中國儲能網(wǎng)訊：
一、綠色發(fā)展催生電力市場變革
為應(yīng)對全球氣候變化，實現(xiàn)凈零碳排放已逐步成為世界各國普遍共識。據(jù)統(tǒng)計，全球已有超過130個國家提出“零碳”或“碳中和”目標(biāo)，氣候問題已作為重要議題進入全球治理視野,在各國共同努力下，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》《京都議定書》《巴黎協(xié)定》等重要成果相繼達成。
隨著全球綠色轉(zhuǎn)型浪潮推動新能源快速發(fā)展，電網(wǎng)安全運行等新風(fēng)險新問題逐步凸顯。比如2020年8月，美國加州發(fā)生大規(guī)模停電事故，逾80萬人用電受到影響；自俄烏沖突爆發(fā)以來，歐洲各國能源電力價格持續(xù)飆升，歐洲能源危機持續(xù)發(fā)酵。這當(dāng)中除極端氣候、地緣政治沖突等偶發(fā)因素外，也凸顯了現(xiàn)有電力市場機制設(shè)計的缺陷和不足?；趩栴}導(dǎo)向，面向新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求，持續(xù)推進機制改革創(chuàng)新，建構(gòu)適應(yīng)綠色發(fā)展的新型電力市場體系是當(dāng)務(wù)之急。
難題之一：多類型電源定價難題
新能源與化石能源發(fā)電成本特性差異巨大，多類型電源共同參與市場，如何有效定價是難題。在以往常規(guī)市場設(shè)計中，往往采用集中競價、邊際定價方式，也即通常由邊際機組報價形成市場統(tǒng)一出清價格。以歐洲電力市場為例，氣電等邊際機組經(jīng)常成為市場價格決定者，相對低成本的水電、新能源發(fā)電等均按邊際價格結(jié)算；地緣政治沖突引發(fā)國際天然氣價格不斷上漲，推動電力價格持續(xù)飆升，導(dǎo)致終端電價居高不下，全球能源危機持續(xù)蔓延。歐盟、英國等均試圖通過新一輪市場改革破解能源危機局面，英國提出把可再生能源市場和化石能源市場進行拆分，以及改變定價模式為按報價支付等改革思路，歐盟早期采取了系列緊急干預(yù)措施，包括設(shè)置天然氣進口價格上限、限制發(fā)電商超額收入、征收“暴利稅”等舉措，初步來看這些方案都沒有很好地解決定價問題。
難題之二：可靠供應(yīng)保障難題
風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電出力具有隨機性、波動性，相對常規(guī)電源而言僅有電量替代效益而無容量替代效用，需要依靠各類儲能及其他常規(guī)電源等有機協(xié)同才能滿足可靠供應(yīng)要求。新形勢下為解決系統(tǒng)容量供給安全問題，各國形成了各具特色的解決方案：一是稀缺定價機制，如美國得州、澳大利亞等，不單獨設(shè)立容量補償機制，發(fā)電商通過單一電能量市場中上限很高的稀缺價格來回收投資成本，然而稀缺電價機制將導(dǎo)致階段性短缺問題，其投資激勵效果也具不確定性；二是容量直接補償機制，如智利、阿根廷等，該機制操作上相對簡單便利，但如何合理界定補償標(biāo)準(zhǔn)需要謹(jǐn)慎考慮；三是容量市場機制，如美國PJM、英國等。容量直接補償機制和容量市場機制在一定程度上解決了電力系統(tǒng)容量可靠供應(yīng)保障難題，但是仍未能很好兼容新能源有序發(fā)展和低碳綠色轉(zhuǎn)型的新需求。
難題之三：激勵相容發(fā)展難題
新能源大規(guī)模發(fā)展是推進碳達峰碳中和、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必然選擇，但是新能源過快發(fā)展將推高供給成本，而發(fā)展過慢則無法按期達成碳減排目標(biāo)，需要通過滿足激勵相容性的市場機制設(shè)計引導(dǎo)新能源實現(xiàn)有序發(fā)展。當(dāng)前歐美等國家地區(qū)多采用差價合約、綠證市場、固定電價、溢價補貼等政策機制推動新能源發(fā)展。政府定價方式操作比較簡單，但容易導(dǎo)致“欠激勵”、“過激勵”問題，造成新能源過快發(fā)展或不達預(yù)期，“配額制+綠證”模式能夠通過市場“無形之手”達到激勵相容效果，但市場設(shè)計相對復(fù)雜。
難題之四：分布式資源入市難題
分布式發(fā)電等新型主體持續(xù)快速增長，并呈現(xiàn)數(shù)量眾多、單體規(guī)模小等特點，單筆交易成本通常超過其交易電量價值，分布式發(fā)電直接進入批發(fā)市場不具備經(jīng)濟可行性。同時，若將海量分布式發(fā)電主體直接納入批發(fā)市場，市場優(yōu)化出清模型將面臨“維數(shù)災(zāi)難”問題，在算法和技術(shù)實現(xiàn)層面也存在挑戰(zhàn)。
二、面向綠色發(fā)展的過渡電力市場機制
面向未來發(fā)展，推動電力市場體系創(chuàng)新重構(gòu)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。基于當(dāng)前國內(nèi)市場基礎(chǔ)，以盡量低的改革成本，建立適應(yīng)綠色發(fā)展的過渡電力市場機制，是當(dāng)前市場建設(shè)的現(xiàn)實需要。
近期過渡電力市場機制設(shè)計應(yīng)在保障市場機制相對簡單、操作性強的基礎(chǔ)上，滿足多類型電源同臺競價需要，且同步兼顧安全經(jīng)濟綠色發(fā)展目標(biāo)。考慮到當(dāng)前國內(nèi)處于以電能量市場為主、市場主體仍需逐步培養(yǎng)的階段，近期宜盡量降低機制的市場環(huán)境要求，主要通過更好地發(fā)揮有為政府作用，以實施容量直接補償、改革價格形成機制等，推動實現(xiàn)保供穩(wěn)價和轉(zhuǎn)型目標(biāo)。
國內(nèi)外電力市場建設(shè)實踐都表明，對技術(shù)、成本特性差異大的多類型電源系統(tǒng)，采用邊際定價的單一電能量市場存在嚴(yán)重適應(yīng)性問題，需要針對不同成本特性類型的電源進行差異化處理。根據(jù)成本特性，目前常見電源可分為低變動成本電源和高變動成本電源。其中低變動成本電源包括水電、新能源、核電等電源，其主要成本構(gòu)成為前期投資建設(shè)成本，后期運行變動成本很低或接近于零；高變動成本電源包括燃煤、燃氣等電源，其前期投資建設(shè)成本占比相對較低，后期運行變動成本尤其燃料成本占比較高。
對于水電、新能源等平均成本差異大且變動成本低的電源，存量資源難以由電能量市場競爭發(fā)現(xiàn)價格，可通過政府授權(quán)合約機制分類確定其平均結(jié)算價格；同時輔以調(diào)峰激勵機制，通過現(xiàn)貨價格信號引導(dǎo)該類機組跟隨負荷調(diào)整出力以獲取價差紅利，激發(fā)其調(diào)節(jié)能力，主動參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)運行。對該類增量資源而言，可以通過資源開發(fā)權(quán)競爭拍賣等市場化方式，確定結(jié)算合約價格以及投建主體。
對于燃煤、燃氣等高變動成本電源，可直接參與電能量市場獲取收益，但在充分競爭市場中出清價格往往由短期邊際成本，也就主要是邊際機組的燃料成本決定，該類機組也面臨前期固定投資回收難題，需要建立相應(yīng)容量補償機制。由于直接補電量會改變發(fā)電機組在市場中的競價排序，高邊際成本機組將可能替代較低邊際成本機組發(fā)電，形成社會福利損失，因此僅對容量進行補償更合理。考慮燃氣機組和燃煤機組相比，其固定和變動成本構(gòu)成同樣存在差異，建議建立差異化容量直接補償機制，也即基于可持續(xù)運營成本以及市場收入預(yù)期等評估來計算得出各類機組成本回收差額，并據(jù)此對各類機組進行差異化補償。
2023年10月，經(jīng)過反復(fù)討論磋商，歐盟理事會正式通過了新的電力市場設(shè)計改革方案，明確提出將對新能源、水電、核電等實施差價合約方式定價，以削減低成本電源的超額利潤，同時提出要鼓勵和完善容量保障機制等，與前面提到的過渡期電力市場機制設(shè)計思路不謀而合。
三、面向綠色發(fā)展的新型電力市場機制
從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)到新型電力系統(tǒng)，電源技術(shù)、成本特性都發(fā)生重大變化，系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)也更趨多元，但市場機制設(shè)計的根本目標(biāo)并未改變，仍然是引導(dǎo)實現(xiàn)最優(yōu)化規(guī)劃與最優(yōu)化運行?，F(xiàn)有電能量市場已較好解決了最優(yōu)化運行問題，引入綠色、安全等多元目標(biāo)的最優(yōu)化規(guī)劃需要機制創(chuàng)新，從最小化改革成本考慮，改革現(xiàn)有中長期電源規(guī)劃引導(dǎo)機制，即改革容量市場是更優(yōu)選擇。
基于以上思路，借鑒美國PJM、英國等應(yīng)用容量市場的制度設(shè)計經(jīng)驗，在現(xiàn)有容量市場機制框架下引入結(jié)構(gòu)調(diào)控理念，就可以同時滿足安全、綠色兩個目標(biāo)調(diào)控需要，由此，兼顧安全、經(jīng)濟、綠色目標(biāo)調(diào)控需要的新型電力市場方案呼之欲出。通過建立包含全時段電力供需特性信息的新型容量市場優(yōu)化出清模型，并創(chuàng)新引入資源結(jié)構(gòu)等出清約束指標(biāo)，以系統(tǒng)總成本最小化為目標(biāo)進行市場出清，即能得到滿足安全、綠色目標(biāo)約束的經(jīng)濟最優(yōu)容量出清方案。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)有電能量市場和輔助服務(wù)市場等幾乎無需調(diào)整，適應(yīng)新能源大規(guī)模發(fā)展的新型電力市場體系也將基本成型。
新型電力市場機制環(huán)境下的市場出清仿真計算結(jié)果表明，在初期新能源不具備價格競爭優(yōu)勢情況下，通過引入電源結(jié)構(gòu)約束可以保證新能源以最小規(guī)模出清，確保能源綠色轉(zhuǎn)型穩(wěn)妥推進；隨著新能源技術(shù)經(jīng)濟性逐步提高，當(dāng)相對于傳統(tǒng)能源具備絕對競爭優(yōu)勢時，新能源能夠獲得遠超約束的出清規(guī)模，在未來場景中具有良好的適應(yīng)性。
四、面向綠色發(fā)展的跨省區(qū)輸電定價機制
目前國內(nèi)主要根據(jù)《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》核定跨省跨區(qū)輸電價格。區(qū)域電網(wǎng)跨省跨區(qū)輸電價格執(zhí)行兩部制電價，跨省跨區(qū)專項工程輸電價格實行單一電量電價?；谖⒂^經(jīng)濟學(xué)的社會福利分析，單一電量制價格在跨省區(qū)交易中將形成類似關(guān)稅的“價格壁壘”效應(yīng)，導(dǎo)致交易雙方產(chǎn)生社會福利損失，難以滿足新能源大規(guī)模發(fā)展背景下的大范圍資源優(yōu)化配置需求。
另外，在計劃模式下的輸配電價監(jiān)管中，新增輸變電工程核準(zhǔn)評估主要依據(jù)投建主體自主報送材料，存在信息不對稱問題，需要執(zhí)行激勵型價格規(guī)制政策以提高監(jiān)管效率，如通過單一電量制價格迫使電網(wǎng)主動提高輸電工程利用率等。隨著電力市場建設(shè)逐步完善，市場競爭已能夠提供真實、透明的價格信號，信息不對稱問題得到解決，新增工程核準(zhǔn)評估可以直接依據(jù)市場價格信息進行科學(xué)客觀決策，不再需要依賴可能帶來社會福利損失的激勵型價格規(guī)制政策。
從盡量減少社會福利損失的角度考慮，在區(qū)域電力現(xiàn)貨市場形成前，過渡階段跨省區(qū)輸電價格宜執(zhí)行兩部制定價；隨著區(qū)域電力現(xiàn)貨市場建設(shè)形成，未來跨省區(qū)輸電價格宜逐步向一體化定價發(fā)展，即將跨省區(qū)輸電工程準(zhǔn)許收入獨立核算，按一定規(guī)則分?jǐn)傊粮魇‰娋W(wǎng)，與省內(nèi)電網(wǎng)準(zhǔn)許收入合并后，再通過省級輸配電價統(tǒng)一進行回收。一體化定價模式實施便利，能夠較好兼容現(xiàn)有電網(wǎng)運營管理體制機制，也不會增加額外改革成本。此外，隨著電力市場化改革深入，宜同步調(diào)整新增輸變電工程核準(zhǔn)、輸配電價核定等配套機制，也具備條件形成更為科學(xué)的相關(guān)監(jiān)管機制。
五、面向綠色發(fā)展的分布式資源聚合機制
隨著分布式發(fā)電蓬勃發(fā)展，以中小用戶為代表的產(chǎn)消者大量涌現(xiàn)，催生了大量分散化、小規(guī)模的電力交易需求，將該部分交易直接納入集中批發(fā)市場，將超出批發(fā)市場出清優(yōu)化維數(shù)限制，不具備技術(shù)可行性，同時單筆交易成本也將遠超交易電量價值，不具備經(jīng)濟可行性。因此，分布式資源直接進入批發(fā)市場，或者復(fù)制批發(fā)市場模式至分布式電力交易中都暫不具備現(xiàn)實可行性。
為推動分布式發(fā)電健康發(fā)展，需要創(chuàng)新商業(yè)模式以暢通其入市渠道，建議近期主要以虛擬電廠、負荷聚合商等模式，聚合分布式發(fā)電及儲能、電動汽車、可調(diào)節(jié)負荷等資源，以聚合體方式參與電力市場交易，聚合體對外作為單一市場主體參與批發(fā)市場交易，對內(nèi)提供靈活多樣的供需資源匹配服務(wù)。遠期，隨著云、大、物、移、智、鏈等技術(shù)成熟并廣泛應(yīng)用，可實現(xiàn)設(shè)備級的自動智能交易決策，分布式主體交易成本幾乎可以忽略，分布式電力交易模式亦將可能發(fā)生深刻變革。
