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評估電力現貨市場設計與政策目標的一致性

作者:Max Dupuy 來源:《電力決策與輿情參考》 發布時間:2019-07-01 瀏覽:
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一、概述

根據中國國家能源局今年3月發布的《關于征求進一步推進電力現貨市場建設試點工作的意見(征求意見稿)》(以下簡稱文件),以及我們對中國情況和國際經驗的了解,在此提出對中國電力現貨市場建設的評價和建議。

“獲得正確的市場設計”對每個國家都意味著持續挑戰。20世紀90年代,英國等國家率先開始電力市場化改革,當時促進可再生能源發展和脫碳還不是政策制定的高優先級目標。到目前為止,實施電力市場化改革的國家已經對其市場設計和市場規則進行了多輪修訂,并繼續進行激烈的辯論。中國現在進行著新一輪電力體制改革,核心內容之一是建設電力市場,我們的意見旨在為進一步完善市場設計藍圖提供建議。

首先,值得簡要回顧一個首要問題:為什么要建設現貨市場?在任何國家,電力市場的設計應達到以下基本目標2:

一是發現每種資源的可變成本:幫助發現每種資源(包括每個發電機組、儲能單元、分布式能源資源等)的可變(運行)成本,并用于以經濟方式調度電力,從而最大限度地降低成本和排放。

二是為運行提供合理補償:為發電商和其他資源的所有者提供合理的補償,使他們獲得足夠的激勵,促進發電機組高效和靈活的運行。

三是引導投資及淘汰:引導市場對所需發電容量和其他資源進行合理投資以及淘汰不需要的電力機組。

中國官方文件中包含對這三個基本目標的陳述,我們的評論主要集中在政策和市場效果是否利于實現這三個目標上。

二、區域市場

我們非常贊同文件中實施“有利于區域市場建設”這項重要原則。建立覆蓋多個省份的統一綜合的現貨市場,對于消納不斷增長的風能和太陽能發電量,最大化水電的價值,以及幫助降低資本和運營成本非常重要。3

在世界其他地區,包括歐盟和美國部分地區,政策制定者一直在努力創造覆蓋廣闊地域范圍的電力市場,以便發揮效率優勢(特別是,以更少的容量來滿足負荷需求,并且能夠更有效地運行),并利用風能和太陽能發電的可變性,實現在更大的地域范圍內平滑可再生能源出力波動性。?

就中國而言,從一開始就更適宜建立這種廣泛的區域市場。這可以避免以后的一些長期和復雜的工作,例如,歐盟正在努力將各個國家市場“協調”到一個統一的大陸市場,美國中西部和東部的RTO/ISO市場之間協調困難,美國西部在不斷努力開發新的區域市場。

我們建議鼓勵鄰近省份設計單一的綜合市場,或者至少開發兼容的設計,以便以后更容易整合省級現貨市場。例如,南方電網現貨市場試點要求現貨市場首先在廣東實施,區域市場將在稍后實施。這種區域市場將有助于降低系統成本和排放,提高可靠性并促進清潔能源消納。

三、競爭,可變成本和調度

在中國許多地方,現貨市場最初的特點可能是省級(而非區域性)市場,發電所有權相當集中。此外,一些省份可能存在一些經常性電網阻塞,并且參與市場的發電容量有限(其余部分包括大量剩余的“計劃”發電,充當“價格接受者”)。鑒于電力市場特別容易被市場參與者操縱,我們建議加強對市場力的監管,以確保市場不被操縱并產生有效的結果。

我們關注此問題的部分原因是為了避免當發電機組間歇性地將價格提高到競爭水平以上并獲取“壟斷租金”時出現的低效率,而且(或許最重要的是)關注市場是否能夠發揮其關鍵作用,指導調度、發送投資和退出信號。如果市場設計良好且競爭充分,現貨市場就能充分揭示發電機組的可變成本。如果市場受操縱,市場比較薄弱,或由可能具有其他目標或動機的公司主導,那就要另當別論了。

事實上,美國和世界其他地區的市場受到密切監控,個別發電商投標(“要約”)要根據透明程序接受嚴格審查。如果這些程序監測到與競爭水平的偏差,可由市場監督員修訂(“降低”)至理性水平。在某些情況下,如果預判發電機將面臨競爭不足的問題,其報價基本上要求基于“參考水平”。

對于中國,我們建議實際初始市場設計考慮采用“基于成本的調度”。也就是說,基于預測的發電機可變成本的設計,收集每個發電機組經過驗證的可變成本數據(包括排放成本和機會成本)。然后,調度機構和市場交易機構使用這些預測結果來進行經濟調度,并為現貨市場設定市場清算價格。?至少可以選擇個別省份進行試點。

即使不采用這種“基于成本”的方法,我們也建議文件中增加一些關于收集發電機組可變成本數據,以及關于市場監測和減緩或調整發電機投標的要求。?我們特別建議,每個區域和省級現貨市場必須:

一是制定權限和程序收集可變成本數據。2018年9月,廣東省經濟和信息化委員會發布的政策文件是一個有益的參考。?

二是為每臺發電機組制定“參考價格”(如美國的“參考水平”),與報告/驗證的可變成本相關聯。

三是設立強大的市場力緩解程序,規定何時以及如何調整發電機出價。

四是建立獨立的市場監測機構(即其成員不包括任何與市場有經濟利益關聯的單位),負責建立或評估每個發電機組的參考價格并評估市場力。根據美國的經驗,讓這些市場監測單位負責發布有關市場狀況的詳細季度報告,也可能建議修改規則以改善市場表現。

再次強調,我們認為值得說明任何現貨市場的基本目標:幫助揭示發電機組和其他資源的可變(運營)成本,然后可用于以“經濟”的方式調度,最大限度地降低成本和排放。

四、中長期合同

文件中對將中長期合同轉向金融合同——“差價合同”(CfDs)的強調十分重要,我們建議在最終版本中保留金融合同的核心作用。

同時,我們對文件中表述的實物合同的剩余作用持懷疑態度。提前一年或一個月的合同對調度造成不必要的限制,應當盡量避免。當然,還有天氣、負荷需求和其他影響電網運行的準確信息,這些都是目前無法提前獲知的。這可能會降低系統效率,提高成本,妨礙急需的靈活性,并成為消納風電和太陽能的障礙。

相反,現貨市場應引導調度(受當前可靠性條件和電網約束限制)。中長期合同應屬于金融性質,應留給有興趣對沖其現貨市場價格風險的發電商和需求側單位。?通過這種方式,基于金融差價合同的中長期合同模式將使市場參與者能夠對沖風險。調度中心也最好根據電網每天和每小時的發電成本(包括需求側資源)來調度。

五、發電補償

合理化發電補償問題是一個長期存在的問題,中發9號文非常關注這一主題。?在中發9號文之前,發電機容量成本(固定成本)回收是基于每臺發電機的上網電價和計劃利用小時數。因此,發電商一直強烈反對調度改革,因為改革意味著減少某些發電機的運營時間。

從廣義上講,實施中發9號文件的挑戰是設計一種發電補償方法,1)支持調度改革;2)補償提供可靠性所需的發電機組;3)補償那些不需要關閉的發電機組;4)為投資靈活性資源發出正確的信號。在單一能量市場中,沒有容量補償,發電機容量成本的補償通常很大程度上取決于一年中有限的小時數,即現貨市場的每千瓦時價格達到最高水平。

總體而言,在美國和歐洲,容量支付一直存在很大爭議。在某些情況下,可以說是在通過提高消費者和社會的成本的方式來支持高排放和不靈活的資源。如果要包括容量補償,我們建議明確和謹慎地設計。如果實施了容量補償,則應嚴格執行:只有經濟、符合環境標準且實際提供可靠性或靈活性服務的發電機組才能獲得容量補償。同時需要改進容量補償的規劃和審批流程1?。

限制現貨市場價格飆升可能會削弱對靈活資源進行有效投資和運營的動力。設置價格上限在美國和歐洲市場很常見,盡管在許多情況下已放寬價格上限以減少激勵扭曲。有力且獨立的市場監測通常是處理市場力更好方法,而不是限制價格。

六、可再生能源參與市場

可再生能源電力作為價格接受者可以得到優先調度。起初,這是一個合理的手段。然而,我們鼓勵最終轉向可再生能源直接參與市場的模式,可再生能源根據可變成本(風電、太陽能和徑流式水電的可變成本接近于零)在能源市場進行投標,并且能夠參與電力輔助服務市場和補償機制。

七、為所有資源創建一個公平的競爭環境,包括儲能和分布式

我們建議市場從一開始就應根據其能力為所有技術發電機組提供公平的競爭環境。換句話說,市場的設計不應僅考慮煤電廠的技術能力。相反,任何能夠提供服務(包括能量或任何輔助服務)的資源都應該有公平機會參與并得到相應的補償。這應包括分布式能源、電網級大規模儲能、太陽能加儲能和可再生能源。11

八、其他問題

我們建議制定和公布現貨市場發展的時間表和放開發電計劃的時間表(包括在省、地區或國家層面上的重要時間節點)。這對于市場參與者非常重要,他們需要在這些新的市場結構形成中繼續做出投資決策。

在其他國家,很明顯地,建立市場是工具,應該旨在實現政府的政策目標,包括效率、減排和可靠性的目標。當市場沒有按照政策目標實現效果時,有必要修改市場規則和法規。市場無法單獨實現這些目標,并且需要與各種規劃流程密切協調,包括輸電和需求側資源的規劃流程。

1.Max Dupuy 系本文作者,為文中錯誤和遺漏承擔責任。岳麗君,Fredrich Kahrl,David Moskovitz,Ryan Wiser 亦為本文提供了建議和意見

2.從國際角度概述這些問題,可見中國電力行業發展的四點建議.

https://www.raponline.org/blog/toolkit-global-insights-china-builds-power-sector-future-cn

3.更多討論詳見睿博能源智庫,自然資源保護協會 (2017). 美國可再生能源并網的經驗和借鑒.

https://www.raponline.org/knowledge-center/renewable-energy-integration-us-experience-and-recommendations-for-china_cn/ 以及,“建議 5”(31頁) Dupuy et al. (2017). 電力消費、需求及競爭性市場中美合作: 對廣東、吉林、江蘇和上海的試點的建議

https://china.lbl.gov/sites/default/files/power_demand_consumption_competition_project_recommendations_report_final_cn.pdf.

4. Linvill (2014) “Power Sector Leaders Act to Save Western Electricity Consumers Money”. Retrieved from

https://www.raponline.org/blog/power-sector-leaders-act-to-save-western-electricity-consumers-money/

5.更多討論詳見“建議 1” Dupuy et al. (2017). 電力消費、需求及競爭性市場中美合作:對廣東、吉林、江蘇和上海的試點的建議

https://china.lbl.gov/sites/default/files/power_demand_consumption_competition_project_recommendations_report_final_cn.pdf.

6.在中國那些擁有集中所有權,電網擁堵情況多或者缺乏市場競爭的地區,我們預計強大的市場力緩解程序最終會定期調整許多出價,與參考水平一致。實際上,這種結果類似于“基于成本”的市場設計 。

7.廣東省經濟和信息化委關于征求廣東電力現貨市場機組發電成本測算辦法及兩個規范文件(稿)意見的函 附件1, 廣東電力現貨市場機組發電成本測算辦法(征求意見稿)

http://www.gdei.gov.cn/ywfl/dlny/201809/t20180903_130326.htm

8.睿博能源智庫,自然資源保護協會(2017). 美國電力市場設計的經驗與借鑒.

https://www.raponline.org/knowledge-center/electricity-wholesale-markets-us-experience-and-recommendations-for-china_cn

9.比如,可見 Kahrl et al. (2016) 關于發電補償的討論.Issues in China Power Sector Reform: Generator Dispatch. Retrieved from

https://www.raponline.org/wp-content/uploads/2016/07/rap-kahrl-dupuy-wang-china-generator-dispatch-reform-july-2016.pdf. Dupuy et al. (2015). 低碳行業電力監管:對中國的建議(中文摘要)

https://www.raponline.org/blog/low-carbon-power-sector-regulation-options-for-china_cn/ 以及睿博能源智庫 (2013). 對中國電力行業政策的建議:應對能源、氣候和空氣質量挑戰的實用解決辦法.

https://www.raponline.org/knowledge-center/recommendations-for-power-sector-policy-in-china-practical-solutions-for-energy-climate-and-air-quality_cn/

10.詳見睿博能源智庫,自然資源保護協會(2017). 美國電力規劃的經驗和借鑒.

https://www.raponline.org/knowledge-center/power-sector-planning-us-experience-and-recommendations-for-china-cn/.Dupuy and Wang. (2016). 從電力規劃看煤電產能過剩和可再生能源棄電問題.

https://www.raponline.org/blog/excess-coal-generation-capacity-and-renewables-curtailment-in-china-getting-with-the-plan_cn/

11.更多討論可見Dupuy and Porter (2018). 美國經驗:儲能資源如何直接參與現貨市場競爭

https://www.raponline.org/blog/can-storage-resources-compete-directly-spot-markets-view-us-cn/

原文首發于《電力決策與輿情參考》2019年6月21日第23、24期

關鍵字:電力現貨市場

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