
定了電源側(cè)的基礎(chǔ)收益。(2)機組實際發(fā)電曲線與中長期曲線越接
近,則收入越穩(wěn)定。理論上實際發(fā)電曲線與中長期曲線完全重合時機
組收入與現(xiàn)貨價格無關(guān)。(3)現(xiàn)貨市場的交易規(guī)模十分接近總用電
量,通常大家所說的10%現(xiàn)貨規(guī)模指的是與中長期電量偏差部分。
現(xiàn)貨是實際交割的物理合約,而中長期市場為金融合約,現(xiàn)貨價格會
影響中長期市場價格。
推動燃煤發(fā)電量和工商業(yè)用戶全部進入電力市場,并逐漸取消目錄電
價。1439號文發(fā)布后我國交易電量進一步上漲至2022年的61%,
煤電幾乎全部進入電力市場。
2022年是1439號文發(fā)布后電力市場運行的第一個完整年,以廣東
省為例,廣東省2022年累計發(fā)受電量7616億千乩時,其中外省送
電1772億千瓦時,本地電源發(fā)電量5844億千瓦時,從交易電量來
看,2022年廣東省總共完成交易電量5309億元,占本省機組發(fā)電
量的比例超過90%,其中直接交易電量2986億千瓦時,占本身機組
發(fā)電量比例為51%。在直接交易電量中,中長期電量2871億千瓦時,
占比96%,其中年度交易2662億千瓦時,月度交易223億千瓦時,
其余為周交易以及多日交易等?,F(xiàn)貨偏差電量100億千瓦時,但發(fā)
電側(cè)日前總成交電量達到了3800億千瓦時。2022年廣東省內(nèi)機組
煤電、氣電、水電、核電、風電和太陽能發(fā)電量分別為3157、829、
254、1019、270、103億千瓦時,煤電占比為54%。但在電力市場
中,煤電是絕對主力,中長期市場交易電量2871億千瓦時中煤電、
氣電、核電占比分別為74.8%、20%和5.2%。
圖3:廣東省2022年省內(nèi)發(fā)電量結(jié)構(gòu)
?燃煤
■娥
?水電
核電
■風電
?太陽能
■其他
煤電市場化是1439號文最重要的內(nèi)容之一,煤電全部進入市場后,
其發(fā)電曲線將全部由市場決定,而煤電由于出力可控,理論上可以嚴
格按照中長期曲線進行發(fā)電,因此煤電中長期合同被視作“壓艙石”,
是穩(wěn)定用電成本的核心。因此目前對煤電的交易價格做出嚴格限制,
各省煤電交易電價基于核定的燃煤標桿電,介,并做上下浮動不高于
20%的限制(高耗能不受此限制)。目前絕大多數(shù)地區(qū)對于中長期交
易比例都有比較明確的要求。
基于國情,我國還存在優(yōu)先發(fā)電和優(yōu)先購電用戶。其中優(yōu)先發(fā)電用戶
主要包括跨省跨區(qū)送電、保障消納的新能源、保障消納水電等,優(yōu)先
購電用戶指按照政府定價優(yōu)先購電并獲得優(yōu)先保障的用戶,主要包括
一產(chǎn)用電,三產(chǎn)中的重要公用事業(yè)、公益性服務(wù)行業(yè)用電,以及居民
生活用電。優(yōu)先購電用戶主要執(zhí)行政府核定的目錄電價,優(yōu)先發(fā)電用
戶主要執(zhí)行政府核定的上網(wǎng)電價,我國核電和水電以執(zhí)行標桿電價為
主,新能源保障性收購部分以當?shù)厝济簶藯U電價上網(wǎng)。優(yōu)先購用電部
分作為電力交易的邊界條件決定電力市場交易的規(guī)模。我國一產(chǎn)和城
鄉(xiāng)居民用電量比例增加幅度較為緩慢,10年內(nèi)增加不到1.5pct,而
水電、核電和新能源比例上升幅度較快,因此同樣需要安排這些電源
一部分發(fā)電量進入中長期交易。從各省安排的中長期交易比例來看,
煤電和氣電占據(jù)了中長期交易規(guī)模的絕大部分,這主要因為其他電源
基本不受燃料成本影響,當前讓其進入電力市場的迫切性沒有火電高,
而且其余電源的電量占比仍然較低。
1.1.2現(xiàn)貨市場:提出較為前瞻推進速度逐漸加快
現(xiàn)貨市場試點早于雙碳戰(zhàn)略提出,具備高度前瞻性。2017年9月國
家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于開展電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點工作的通知》,提出
“加快探索建立電力現(xiàn)貨交易機制,改變計劃調(diào)度方式,發(fā)現(xiàn)電力商
品價格,形成市場化的電力電量平衡機制,逐步構(gòu)建中長期交易與現(xiàn)
貨交易相結(jié)合的電力市場體系,充分發(fā)揮市場在電力資源配置中的決
定性作用”?,F(xiàn)貨市場建設(shè)啟動試點早于雙碳戰(zhàn)略,政策極具前瞻性
以及連續(xù)性,是被市場忽視的新一輪電改重大信號?,F(xiàn)貨市場首批試
點省份為南方(以廣東起步)、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四
川、甘肅等8個省份,要求2018年底前啟動試運行。但實際情況卻
不甚理想,2018年底僅有3個省份啟動試運行,其余5個省份到2019
年6月底之前陸續(xù)啟動試運行,比原計劃延遲約半年。2020年雙碳
目標提出后,現(xiàn)貨市場開啟加速。2021年國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進
一步做好電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點工作的通知》,再將上海、江蘇、安
徽、遼寧、河南、湖北等6省市為第二批電力現(xiàn)貨試點,要求2022
年6月底前啟動試運行。整體來看第二批電力現(xiàn)貨推行阻力小于第一
批,除上海外其余省份基本按期啟動試運行,上海也于2022年7月
22日啟動了試運行。
優(yōu)先購用電、中長期市場和現(xiàn)貨市場組成了我國當前電力交易的最主
要組成部分。電力交易主要相關(guān)方包括電網(wǎng)、調(diào)度、電力用戶、發(fā)電
企業(yè)、交易中心、售電公司等。其中電力用戶直接或通過售電公司與
發(fā)電企業(yè)在電力交易中心中交易,電網(wǎng)調(diào)度根據(jù)電網(wǎng)和機組實際運行
狀態(tài)等給出交易中心約束條件,最終形成的交易結(jié)果成為電網(wǎng)調(diào)度的
依據(jù)入電網(wǎng)原則上不參與電力交易,只根據(jù)交易電量按規(guī)定收取輸配
電費。但我國當前電力交易還不夠成熟,有相當規(guī)模的用戶通過電網(wǎng)
進行代理購電,因此電網(wǎng)當前還擔任一部分售電公司職責。以上便構(gòu)
成我國當前電能量交易最基本的組成部分。但是電網(wǎng)代購電只是作為
到全面市場化交易的過渡。2022年5月,湖南出臺國內(nèi)首個電網(wǎng)代
購電退出時間表,10千伏以上存量大工業(yè)、一般工商業(yè)分別在2023
年1月1日和2023年5月1日前直接進行市場交易,否則代購電價
格將上漲50%o這意味著電網(wǎng)代購電機制最終將退出歷史舞臺。
1.2輔助服務(wù)市場:種類逐漸豐富費用逐漸向用戶側(cè)傳導
輔助服務(wù)彌補電力交易不足,對保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行有重大意義。
通過前面對于電能量市場交易的機制以及實際情況來看,即使是實時
現(xiàn)貨市場,也會在T-15min刻完成,而理論上直到實際用電那一刻
前,都無法保證發(fā)電和用電需求不會發(fā)生變化,實際發(fā)電量可能大于
或小于用電量,而由于電力供需平衡對實時性要求極高,再進行電力
交易去彌補缺口已經(jīng)不可能,因此還需要電網(wǎng)通過其他更快速的手段
完成最終的平衡,在我國主要通過輔助服務(wù)的調(diào)峰、調(diào)頻、備用、轉(zhuǎn)
動慣量、爬坡、穩(wěn)定切機、穩(wěn)定切負荷等完成,以上輔助服務(wù)本質(zhì)都
是對電能量的實時控制。而自動電壓控制、調(diào)相、無功調(diào)節(jié)本質(zhì)上是
無功平衡,本文著重分析有功輔助服務(wù)。黑啟動是一種比較特殊的輔
助服務(wù),主要在電力系統(tǒng)大規(guī)模故障后啟用,本文也不做分析。
1.2.1調(diào)峰市場:短期有進一步擴大趨勢
調(diào)峰輔助服務(wù)是我國當前占比最高同時也是相比其他國家最特殊的
輔助服務(wù)類型。從國家能源局公布的數(shù)據(jù)來看,調(diào)峰輔助服務(wù)的規(guī)模
及占比快速上升。調(diào)峰輔助服務(wù)即根據(jù)電力系統(tǒng)實際負荷的需要,根
據(jù)電網(wǎng)調(diào)度指令調(diào)低部分機組的出力,同時對其給予一定的補償而帶
來的輔助服務(wù)。調(diào)峰輔助服務(wù)的功能與電能量市場類似,是適合非市
場化情況下的一種輔助服務(wù)機制。
圖7:2017—2019H1年輔助服務(wù)規(guī)模及占電費的
比重(億元,%)
■■調(diào)頻調(diào)峰
—備用調(diào)壓
—其他-----占電費比重(右軸)
短期來看調(diào)峰輔助服務(wù)規(guī)模有進一步擴大的趨勢,各地均在出臺輔助
服務(wù)細則,增加調(diào)峰輔助服務(wù)的補償力度。目前各地輔助服務(wù)政策基
本都會把火電調(diào)峰分為有償調(diào)峰和無償調(diào)峰,火電出力高于一定范圍
后的調(diào)峰屬于無償部分,不會獲得補償,低于一定范圍后才會相應獲
取補償。從各地新政策來看,除華北地區(qū)以70%為界外,其余地區(qū)
均在50%左右。有償調(diào)峰補償費用除甘肅采用容量補償外,其余均
為積分電量補償,以廣東為例,實際出力低于50%才能獲取調(diào)峰補
償,則50%額定出力減去實際出力曲線在深度調(diào)峰時間段內(nèi)的積分
即為可獲取補償?shù)碾娏?,并且根?jù)火電機組實際調(diào)峰深度劃分不同的
檔次,實際出力越低,每度電獲取的補償越高。
至于調(diào)峰補償費用,南方(以廣東為例)補償費用最高,30%~40%
之間補償費用為792元/MWh,0%~30%之間補償費用則高達1188
元/MWh,且為固定補償,遠高于其他區(qū)域。華北地區(qū)則低于70%就
可以獲得補償,補償起點較高。甘肅對于調(diào)峰補償檔位更多,且調(diào)峰
深度越深補償力度越大,鼓勵更為激進的靈活性改造手段。甘肅省最
大亮點是調(diào)峰輔助服務(wù)由電量交易轉(zhuǎn)為調(diào)峰容量市場。上一版甘肅省
《甘肅省電力輔助服務(wù)市場運營暫行規(guī)則》(簡稱《暫行規(guī)定》)以
及國內(nèi)其他地方深度調(diào)峰輔助服務(wù)多以電量交易為主。比如上一版甘
肅省《暫行規(guī)則》在火電廠負荷率40%至50%之間時報價上限為200
元/MWh(最高檔負荷率0%到20%之間上限為800元/MWh),電
量交易一大問題在于調(diào)峰時長具有較大不確定性。本版《暫行規(guī)則》
則直接改為調(diào)峰容量時長,且容量需求由電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)確定,并按月
報價和交易,這意味著調(diào)峰容量需求只與本月調(diào)峰容量需求最大的一
天相關(guān),而其他天數(shù)無論實際調(diào)用時長如何,都可以享受同樣補貼,
如40%至50%負荷率,供熱季補償上限為300元/MW?日(與實際調(diào)
用時長無關(guān))。此外本版《暫行規(guī)則》大幅提高了不同檔次之間深度
調(diào)峰補償差距,非供熱季最高檔與最低檔可獲取的補償差距達到18
倍(供熱季為12倍)。上述規(guī)則對于火電靈活性改造的積極性有較
大正向影響:(1)調(diào)峰容量交易大大提高了火電廠深度調(diào)峰規(guī)模和
收益的確定性;(2)深度調(diào)峰獲取的補償更高,鼓勵更激進的靈活
性改造方案。
為了促進新型儲能的發(fā)展,各地也逐漸將儲能納入調(diào)峰市場。但各地
對儲能參與調(diào)峰輔助服務(wù)的細則還是有比較明顯的不同。不同于火電,
儲能調(diào)峰在不同出力水平時運行成本、調(diào)節(jié)能力等均沒有明顯區(qū)別,
因此對于儲能參與調(diào)峰各地一般是統(tǒng)一的補償標準。從調(diào)峰補償力度
來看,南方區(qū)域補償力度最大,廣東省充電電量補償高達792元/MWh,
相比之下華東區(qū)域僅160元/MWh。甘肅省采用與火電調(diào)峰補償類似
的容量補償方式,但補償上限僅0~300元/MW?日,僅與供熱期火電
第一檔相當,但甘肅省新型儲能調(diào)峰具有最高優(yōu)先級,而在南方區(qū)域
新型儲能優(yōu)先級則低于抽水蓄能。
但長期來看,《電力現(xiàn)貨市場運行規(guī)則》(征求意見稿)提出探索電
能量市場與調(diào)頻、各用等輔助服務(wù)聯(lián)合出清,并加快輔助服務(wù)成本向
用戶側(cè)合理疏導。部分地區(qū)已經(jīng)明確在電力現(xiàn)貨市場開啟時不啟動調(diào)
峰輔助服務(wù)市場,因此隨著電能量市場逐漸完善,調(diào)峰輔助服務(wù)最終
會退出歷史舞臺。
1.2.2調(diào)頻市場:電能量市場的重要補充
調(diào)頻輔助服務(wù)經(jīng)常因其名稱而讓人迷惑,但調(diào)頻輔助服務(wù)本質(zhì)上還是
對電能量的調(diào)節(jié)。調(diào)頻輔助服務(wù)理論上就是為了彌補調(diào)頻輔助服務(wù)是
為了彌補電力市場和調(diào)峰輔助服務(wù)無法解決的實時平衡問題,主要依
靠自動控制技術(shù)來進行調(diào)整。調(diào)頻已經(jīng)成為儲能的重要收入來源之一。
各地陸續(xù)允許新型儲能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場,而目前在多數(shù)地區(qū),
調(diào)頻輔助服務(wù)已經(jīng)成為儲能最重要的收益來源。對于調(diào)頻輔助補償基
準,華東和南方區(qū)域采用積分電量(即調(diào)頻容量乘以調(diào)用時間),而
華北和甘肅則采用調(diào)頻里程(即調(diào)頻容量乘以調(diào)用次數(shù))。調(diào)頻補償
的計算方式并不重要,重要的是看新型儲能參與調(diào)頻輔助服務(wù)相比于
火電等傳統(tǒng)機組是否存在優(yōu)勢。華東、南方區(qū)域儲能與火電相比,補
償計算方式?jīng)]有任何區(qū)別。華北區(qū)域同等調(diào)頻里程情況下,儲能的補
償費用僅有火電的一半。而對于甘肅省,補償費用則高于火電。
a8:各地新型儲能參與■頻政策對比
?方西北
華東(以E為例)的匕(以日常為例)
是是是是
*h?基準熾分電?(MWh)枳分電?(MWh)兩蛔E程(MW)四ft里程(MW)
制里程X1.5X里程報
?日撲隹費用通價
”?姨里程乂2.5元里程報價上限12元
計算方式一中YAGC=360元/MW月積分電元/MWh/MW/MW
備用輔助服務(wù)指為保證電力系統(tǒng)可靠供電,在調(diào)度需求指令下,并網(wǎng)
主體通過預留調(diào)節(jié)能力,并在規(guī)定的時間內(nèi)響應調(diào)度指令所提供的服
務(wù)。備用分為旋轉(zhuǎn)備用和冷備用。轉(zhuǎn)動慣量輔助服務(wù)是為了應對新能
源穩(wěn)定性弱而引入的目的是加強電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的的輔助服務(wù),爬坡
輔助服務(wù)是為了應對新能源或負荷劇烈變化而引入的輔助服務(wù)。這兩
項輔助服務(wù)目前開展的地區(qū)較少。另外隨著各地缺電形勢加劇,各地
新版“兩個細則”均對需求側(cè)響應和虛擬電廠參與輔助服務(wù)獲取收益
的方式進行了規(guī)定。其中南方區(qū)域的規(guī)定最為詳細,不僅規(guī)定了需求
側(cè)響應和虛擬電廠的準入門檻,還對調(diào)節(jié)能力、持續(xù)時間等進行了規(guī)
定,補償費用為固定補償。甘肅省對需求側(cè)響應和虛擬電廠的準入門
檻最低,分別僅有1MW和5MW,遠低于南方區(qū)域,價格形成方式
為市場報價,價格上限低于廣東,但另行規(guī)定了應急削峰和應急填谷
服務(wù),補償標準接近廣東省。
華東區(qū)域和華北區(qū)域在“兩個細則”中對需求側(cè)響應和虛擬電廠均未
做單獨規(guī)定,而是將其直接納入到APC(自動功率控制)輔助服務(wù)
中。APC輔助服務(wù)是AGC(自動發(fā)電控制)的延伸,AGC一般僅針
對發(fā)電廠,而APC則進一步涵蓋了儲能以及用戶側(cè)資源等,也就是
說在這些地區(qū)需求惻響應和虛擬電廠是納入調(diào)頻輔助服務(wù)聯(lián)合補償,
這也與調(diào)頻輔助服務(wù)的原理有關(guān),后面第2章可以看到歐洲的虛擬電
廠基本都是納入調(diào)頻輔助服務(wù)。APC與AGC類似,補償費用獲取主
要與調(diào)節(jié)量和調(diào)節(jié)系數(shù)有關(guān)。
1.3容量電價:抽蓄和氣電已實行容量電價煤電容量電價仍在探索
如果電能量市場可以充分反應成本,那么按理說對于煤電,即使未來
利用小時數(shù)下降,依然可以通過提高高峰時段電價(此時新能源無法
提供電能,煤電擁有定價權(quán))來彌補收益,這是最為理想的情況c但
實際情況,以上機制會面臨兩個問題:(1)難以預測未來電價:對
于長期的用電需求及新能源出力難以做出準確預測,火電企.業(yè)難以精
確預估電價趨勢;(2)無法激勵冗余機組建設(shè):電力系統(tǒng)作為公用
事業(yè)屬性,保證供旦安全是首要目的,在極端情況(高溫導致用電負
荷超出預期、外部因素導致部分機組非止常停機等)下應保證有冗余
機組提供電能,但只有電能量市場的情況下,投資方?jīng)]有意愿建設(shè)冗
余機組。那么此時部分國家便研究出臺了容量電價政策。電網(wǎng)預估未
來全社會冗余容量需求,并出臺容量補償(固定數(shù)額)或容量電價(市
場競標)來支付給這部分機組保證其收益。這部分電量不論后續(xù)是否
需要調(diào)用,均需要支付給機組,相當于用戶側(cè)支付的“保險”。需要注
意的是:容量電價由用戶側(cè)支付這一點相當重要,因為根本上來說極
端情況下容量不足,對于發(fā)電企業(yè)來說并沒有實質(zhì)性損害。
在我國,目前名義上的容量電價主要包括抽水蓄能、天然氣發(fā)電以及
山東省和云南省的煤電。抽水蓄能:我國截至目前共出臺了2014年
7月《關(guān)于完善抽蓄電站價格形成機制有關(guān)問題的通知》和2021年
4月《關(guān)于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》兩份抽水蓄能
電價政策文件,均強調(diào)了抽水蓄能執(zhí)行兩部制電價,其中容量電價主
要休現(xiàn)抽蓄電站保障電力系統(tǒng)安全的價值:彌補固定成木+合理收益;
電量電價體現(xiàn)調(diào)峰填谷效益,彌補抽發(fā)電損耗等變動成本,條款基本
一致。政府核定的抽水蓄能容量電價對應的容量電費由電網(wǎng)企業(yè)支付,
納入省級電網(wǎng)輸配電價回收。與輸配電價核價周期保持銜接,在核定
省級電網(wǎng)輸配電價忖統(tǒng)籌考慮未來三年新設(shè)產(chǎn)抽水蓄能電站容量電
費。容量電價機制按照6.5%準許收益率核定。
天然氣發(fā)電:天然氣發(fā)電響應速度快的優(yōu)點使其成為部分地區(qū)重要的
頂峰電源和調(diào)峰電源。這也導致天然氣發(fā)電利用小時數(shù)較低、電價較
高。為了保證天然氣發(fā)電的合理收益,各地對大然氣發(fā)電的電價都做
出了特殊規(guī)定,大體可以分為兩種:(1)第一種以湖南、廣東等地
為代表,根據(jù)機型、利用小時數(shù)不同規(guī)定電價。比如湖南、廣東;(2)
第二種以河南以及江浙滬等地為代表,采用了容量電價+上網(wǎng)電價兩
部制電價。
山東容量電價:山東省容量電價與山東省現(xiàn)貨市場推進有關(guān),2020
年6月山東省發(fā)布《山東省電力現(xiàn)貨市場交易規(guī)則(試行)》,首次
提出了容量補償。容量補償電價(當前價格為0.0991元/度)直接附
加在電價中,由市場化用戶承擔,并由機組能夠提供的可用容量分攤。
云南容量電價:云南容量電價出臺時間為2022年12月的《云南省
燃煤發(fā)電市場化改革實施方案(試行)》,文件規(guī)定燃煤發(fā)電企業(yè)最
大發(fā)電能力和最小發(fā)電能力之間的可調(diào)節(jié)空間參與調(diào)節(jié)容量市場交
易,交易價格為220元/千瓦?年±30%,買方為未自建或購買共享儲
能服務(wù)的新能源場站。前文我們分析過容量電價木質(zhì)上是用電側(cè)為可
靠用電購買的“保險”,目的是促進可靠電源冗余投資以保證電力安全。
從這個角度來看,云南容量電價全部由新能源場站來承擔,且與新能
源的電價相關(guān),因比云南容量電價本質(zhì)上是--種“輔助服務(wù)”,與甘肅
的調(diào)峰容量市場相似,而山東省容量電價更多像給當?shù)鼗痣姍C組整體
的電價補償,并未反應未來容量的需求。從這個角度看,中國尚未有
真正的煤電容量市場。
1.4輸配電價:歷經(jīng)三輪監(jiān)管周期改革電改道路已經(jīng)鋪平
1.4.1輸配電價改革始于03年15年改革全面加速
我國輸配電價市場化改革止式提上議程是在2003年。2003年《國
務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)電價改革方案的通知》中,首次提出輸配電價應
輸配電價由政府價格主管部門按“合理成本、合理盈利、依法計稅、
公平負擔”原則制定,從此我國輸配電價開始正式向“成本+合理收益”
的模式過渡。在此之前,我國電力市場是計劃電價模式,發(fā)電廠的上
網(wǎng)電價和用戶側(cè)銷售電價均由政府核定,電網(wǎng)公司收取的輸配電價實
際上為其差額。這種模式最讓人詬病的地方在于電網(wǎng)公司依靠其壟斷
地位獲取了超額的收益,且這種定價機制過于死板,對于引導用電和
引導建設(shè)電源都有一定的負面影響。
圖9:我國輸配電價的基本組成
輸配電價真正實現(xiàn)全面加速改革則是2015年。2015年3月15B,
《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》(中發(fā)
【2015】9號)下發(fā),輸配電價改革全面加速。2016年12月22日,
國家發(fā)展改革委印發(fā)《省級電網(wǎng)輸配電價定價辦法(試行)》,2017
年12月29日,國家發(fā)展改革委印發(fā)《區(qū)域電網(wǎng)輸電價格定價辦法
(試行)》《跨省跨區(qū)專項工程輸電價格定價辦法(試行)》和《關(guān)
于制定地方電網(wǎng)和增量配電網(wǎng)配電價格的指導意見》,對省級電網(wǎng)、
區(qū)域電網(wǎng)、跨省跨區(qū)專項以及增量配電網(wǎng)價格進行了全面細化,并規(guī)
定了每三年作為一個監(jiān)管周期,首個監(jiān)管周期到2019年結(jié)束。2020
年,隨著《省級電網(wǎng)輸配電價定價辦法》、《區(qū)域電網(wǎng)輸電價格定價
辦法》、《跨省跨區(qū)專項工程輸電價格定價辦法》等規(guī)定正式發(fā)布,
我國正式制定出臺了第二監(jiān)管周期輸配電價,全面完善了定價規(guī)則,
規(guī)范了定價程序,實現(xiàn)了嚴格按機制定價;首次實現(xiàn)了對所有省級電
網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng)輸配電價核定的一次性全覆蓋,首次核定了分電壓等級
理論輸配電價,首次將“網(wǎng)對網(wǎng)”外送輸電價格納入省級電網(wǎng)核價。至
此2005年《關(guān)于印發(fā)電價改革實施辦法的通知》中制定的目標才基
本完成。
輸配電價三個組成部分中,共用網(wǎng)絡(luò)輸配電價和專項服務(wù)價格統(tǒng)均采
用“核定成本”+”準許'收益的機制,其中受歷史沿革問題影響,我國輸
配電價存在大額的交叉補貼,主要是高電壓用戶向低電壓用戶補貼以
及不同省份之間的交叉補貼等。根據(jù)《省級電網(wǎng)輸配電價定價辦法》,
省級電網(wǎng)實行“準許成本+合理收益”的定價模式,各電壓等級輸配電
價=該電壓等級總準許收入+本電壓等級的輸配電量。我們可做如下簡
要分析:(1)根據(jù)2017—2020年分電壓等級投資數(shù)據(jù)來看,電網(wǎng)單
位容量投資額基本呈現(xiàn)電壓越低單位投資額越高的特點。(2)而我
國目前裝機以火電、水電等直接接入220kV及以上電網(wǎng)的大型機組
為主,電量隨電壓等級遞減。(3)高電壓等級電網(wǎng)建設(shè)利用率高,
傳輸相同電量所需的容量更少?;谝陨先c,低電壓等級電網(wǎng)輸配
電價應顯著高于高電壓等級。交叉補貼存在的問題:交叉補貼歷史較
久,我們認為在我國優(yōu)先保證居民和農(nóng)業(yè)用電的基本原則下,短期破
除難度較大。但交叉補貼影響了實際供需關(guān)系,且隨著居民用電比例
提高矛盾會更加突出。
1.4.2第三監(jiān)管周期改革落地制約市場化交易頑疾基本破除
2023年5月15日,國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于第三監(jiān)管周期省級電網(wǎng)輸
配電價及有關(guān)事項的通知》,第三監(jiān)管周期輸配電價終于落地。第三
周期電網(wǎng)輸配電價核定在多方面取得實質(zhì)性突破,預示著新一輪電改
加速。對比2017?2019、2020-2022兩個監(jiān)管周期,我們分析第三監(jiān)
管周期輸配電價核定有三大核心亮點:1)終端電價中,不同電壓等
級之間的輸配電價差距拉大,容量電價區(qū)分電壓等級,減少不同電壓
等級之間的交叉補貼。2)精簡用戶類別,減少不同類型用戶之間的
交叉補貼;3)明確終端電價構(gòu)成,完善系統(tǒng)運行成本傳導。上述三
點都旨在理順輸配環(huán)節(jié)電價機制,為發(fā)電側(cè)更進一步的市場化改革打
下基礎(chǔ),預示著我國新一輪電改有望大幅加速。
1)長期以來,制約我國電力市場化改革的核心阻力之一為輸配環(huán)節(jié)
價格核定,而制約輸配環(huán)節(jié)價格理順的核心阻力是交叉補貼和不平衡
資金傳導,兩大堵點在第三周期核定中全部涉及。我國2015年提出
電改9號文,拉開本世紀繼2002年電改5號文后的第二輪電改序幕,
核心思想是“管住中間,放開兩頭”。在電力產(chǎn)業(yè)鏈中,電網(wǎng)屬于“中間”,
具備自然壟斷屬性,由政府按照準許收益率核定價格,而發(fā)電和用電
則是“兩頭”,需要引入市場化競爭來提升效率?!胺砰_兩頭”除了放開
發(fā)電側(cè),另一個重要抓手是鼓勵社會資本以混合所有制方式發(fā)展配電
業(yè)務(wù)。
早在國家能源局2016年頒布的《有序放開配電網(wǎng)業(yè)務(wù)管理辦法》中
即規(guī)定,“配電網(wǎng)運營商擁有配電區(qū)域內(nèi)與電網(wǎng)企業(yè)相同的權(quán)利,并
切實履行相同的責任和義務(wù)”,但是截至目前,由社會主體投資的增
量配電網(wǎng)發(fā)展嚴重低于預期,除面臨電網(wǎng)在接入方面的障礙外,一個
重要阻力即不同電壓等級之間的交叉補貼。根據(jù)我國現(xiàn)行政策,在給
定各電壓等級輸配電價格后,增量配電網(wǎng)能夠獲得的收入上限就是不
同電壓等級之間的輸配電價差,如增量配電網(wǎng)一端接入10kV電壓用
戶,另一端接入220kV電網(wǎng),配電網(wǎng)的收入即10kV電壓等級與220kV
電壓等級的輸配電價差值。但是在我國2017-2019.2020-2022兩個
周期的輸配電價核定中,不同電壓等級之間存在巨大的交叉補貼,并
未反映真實的輸配電成本,一方面不同電壓等級之間的輸配電價差極
小,另一方面容量電價并未區(qū)分電壓等級,可理解為各電壓等級之間
的容量電費價差為零,增量配電網(wǎng)無論電壓等級如何,均需向高電壓
等級電網(wǎng)全額交納容量電費,無法從中獲得收益,導致配電網(wǎng)改革滯
后。而配電網(wǎng)改革的滯后也限制了電力系統(tǒng)整體的市場化程度,削弱
發(fā)電側(cè)議價權(quán)。
2)電網(wǎng)企業(yè)購銷價差商業(yè)模式徹底變?yōu)闅v史,系統(tǒng)不平衡資金明確
傳導至用戶側(cè),減少發(fā)電企業(yè)壓力。此次明確工商業(yè)用戶用電價格由
上網(wǎng)電價、上網(wǎng)環(huán)節(jié)線損費用、輸配電價、系統(tǒng)運行費用、政府性基
金及附加組成,其中系統(tǒng)運行費用包括輔助服務(wù)費用、抽水蓄能容量
電費等,電網(wǎng)公司徹底結(jié)束購銷價差模式c在過往實踐中,由居民等
用戶產(chǎn)生的不平衡資金,通常不能向下游傳導,輔助服務(wù)費用和抽水
蓄能成本的分攤也缺乏制度性規(guī)定,往往由電力系統(tǒng)內(nèi)部消化。此次
明確終端電價構(gòu)成,輔助服務(wù)費用和抽水蓄能電價在終端電價中單列,
由終端用戶支付,與電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè)均無關(guān)極大減少發(fā)電企業(yè)壓力。
3)終端用戶類別進一步精簡,減少不同用戶類別之間的交叉補貼。
此次文件提出用戶用電價格逐步歸并為居民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及工商業(yè)
用電(除執(zhí)行居民生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電價格以外的用電)三類;尚未
實現(xiàn)工商業(yè)同價的地方,用戶用電價格可分為居民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、
大工業(yè)、一般工商業(yè)用電(除執(zhí)行居民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和大工業(yè)用電
價格以外的用電)四類。用戶類別的精簡進一步減少不同用戶類別之
間的交叉補貼,為不同用戶公平參與市場化交易掃清障礙。
4)線損單獨列示,進一步為市場化交易鋪路。一個容易被忽視的點
是,本次核定的輸配電價中不再包括線損,而是作為綜合線損率單獨
列示。在非市場化機制下,線損與上網(wǎng)電價相關(guān),作為折價統(tǒng)一核算
在輸配電價中。但市場化交易下,上網(wǎng)電價出現(xiàn)波動,線損電費也會
跟著上網(wǎng)電價波動,而輸配電價每三年核定一次,線損不宜再直接折
算為輸配電費,故將線損單獨列示,最終將直接反應在電量中。此項
改革將徹底理清線損的承擔方,為后續(xù)進一步的市場化交易鋪路。
1.4.3電網(wǎng)仍是電力交易核心環(huán)節(jié)電力供需主要在省內(nèi)完成
目前我國電能量交易市場的參與方主要包括發(fā)電企業(yè)、輸配電網(wǎng)、電
網(wǎng)調(diào)度、電力用戶、售電公司以及電力交易中心等。電網(wǎng)調(diào)度部門根
據(jù)電網(wǎng)以及機組實際情況,向電力交易中心發(fā)出約束條件從而形成電
力交易的邊界條件。電力交易中心作為電力合約交易場所,發(fā)電企.業(yè)、
電力用戶、售電公司均通過電力交易中心完成電能量交易,電網(wǎng)調(diào)度
根據(jù)電網(wǎng)、電源狀態(tài)以及交易結(jié)果,向發(fā)電企業(yè)和輸配電網(wǎng)發(fā)出調(diào)度
指令,完成實際運行。但是在我國,輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)資產(chǎn)以及電網(wǎng)調(diào)
度部門均屬于電網(wǎng)公司所有,電網(wǎng)公司同時也參股電力交易中心。此
外,由于電能量市場建設(shè)還處于非常初級階段,直接交易和通過售電
公司交易無法覆蓋全部市場,因此還需要電網(wǎng)代理購電,電網(wǎng)實際上
也完成了大量售電公司的職責(2022年廣東省電網(wǎng)代購電2323.2億
千瓦時,占總交易電量43.8%)。
2.他山之石:國外電力市場對國內(nèi)電改的啟示
2.1我國電力結(jié)構(gòu)與歐洲有類似之處歐洲已建立跨國電力交易平臺
前面提到,由于歷史沿革原因,我國大陸地區(qū)除內(nèi)蒙古和河北外,每
個省級行政區(qū)均設(shè)有1個省級電網(wǎng),加上內(nèi)蒙古自治區(qū)的蒙東、蒙西
和河北的冀北、河北南網(wǎng)4個省級電網(wǎng),共有33個省級電網(wǎng),大部
分電力的生產(chǎn)和消納均在省內(nèi)完成。我國跨省輸電電量穩(wěn)步提升,從
2009年的4459億千瓦時上升至2022年的14610億千瓦時,增加
約3倍,占比也從12.2%提升到17.4%,2022年全年發(fā)電量約8.4
萬億千瓦時。
圖12:2009-2022年我國年發(fā)電量和省間輸送電量(億千瓦時)
20.00%
18.00%
16.00%
14.00%
1200%
10.00%
8.00%
6.00%
4.00%
2.00%
0.00%
20092010201120122013201420152016201720182019202020212022
一發(fā)電■一匕間輸送電■——占比(右軸)
根據(jù)BP數(shù)據(jù),歐洲(不包括獨聯(lián)體地區(qū))2021年的總發(fā)電量4.03
億千瓦時,大約為中國的一半,而且歐洲也由30余個大大小小的國
家組成,與中國的情況有一定的相似性。2014年歐洲理事會呼吁到
2020年歐盟成員國跨國輸電能力(跨國輸電容量/發(fā)電裝機容量)達
到至少10%,這一目標在2018重新修改,目標是2030年跨國輸電
能力達到15%,2021年有16個國家表示有望在2030年前完成這一
目標。
2009年歐洲六大輸電運營商聯(lián)盟達成協(xié)議,組建ENTSO-E,
ENTSO-E是歐洲TSO(TransmissionSystemOperators,輸電系
統(tǒng)運營商)組成的非盈利組織。其時,成員包括36個國家的43個
輸電運營商,主要職責包括制定電網(wǎng)規(guī)劃、協(xié)調(diào)電力輸送、制定市場
規(guī)范、推動新能源發(fā)展,這也為歐洲跨國電力市場打下了基礎(chǔ)。截止
目前,ENTSO-E由來自35個國家的39個TSO正式成員和2個觀
察成員組成,基本包括了除俄羅斯、白俄羅斯、英國(除北愛爾蘭)
外的歐洲所有主要國家。所有成員國中,除德國和奧地利外,均只有
1個TSO來負責本國的輸電資產(chǎn)、運維,通常來說TSO負責
380/220kV電網(wǎng)運行。部分國家TSO兼電力調(diào)度職責,而部分國家
除TSO外還有ISO(IndependentSystemOperators,獨立系統(tǒng)運
營商)來專門負責電力調(diào)度。
跨國電力輸送在歐洲新能源轉(zhuǎn)型中將發(fā)揮巨大的作用。根據(jù)
ENTSO-E的報告,截止2022年ENTSO-E成員國跨國輸電能力為
93GW。如果到2030年再增加64GW跨國輸電能力,則相比于不增
加跨國輸電能力每年多消納170億千瓦時新能源、少使用90億千瓦
時天然氣電量、減少1400萬噸二氧化碳排放并節(jié)省50億歐元發(fā)電
成本。
歐洲電網(wǎng)實行輸配分離的結(jié)構(gòu)。除TSO外,歐洲還有數(shù)千家DSO
(DistributionSystemOperators,配電系統(tǒng)運營商),其職能與TSO
類似,區(qū)別在于DSO管理電壓等級較低的輸電線路,且DSO之間
的互聯(lián)較少,其主要職責是做好TSO和用戶的銜接,保證電力能有
效地傳輸給用戶,同時保證DSO和TSO安全穩(wěn)定運行。在歐洲新
能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略下,越來越多的分布式電源、工商業(yè)和戶用儲能接入
DSO,使得DSO從單一的電能接收和轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)變?yōu)殡娏ιa(chǎn)和消費
同時進行的環(huán)節(jié),這也對DSO的運行帶來了巨大調(diào)整,去中心化成
為大勢所趨。歐盟統(tǒng)一電力市場是歐洲統(tǒng)一大市場的組成部分,統(tǒng)一
市場的建設(shè)經(jīng)歷了從頂層設(shè)計到細化規(guī)則,從單個國家市場到跨國區(qū)
域市場,從中長期交易到日前、日內(nèi)交易的分階段推進過程。
歐洲的電力市場主要由批發(fā)市場和系統(tǒng)服務(wù)兩部分組成,基本結(jié)構(gòu)與
我國目前電力交易類似,但是歐洲將絕大部分電量放在批發(fā)市場中,
并通過場內(nèi)和場外交易兩種形式完成。其現(xiàn)貨市場與中國類似,但是
有更多的衍生品交易來確保電價穩(wěn)定。在枇發(fā)市場外,還有主要由
TSO或DSO負責的系統(tǒng)服務(wù),主要為了保證電力系統(tǒng)的實時平衡,
這一機制在歐洲被稱為EB(ElectricityBalancing,電力平衡)機制。
需要注意的是,歐洲電力市場得以推進的核心在于EEX、ISO、TSO
和DSO的互相配合。因為不論TSO和DSO如何拆分,在所屬區(qū)域
均具有壟斷特性,在一個地區(qū)設(shè)置多個DSO來產(chǎn)生競爭,從各方面
來看均不具備可行性。因此競爭只能在EEX中完成,TSO和DSO
只負責根據(jù)交易結(jié)果和ISO的調(diào)度指令來運營電力資產(chǎn)。
2.2平衡市場和輔助服務(wù)市場
歐洲的平衡市場源于2017年12月23日歐盟委員會EB條例,該條
例給出一個指導方針,使得各國可以在平衡市場中共享資源,從而使
發(fā)電量始終與用電量相等。從實際達成的效果來看,歐洲平衡市場與
我國的調(diào)頻輔助服務(wù)類似。在平衡市場中:調(diào)度智能歸于TSO或者
DSO,參與平衡市場運行和結(jié)算的市場成員包括BSP(Balance
ServiceProvider,BSP)和BRP(BalanceResponsibilityParty,
BRP)等。其中BSP提供平衡資源,在實際運行中根據(jù)系統(tǒng)頻率變
化或調(diào)度指令改變自身出力以幫助系統(tǒng)恢復平衡,BRP是承擔責任
并參與不平衡結(jié)算的市場成員。
圖16:平衡市場運行和結(jié)門機制
平衡服務(wù)的能量補償
BSP
容量補償)
\電能市場上
競價、雙邊合約或/''下調(diào)報價
與電能聯(lián)合出清,
容
精
結(jié)
算
平衡市場將為需求惻響應、儲能以及綜合能源等提供新的參與機會,
從而調(diào)動他們加入到市場競爭以提高全社會用能效率。歐洲的統(tǒng)一平
衡市場建立在各國輔助服務(wù)的基礎(chǔ)上,目前主要的品種包括FCR
(FrequencyContainmentReserve)>aFRR(automaticFrequency
RestorationReser\<e)、mFRR(manualFrequencyRestoration
Reserve)、VoltageControl>BlackStart等,大體上對應我國的一
次調(diào)頻、二次調(diào)頻、電壓控制、黑啟動等。
2.3容量市場是電能量市場的補充但不同國家對此看法不一
目前各國對于容量市場的看法不一,對容量市場持正面看法的國家認
為,容量市場可以確保電力運營商進行冗余投資以應對極端天氣或極
端條件下電力供應問題。對容量市場持負面看法的國家則認為,容量
市場提高了全社會用電成本,而且對于容量市場能否引導冗余投資持
懷疑態(tài)度,這些國家認為極端情況下的高電價是止常現(xiàn)象,相比容量
市場可以做到全生命周期用電成本最低。
美國:美國PJM設(shè)置了容量市場。PJM等區(qū)域還意識到如果完全按
照現(xiàn)貨市場實時出清,電力公司將沒有動力建設(shè)冗余備用機組,導致
系統(tǒng)難以應對極端天氣等突發(fā)情況,因此PJM早在1998年就設(shè)立
了單獨的容量市場。PJM容量市場也是一種期貨市場”,由PJM交
易中心測算未來3年的必要容量需求,提前三年拍賣,包括一次基礎(chǔ)
拍賣和后續(xù)的三次補充拍賣(如2023年所需容量的基礎(chǔ)拍賣在2020
年5月進行),保障電力公司競拍得到容量指標后,有充足的時間進
行機組建設(shè)。在未來容量履約期內(nèi),負有容量義務(wù)的電力公司必須提
供隨時可調(diào)用的容量,如果不足需要在日前容量二級市場中購買。美
國PJM市場容量市場的拍賣機制與電能量市場類似,同樣采用“邊際
出清”機制。電網(wǎng)計算出容量需求,各類型機組根據(jù)其成本報價并按
報價從低到高排序,直到容量需求被滿足時的價格作為所有中標機組
的出清價格。容量市場與電能量市場的區(qū)別在于,容量市場的需求更
加計劃性,而供給州較為市場化,而電能量市場兩側(cè)都更加市場化。
英國:容量市場規(guī)模由政府確定,然后通過拍賣在市場上購買容量,
最低出價者提供容量,但如果未能交付,最低出價者將面臨嚴厲的處
罰。英國第一次容量拍賣于2014年12月舉行,目的是在2018/19
年冬季提供足夠的產(chǎn)能,耗資近10億英鎊。英國政府在2018/19年
度的第一期交付中確保了略高于50吉瓦的容量。但是容量市場也可
能容易受到操縱,英國市場監(jiān)管機構(gòu)曾展開了一項調(diào)查,懷疑五家電
力公司可能在其新電站計劃中提供了誤導性信息從而影響了容量市
場的價格。此外在英國早期的容量市場中,煤電成為了最主要的受益
者,這與公眾的普遍認知不符(當然我們認為這是正常的)。
法國:法國的容量市場選擇了去中心化的設(shè)計,電力零售商有義務(wù)提
前四年根據(jù)客戶的峰值需求確保容量,必須從發(fā)電站運營商那里購買
容量證書。法國冬天有巨大的容量需求,因為法國大部分供暖都依賴
于電力,鄰國比利時也希望通過容量市場為新建天然氣發(fā)電的投資提
供補貼。在其他電力市場化程度更為極端的國家或地區(qū),比如美國德
州、加州以及德國等,均不設(shè)置容量市場。
3.立足國情:國內(nèi)電改的可能方向
3.1最艱巨能源轉(zhuǎn)型之路需要明確的制度促進改革
我國面臨著人類歷史上最為艱巨的新能源轉(zhuǎn)型之路。中國如今已經(jīng)擁
有全世界最大的電力系統(tǒng),2021年我國發(fā)電量占全球比例已達到
30%,接近第二名美國的2倍,更重要的是我國的用電規(guī)模仍在快速
增長,2021年我國全年新增發(fā)電量達7552億千瓦時(BP口徑),
是德國2021年全國用電量的接近1.3倍,而德國總發(fā)電量從近20
年基本維持在穩(wěn)定水平。
圖18:2021年世界各國發(fā)電量比重
意大利其他中國
1.0%34.5%30.0%
加拿
大韓國
15.5%
23%2」%
法國印度.「德國―日本
1.9%6.0%1.1%2.1%3.6%
我國新能源轉(zhuǎn)型伊始便布滿荊棘。此外,受光伏組件和儲能成本上漲
等因素影響,2021年、2022年集中式光伏裝機規(guī)模分別僅為2560
萬千瓦和3629萬千瓦,明顯低于預期。風電新增裝機規(guī)模則從2020
年開始連續(xù)三年下滑,雖然與2020年和2021年兩次風電搶裝有關(guān),
但仍顯示出我國新能源建設(shè)難度超過大家預期。在這樣的背景下,電
力市場規(guī)則對于新能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。從海外國家經(jīng)驗教訓來看,一
套合理的電力市場規(guī)則應滿足以下條件:(1)通過有效的長期信號,
推動可再生能源、靈活性資源和電網(wǎng)的投資,擁有充足的容量保證用
電安全。(2)促進資源的高效調(diào)度和消費,同時促進整個電力系統(tǒng)
空間和時間上的靈活性;(3)電力市場規(guī)則應該與電力系統(tǒng)的能力
和安全性要求相一致,保證電網(wǎng)安全可靠運行;(4)保證電力用戶
用電安全性和經(jīng)濟性。
新能源是電力系統(tǒng)完成碳中和目標的核心,但并非唯一發(fā)展方向。新
能源可以提供清潔的電量支持,但由于新能源發(fā)電具有間歇性,R難
以提供充足的無功、轉(zhuǎn)動慣量等缺點,因此未來的電力系統(tǒng)一定會需
要更多的角色參與,包括儲能、氫能、電網(wǎng)以及需求側(cè)資源彌補新能
源的缺點。
一、通過長期投資信號保證電力系統(tǒng)充足容量和靈活性
由于我國用電需求還在高速增長中,特別是用電負荷還在快速增長。
2021年和2022年我國最高用電負荷分別增加1.14億千瓦和1億千
瓦,均超過德國全國的用電負荷。在目前技術(shù)基礎(chǔ)下,頂峰電源依然
需要繼續(xù)建設(shè),根據(jù)我們測算,為了保證全國頂峰供電能力的需求,
到2030年煤電裝機需要達到14.8億千瓦,相比2022年底仍要增加
約3.8億千瓦。在過去機制下,煤電廠收入=電價x利用小時數(shù)x發(fā)電
容量,但煤電利用小時數(shù)下降是必然趨勢,收入也呈下降趨勢,對煤
電建設(shè)是負面信號。
此外對于儲能及需求側(cè)資源來說,雖然理論上現(xiàn)貨確實能夠使其獲得
商業(yè)運行的可能,但是現(xiàn)貨市場的收益相對來說波動較大且不確定,
因此給與他們必要的長期投資信號也是必須的。此外,明確的長期投
資信號對于新技術(shù)投入商業(yè)運行給與指引,從而有效引導在新興技術(shù)
上的資本投入??赡艿呐e措包括:(1)對可再生能源的支持機制。
包括a)逐漸建立碳市場、綠電交易市場,讓可再生能源獲取合理的
環(huán)境溢價。b)通過多樣的長期購電協(xié)議來保證新能源收益的穩(wěn)定性;
O探索雙向差價合約機制,避免電價過高時新能源獲取過多的超額
收益等。(2)傳統(tǒng)電源時代不被重視的容量價值需要得到體現(xiàn)。通
過建立容量補償或容量電價機制,可以提高煤電、儲能等資源建設(shè)的
積極性,從而給整個電力系統(tǒng)提供充足性。(3)電力信息需要公開
透明。電力系統(tǒng)的運行和交易具有特殊性,電網(wǎng)公司不論結(jié)構(gòu)如何總
是多少擁有壟斷的特性,為了讓電力交易能夠順暢進行,盡量降低全
社會用電成本,跟電力交易有關(guān)的信息需要透明,才能確保所有電力
市場參與者都能公平交易。此外,公開電網(wǎng)的相關(guān)信息也非常重要,
特別是必要的網(wǎng)架信息以及電網(wǎng)長期的規(guī)劃。
二、通過靈活的短期價格信號增加電力系統(tǒng)靈活性
為了提高能源系統(tǒng)的短期靈活性,日前、日內(nèi)和實施平衡價格信號對
于確保發(fā)電和用電的有效調(diào)度、優(yōu)化綜合能源系統(tǒng)至關(guān)重要。為了滿
足未來靈活資源組合的需求,短期市場需要逐步接近實時運行,采用
更短的結(jié)算期,消除市場進入獲取收益的障礙。
靈活的短期價格信號對于調(diào)動分散的能源和靈活性資源,特別是分布
式電源、用戶側(cè)儲能、電動車、虛擬電廠、需求側(cè)響應等具有積極意
義。因為對于這些資源來說,為電力系統(tǒng)提供靈活性可能并不需要過
多額外的資本投入,短期價格信號的意義更加明顯一些。而從更長遠
的視角來看,短期價格信號對于電力系統(tǒng)與其他能源系統(tǒng)(如交通、
熱力、燃氣等)進行耦合互補也有積極作用。
三、通過輔助服務(wù)市場等確保電力系統(tǒng)有足夠的資源應對風險
輔助服務(wù)本質(zhì)上是彌補電力交易的局限性,大部分輔助服務(wù)需要根據(jù)
電網(wǎng)實時運行狀況及時調(diào)用。但輔助服務(wù)同樣需要建立市場,反應出
電力系統(tǒng)對輔助服務(wù)資源的迫切性,從而引導輔助服務(wù)資源的建設(shè)。
這需要兩方面的努力:a)電網(wǎng)公司能夠?qū)﹂L期的輔助服務(wù)需求提出
規(guī)劃;b)在此基礎(chǔ)上市場的設(shè)計必須反映電網(wǎng)的實際情況和需求。
3.2結(jié)合國情我國電力體制改革的可能方向有哪些
如果說2020年雙碳目標的提出是給電力行業(yè)指出了未來40年的發(fā)
展方向,那么電改就是電力行業(yè)邁向目標的核心推手。舊的電力體制
己無法適應新的需要,改革勢在必行,過去兩年電力行業(yè)面臨的種種
困境已經(jīng)證明了這一點。電改給電力行業(yè)帶來的變革,主要在于電力
行業(yè)收入端的擴容以及內(nèi)部的收入再分配。首先是電力行業(yè)收入端的
整體擴容,雖然目前僅就電量成本而言,新能源在大部分地區(qū)相比火
電已經(jīng)具有優(yōu)勢,部分地區(qū)甚至逼近水電,但由于新能源提供的容量
和調(diào)節(jié)能力相當有限,加上為保證新能源消納和用電安全的調(diào)節(jié)和容
量成本,整體而言電源側(cè)的投資將呈現(xiàn)大幅上升的態(tài)勢。據(jù)我們測算
為保證碳達峰、用電安全以及增加調(diào)節(jié)能力,十四五和十五五期間電
源側(cè)投資額需要進一步提高到1萬億以上,同時還需要投資抽水蓄能、
儲能等靈活性資源,相比雙碳目標提出前的4000—5000億左右的量
級至少翻倍以上,而電力消費量的增長相對有限??紤]到電力資產(chǎn)收
益率情況對電力投資持續(xù)性至關(guān)重要,因此整個電力行業(yè)收入端的擴
容也至關(guān)重要,否則會對雙碳目標帶來負面影響,這也是全社會為雙
碳轉(zhuǎn)型所必須承擔的成本。
一、陸續(xù)放開優(yōu)先發(fā)電和優(yōu)先購電
按照《電力中長期交易基本規(guī)則(暫行)》和《關(guān)于有序放開發(fā)用電
計劃的實施意見》,優(yōu)先發(fā)電的順序為跨省跨區(qū)優(yōu)先發(fā)電、保障性收
購新能源、可再生能源調(diào)峰機組、二類優(yōu)先發(fā)電機組(水電、核電、
余熱余壓余氣發(fā)電等)。從電力交易的角度,優(yōu)先發(fā)電和優(yōu)先購電排
除在電力交易市場之外,并根據(jù)電網(wǎng)的預測和計算作為電力交易的邊
界。從未來長期趨勢來看,所有電源都要需要陸續(xù)進入電力市場進行
交易,根據(jù)《電力中長期交易基本規(guī)則(暫行)》的指導思想,進入
電力市場的先后順序應為氣電、可調(diào)節(jié)水電、核電、不可調(diào)節(jié)水電、
風電及光伏。目前我國優(yōu)先購電主要包括一產(chǎn)用電,三產(chǎn)中的重要公
用事業(yè)、公益性服務(wù)行業(yè)用電,以及居民生活用電,出于公平角度,
短期內(nèi)這部分用電量可能不會進入電力市場,將仍執(zhí)行優(yōu)先購電,那
么相應的還會保持一定規(guī)模的優(yōu)先發(fā)電。但由于優(yōu)先發(fā)電和優(yōu)先購電
規(guī)模增長可能出現(xiàn)明顯偏差,因此也不排除后續(xù)取消優(yōu)先購電而采取
補貼的方式降低其用電負擔的可能。
二、進一步放松中長期和現(xiàn)貨市場價格限制
我國目前絕大部分地區(qū)對中長期和現(xiàn)貨市場價格都執(zhí)行了限價,普遍
認為主要出于以下幾點原因:(1)中長期市場決定了全社會用電成
本的水平,當前能源價格較高如果完全傳遞到電力市場,可能造成用
電成本大幅上升;(2)我國電力市場制度設(shè)置尚處于早期,完全放
松價格限制可能造成價格波動過大;(3)一旦放開限價可能導致部
分電源產(chǎn)生暴利,不符合大眾對電力企業(yè)公用事業(yè)屬性的定位。但是
從長期來看,限價如果長期保持,可能從全社會福利的角度會造成損
害;(1)目前價格不僅設(shè)上限還設(shè)置了下限,如果能源價格大幅下
跌同樣缺乏向下調(diào)節(jié)空間,可能導致全社會用電成本不降反升;(2)
價格限制導致在某些情況下無法如實反應市場供需,難以通過價格信
號有效激發(fā)保供或調(diào)節(jié)能力;(3)限價如果長期限制實際市場供需
的體現(xiàn),可能導致電力投資意愿下降。
三、輔助服務(wù)市場進一步市場化并與現(xiàn)貨市場接軌、范圍進一步擴大
我國目前輔助服務(wù)市場定價機制主要有主管部門直接規(guī)定(如南方、
華東)以及有限價的市場化報價(如西北、華北等)等形式。直接規(guī)
定的形式優(yōu)點是機組的目標收益較為明確,但缺點是定價難以準確反
應市場實際需求,可能導致收益率過高或過低。帶限價的市場化報價
機制比直接定價更靈活,但也難以完全反應市場需求。因此預計后續(xù)
輔助服務(wù)市場也會逐漸市場化并逐漸引入專門的輔助服務(wù)提供商,且
部分輔助服務(wù)將與現(xiàn)貨市場一起聯(lián)合定價或出清,以保證輔助服務(wù)市
場準確定價,并引入更多的市場化主體參與使得電力系統(tǒng)更加靈活、
可靠。
四、陸續(xù)執(zhí)行容量電價,并逐漸向容量市場過渡
煤電:煤電仍然是我國目前最主要的電源類型,后續(xù)煤電在極端情況
下的保供以及調(diào)節(jié)方面將發(fā)揮重要的作用,我國用電負荷仍將保持一
段時間增長,煤電機組建設(shè)需求還在。但后續(xù)煤電整體利用小時數(shù)逐
漸下降已成趨勢,部分機組可能需要改造保持較低出力為新能源讓出
發(fā)電空間,在低利用小時數(shù)下保持合理收益對現(xiàn)有煤電機組穩(wěn)定運行、
提升新建機組建設(shè)意愿都有重要意義。我們預計后續(xù)煤電有望陸續(xù)實
行容量電價,新能源消納壓力較大以及缺電壓力較大的省份有望率先
出臺。儲能:新型儲能也存在給與容量電價的可能性,但與煤電不同,
新型儲能能夠提供的容量有時間限制(取決于配儲時長),因此預計
在獲取容量電價時相比于煤電會有所折扣。新能源:理論上來說,新
能源(包括光伏、光熱、風電等)也可以提供一定程度的容量(風電
和光伏相對較少,光熱相對較多),因此也可以獲取容量電價,這在
國外部分地區(qū)是被允許的。
五、短期內(nèi)輸配分離可能性較小但交叉補貼問題需要解決
就我國國情來看,雖然2002年電改5號文斃出了“輸配分離”的目標,
但從實際執(zhí)行情況來看,輸配分離甚至沒有邁出真正的一步。雖然歐
洲的實際情況是輸配分離(即分為TSO和DSO),但目前來我國短
期內(nèi)實現(xiàn)輸配分離的可能性不大。原因有以下幾點:(1)我國2015
年后才開始輸配電價改革,到目前第三監(jiān)管周期結(jié)束,整體上來看基
本完成了“管住中間”的目標,對電力市場化初步開展已無明顯阻礙;
(2)歐洲雖然有大大小小數(shù)千家DSO,且其所有制多種多樣,但再
小的DSO在其管轄的地域都有排他性,屬于壟斷性企'也。因此歐洲
對DSO均進行了嚴格的監(jiān)管,上中下游一體化經(jīng)營受到限制,在財
務(wù)、管理、法律等兒個層面有嚴格的約束和要求。(3)在電力市場
充分建立后,電網(wǎng)只需要負責平衡服務(wù)以及按實際發(fā)生的電量收取輸
配電價即可,電力供需均由市場決定,理論上電價高低與電網(wǎng)并無直
接利益關(guān)系,且當前較為發(fā)達的數(shù)字化和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),讓客戶、售電
商、發(fā)電企業(yè)對接十分容易,因此判斷輸配分離當下并無迫切性需求。
4.電改需改變電費構(gòu)成影響整個電力產(chǎn)業(yè)鏈的預期收入
電力行業(yè)成本向下游傳導的方式也至關(guān)重要,涉及到電費再分配的問
題。電力行業(yè)目前面臨的困境不是單純的電價“高”還是“低”的問題,
而是全社會應該承擔的成本如何傳導和分攤的問題。短期來看,全社
會每度電電費構(gòu)成應呈如下變化趨勢:(1)傳統(tǒng)電源的電量電費呈
上升趨勢(燃料成本向下游傳導,火電時間價值得到體現(xiàn))。(2)
清潔電源電費呈上升或平穩(wěn)趨勢(清潔電源電費構(gòu)成由現(xiàn)在單一的電
量費用分化為電量費用和環(huán)境費用,電量費用下降,環(huán)境費用上升),
可再生能源發(fā)電環(huán)節(jié)整體受益。(3)容量成本和輔助服務(wù)費用呈上
升趨勢,主要通過容量電價和輔助服務(wù)機制傳導。傳統(tǒng)電源、儲能以
及需求側(cè)資源等都將為此獲益。
■21:
電價
WvJHRzj
費用
交易提高效
率刖源用
火電電■增用
目前每度電未來植度電
費用構(gòu)成費用構(gòu)成
(4)電改帶來的另一大變化便是市場化后的交易環(huán)節(jié)。從全局來看,
此外由于各種類型的限價、政府定價、優(yōu)先購用電的存在,使得電力
交易面臨太多的邊際條件,客觀上阻礙了實現(xiàn)全社會最低成本。電改
后摩擦成本降低,使得電力交易本身產(chǎn)生價值,這也將是未來電力系
統(tǒng)各個參與方降低成本并體現(xiàn)差距的重要環(huán)節(jié)。由此可能帶來電力交
易環(huán)節(jié)興起,并由比推動更多新業(yè)態(tài)和新技術(shù)的發(fā)展?!叭隆苯?jīng)濟有
望在電力行業(yè)大放異彩。我國提出的新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式的
“三新’經(jīng)濟是從簡單投資拉動向
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