現(xiàn)貨市場全員參與等于淘汰加速？未必

中國于2015年正式啟動(dòng)的電力市場化改革，旨在降低電力用戶的用電成本，建立一個(gè)更高效、清潔和可靠的電力系統(tǒng)。目前，多數(shù)省份已核定輸配電價(jià)并實(shí)施中長期直接交易，其中8個(gè)省份和地區(qū)被選為電力現(xiàn)貨市場試點(diǎn)，根據(jù)各自資源特點(diǎn)及挑戰(zhàn)分別探索適合本地的電力市場設(shè)計(jì)。電力現(xiàn)貨市場是實(shí)現(xiàn)中國電改目標(biāo)的關(guān)鍵一環(huán)，它將保證系統(tǒng)最終在運(yùn)行時(shí)間尺度上統(tǒng)一經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。在基于現(xiàn)貨市場的市場化調(diào)度中，系統(tǒng)運(yùn)行者會(huì)在考慮啟停成本的情況下從邊際成本最低的機(jī)組開始使用，總是優(yōu)先使用發(fā)電效率高的資源。因此，市場調(diào)度往往可以使得高效機(jī)組和可再生能源(可再生能源機(jī)組的邊際成本近乎于零)的利用率更高，優(yōu)化系統(tǒng)成本和排放。

電能量現(xiàn)貨市場的紅利測算

哪種電力市場設(shè)計(jì)更適合中國國情一直是電力改革中至關(guān)重要又極具爭議的問題。政策制定者已經(jīng)意識(shí)到市場其實(shí)是一種設(shè)計(jì)選擇，必須基于實(shí)施地區(qū)獨(dú)特的技術(shù)、政策和經(jīng)濟(jì)背景與挑戰(zhàn)來設(shè)計(jì)，并不存在一種通行的完美電力市場設(shè)計(jì)。但無論如何進(jìn)行市場設(shè)計(jì)的客制化，其核心都是優(yōu)先利用高效資源以及優(yōu)化成本。

為了使電力現(xiàn)貨市場最終能夠高效落實(shí)，設(shè)計(jì)者需提前預(yù)測利益相關(guān)方在新市場規(guī)則下的收益變化，將他們面對(duì)改革的態(tài)度和角色納入市場設(shè)計(jì)的考慮之中。針對(duì)這一問題，落基山研究所展開了深入研究和分析。該研究結(jié)合了經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型、市場行為和經(jīng)濟(jì)分析模擬，識(shí)別在不同的能量現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)下，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的成本和碳排放降低，以及每個(gè)發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性變化。該模擬工具及結(jié)果旨在幫助政策制定者和市場運(yùn)營者初步識(shí)別適合的政策和市場機(jī)制，促進(jìn)各利益相關(guān)方的有效溝通，緩解對(duì)改革的一些顧慮或疑惑，同時(shí)保留市場的核心功能。

市場優(yōu)化模擬工具是一個(gè)基于安全約束的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。該模型囊括電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和所有發(fā)電機(jī)組的物理參數(shù)，并基于機(jī)組的運(yùn)營成本來決定每小時(shí)的機(jī)組發(fā)電安排。以中國北方某電力系統(tǒng)區(qū)域?yàn)樗憷?，本次研究采用模型進(jìn)行了市場模擬，系統(tǒng)年用電量約 57.6 TWh，尖峰負(fù)荷約 10000 MW。模擬中電源裝機(jī)共20000 MW， 其中光伏裝機(jī)占2%， 風(fēng)電裝機(jī)24%，火電裝機(jī)74%?；痣姍C(jī)組共計(jì)55臺(tái)，全部為燃煤機(jī)組，除少部分純凝機(jī)組外，多數(shù)為熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，容量在40 MW至660 MW間不等。該算例較為典型地集中了很多其他省份均面臨的挑戰(zhàn)，包括產(chǎn)能過剩導(dǎo)致的機(jī)組利用水平低、新能源棄電和熱電聯(lián)產(chǎn)靈活性不高等等。

根據(jù)我們的研究測算，引入電能量現(xiàn)貨市場可以為測試區(qū)域每年節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行成本6.27億元人民幣，降低二氧化碳排放212萬噸，分別相當(dāng)于這一地區(qū)電力系統(tǒng)成本與碳排放總量的3.6%和4.4%。這僅僅是保守估算, 電力市場還可以調(diào)動(dòng)系統(tǒng)靈活性，進(jìn)一步幫助系統(tǒng)尋求滿足靈活性需求的低成本路徑。

對(duì)中國電力市場設(shè)計(jì)的建議

盡管中國各省區(qū)電力系統(tǒng)處在不同發(fā)展階段，電力改革面臨不同挑戰(zhàn)，但在利用市場化的調(diào)度優(yōu)化資源配置、改善系統(tǒng)效率、提升經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益上，有基本一致的訴求。基于上述合作研究成果，落基山研究所發(fā)布了《引入能量現(xiàn)貨市場對(duì)中國電力系統(tǒng)的影響——以中國北方省份為例，測算現(xiàn)貨市場對(duì)電力系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響》報(bào)告，提出了一些通用的市場設(shè)計(jì)思考和建議。主要建議包括：

現(xiàn)貨市場需要全員參與：所有主要發(fā)電機(jī)組，尤其是在中國具有相當(dāng)體量的可再生能源機(jī)組、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組以及自備電廠等，應(yīng)參與市場化調(diào)度，以充分發(fā)揮市場的優(yōu)化作用，確保形成有效的市場價(jià)格信號(hào)。

市場淘汰需要積極引導(dǎo)：在市場競爭中自然淘汰的、落后低效的冗余機(jī)組對(duì)平衡系統(tǒng)供需、形成可持續(xù)的市場價(jià)格至關(guān)重要，因此應(yīng)積極引導(dǎo)這種市場退出行為，預(yù)留市場調(diào)度的紅利以應(yīng)對(duì)相關(guān)資產(chǎn)擱置和人員就業(yè)等問題。

現(xiàn)貨市場需要全員參與

可再生能源和熱電聯(lián)產(chǎn)等機(jī)組常常會(huì)因?yàn)轶w量較小或需承擔(dān)民生保障任務(wù)等被剔除現(xiàn)貨市場。然而在中國可再生棄電和火電利用小時(shí)數(shù)過低等問題突出的地區(qū)，這種處理將阻礙電力現(xiàn)貨市場對(duì)零邊際成本的可再生能源和高效火電機(jī)組的優(yōu)先調(diào)度，在很大程度上削弱市場對(duì)電力系統(tǒng)的優(yōu)化作用。在本研究測算的區(qū)域，充分利用市場化的調(diào)度可以把可再生能源棄電率從當(dāng)年的31%降低至17%，并增加1.4 TWh的可再生能源消納。消納增加可以明顯改善可再生能源項(xiàng)目的市場收益，幫助其更好地完成全成本回收，降低項(xiàng)目對(duì)政府補(bǔ)貼的依賴性，幫助實(shí)現(xiàn)可再生能源項(xiàng)目從依靠財(cái)政支持轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立參與市場化競爭。

在中國，如何使熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組參與現(xiàn)貨市場是一個(gè)需要特別關(guān)注的挑戰(zhàn)。在國際上其他市場，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組往往作為必開機(jī)組而不參與市場調(diào)度和結(jié)算，或是不參與市場報(bào)價(jià)而是作為價(jià)格接受者默認(rèn)被優(yōu)先調(diào)度并按市場價(jià)格結(jié)算。然而，這些常見的處理方式在中國的很多地區(qū)并不適用。在本研究測算地區(qū)，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組約占火電總裝機(jī)的81%，其與供熱相關(guān)聯(lián)的發(fā)電量占據(jù)了絕大多數(shù)系統(tǒng)負(fù)荷，如果將熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組供熱出力的電量剔除在現(xiàn)貨市場外，系統(tǒng)將基本維持現(xiàn)有調(diào)度，無法發(fā)揮價(jià)格發(fā)現(xiàn)和資源配置優(yōu)化作用，市場價(jià)格也將難以達(dá)到維持競爭性電力市場的水平。

為了使電力現(xiàn)貨市場在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組較多的系統(tǒng)中也能發(fā)揮優(yōu)化資源配置的作用，建議要求熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組同樣參與到現(xiàn)貨市場競爭。這樣在供應(yīng)過剩時(shí)刻，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組為了避免以低于其邊際價(jià)格的市場價(jià)格發(fā)電就會(huì)優(yōu)化其供熱和供電輸出，降低出力為其他成本更低的發(fā)電資源提供消納空間，或是承擔(dān)自身不靈活帶來的損失。雖然系統(tǒng)現(xiàn)有的靈活性已經(jīng)可以滿足市場化調(diào)度的運(yùn)行條件，但現(xiàn)貨市場將進(jìn)一步激勵(lì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組提升效率及靈活性，改善系統(tǒng)效率和可靠性。

市場淘汰需要積極引導(dǎo)

電力現(xiàn)貨市場與其他現(xiàn)貨市場一樣遵循市場供需和價(jià)格的基本關(guān)系：當(dāng)供應(yīng)過剩時(shí)，市場價(jià)格低迷。因此，中國很多地區(qū)電力市場的價(jià)格都會(huì)受到當(dāng)前產(chǎn)能過剩情況的抑制，只有當(dāng)部分冗余的落后低效機(jī)組退出市場后，價(jià)格才會(huì)回升至健康水平。

政策制定者需要妥善解決市場退出帶來的失業(yè)和國有資產(chǎn)擱置等問題。研究表明，現(xiàn)貨市場可以提供客觀的改革紅利來應(yīng)對(duì)相應(yīng)的市場退出問題。在本研究測算地區(qū)，電力市場的平均價(jià)格在短期內(nèi)將從0.3803元/千瓦時(shí)[1]降至0.2666元/千瓦時(shí)。而當(dāng)市場參與和競爭高度活躍、供需關(guān)系平衡時(shí)，電價(jià)會(huì)適度下降至0.3691元/千瓦時(shí)。建議政策制定者考慮預(yù)留部分改革紅利來處理相關(guān)問題，而不是全部傳遞給終端用戶。政策制定者可提前評(píng)估出可能被市場淘汰的機(jī)組，確定積極應(yīng)對(duì)資本擱淺的相應(yīng)機(jī)制，然后建立相關(guān)市場預(yù)期和保障機(jī)制，引導(dǎo)勞動(dòng)力逐漸轉(zhuǎn)向新興產(chǎn)業(yè)。

幫助發(fā)電企業(yè)實(shí)現(xiàn)從計(jì)劃調(diào)度到市場調(diào)度、甚至市場退出的平穩(wěn)過渡是電改能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵之一。除了有效引導(dǎo)市場退出，政策制定者還可以利用虛擬金融合同等機(jī)制為發(fā)電企業(yè)轉(zhuǎn)向市場化運(yùn)行提供適應(yīng)時(shí)間。針對(duì)中國目前采用的調(diào)度和支付方式，我們建議在電力市場實(shí)施初期可以把原有的計(jì)劃電量變?yōu)閺S網(wǎng)間同時(shí)規(guī)定電價(jià)和電量的金融合同(收益保障協(xié)議)，機(jī)組開始提交其邊際成本并執(zhí)行競價(jià)上網(wǎng)的調(diào)度方式。被出清電量將按市場價(jià)格支付，而市場調(diào)度結(jié)果與合同之間的差額將獲得結(jié)算支付。在這種緩沖機(jī)制下，系統(tǒng)的調(diào)度方式已經(jīng)轉(zhuǎn)變，但市場參與方的收益仍能與原有水平基本持平，這將為發(fā)電企業(yè)學(xué)習(xí)如何進(jìn)行市場化運(yùn)營預(yù)留了空間，降低了其參與市場競爭的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著8個(gè)電力現(xiàn)貨試點(diǎn)陸續(xù)進(jìn)入試運(yùn)行階段，監(jiān)管機(jī)構(gòu)和市場設(shè)計(jì)者將獲得更多更具體的市場運(yùn)行數(shù)據(jù)?；谶@些具體數(shù)據(jù)，才能更好地評(píng)估市場設(shè)計(jì)機(jī)制的有效性，并進(jìn)一步分析對(duì)各參與方的影響。建議將分析影響和調(diào)整設(shè)計(jì)間進(jìn)行迭代，并適時(shí)調(diào)整市場機(jī)制以應(yīng)對(duì)所在地區(qū)出現(xiàn)的特定挑戰(zhàn)。同時(shí)，也建議特別留意發(fā)電企業(yè)是否進(jìn)行了正常的報(bào)價(jià)行為和運(yùn)行模式調(diào)整，對(duì)市場行為進(jìn)行積極引導(dǎo)和監(jiān)督。

作者分別為落基山研究所高級(jí)咨詢師、電力部門總監(jiān)