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我國電力市場化改革和能源低碳轉型的關系

作者:苑 舜 來源:能源研究俱樂部 發布時間:2020-04-21 瀏覽:
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隨著溫室效應影響的日益加劇,應對全球氣候變化,實現清潔、低碳發展已經成為了人類社會共同的努力目標之一。2009年的哥本哈根會議上,中國政府鄭重承諾:到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。2015年通過的《巴黎協定》為2020年后全球應對氣候變化行動作出安排,提出了把全球平均氣溫較工業化前水平升高控制在2攝氏度以內目標(力爭1.5攝氏度)。我國進一步承諾:中國碳排放要在2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰,2030年單位國內生產總值碳排放比2005年下降60%~65%。

(來源:微信公眾號”能源研究俱樂部“ ID:nyqbyj 作者:苑 舜國家能源局東北監管局黨組書記、局長)

習近平總書記在2014年6月13日中央財經領導小組會議上,創造性提出了推動能源生產和消費革命的理念:推動能源消費革命,抑制不合理能源消費;推動能源供給革命,建立多元供應體系;推動能源技術革命,帶動產業升級;推動能源體制革命,打通能源發展快車道;全方位加強國際合作,實現開放條件下能源安全。習近平總書記關于能源安全新戰略的重要論述,著眼統籌推進“五位一體”總體布局,明確了新時代我國能源清潔低碳發展方向。

根據國際能源署(IEA)公布數據,全球電力行業(含熱力)碳排放總量占比全球碳排放總量超過40%。因此,能源電力行業的低碳轉型是實現全球碳減排目標的關鍵環節。我國電力行業受自然資源稟賦約束,長期以來以煤電等化石燃料機組為主要電源。截至2019年底,我國火電裝機容量119055萬千瓦,占比59.2%;2019年,火電發電量5.05萬億千瓦時,占總用電量的68.9%。除了上述直接排放,目前正在全球范圍內興起的“再電氣化”浪潮更讓電力系統在能量輸送環節和終端用能環節的脫碳減排任務中發揮更大的作用。例如,電力輸送可以有效減少煤炭、油氣輸送環節的碳排放;電動汽車的推廣應用可以降低交通領域的碳排放;工商業供熱和消費設備及電器的電氣化,可以大幅降低終端用能的碳減排。但是這些碳減排目標的實現,不僅依賴于“再電氣化”的實現,更依賴于電力行業在電能供給端的低碳轉型。

自上世紀80年代以來,全球多個國家都進行了電力市場化改革。通過一系列電力市場化交易體系和電力系統運行機制的改革,不僅實現了通過市場價格信號實現電力資源的優化配置,也通過市場手段促進了電力系統運行靈活性的提升,促進了以風電、光伏為代表的低碳電源的消納。電力行業的市場化改革,不僅推動了用電價格信號的市場化,為用電側的“再電氣化”創造了便利條件和激勵信號,還有利于發電運行靈活性的增強,從供給端做到低碳轉型。2015年3月15日,《中共中央 國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》出臺,標志著我國新一輪電力市場化改革的啟動。本輪改革旗幟鮮明地提出“加快構建有效競爭的市場結構和市場體系,形成主要由市場決定能源價格的機制”的市場化改革方向,同時將控制能源消費總量、提高能源利用效率、促進節能環保作為重要改革目標。因此,如何通過推進我國電力市場化改革,促進我國能源生產和消費的低碳化轉型,已經成為我國能源領域重大課題。

一、我國電力市場化改革和能源低碳轉型的關系

1.電力市場的內涵

從學術理論研究的角度出發,電力市場化交易涉及電氣工程、運籌學、微觀經濟學等多個學科門類。就其本質而言,電力市場基于微觀經濟學理論,在市場供求變化的基礎上,通過競爭的方式引起各類電力商品的價格波動,來引導資源向更加有效、更加合理的方向流動,實現整個電力行業的優化配置。就電力市場內涵而言,電力市場的本質是將電力生產、傳輸、配送、銷售等環節納入整個社會資源的優化配置鏈條當中,通過市場手段實現電力行業乃至整個能源行業的效率的提升。

就具體內涵而言,電力市場化交易從時間尺度上可以劃分為中長期交易(多年、年、月、周等)和現貨交易(日前、日內、實時等)。市場成員通過中長期交易鎖定交易價格、規避不確定性風險;電力系統運營機構則主要通過現貨市場來實現電力運行的實時平衡和安全運行,并且將不同時段的供需情況通過現貨交易價格反映到市場當中。一般而言,中長期交易往往通過雙邊協商或者連續滾動交易等方式進行;現貨交易往往通過雙側/單側拍賣機制完成。上世紀美國麻省理工學院 Schweppe 等學者提出節點電價理論,很好的將電力系統物理運行和電力現貨交易結合起來,實現了現貨電力市場出清和電力系統日前機組組合、實時經濟調度的融合。目前美國7個電力市場均是建立于這套理論之上。上世紀英國、歐洲一系列學者則更偏重于反映電力的一般商品屬性,英國、北歐等電力市場均建立于這一思路之上。

除了電能量交易之外,電力市場化交易還包含了輔助服務、金融輸電權、可用裝機容量等其他交易品種。輔助服務一般是指為了維護電力系統安全穩定運行,發電側和用電側提供的非電能量交易,其中包括了調頻、備用等。可用裝機容量一般是為了保障電力系統供給的長期充裕性,市場成員提供的裝機容量保證。金融輸電權等金融衍生品,則是為了市場成員風險規避等目的所提供的衍生于電能量市場之外的交易。將這些面向不同標的物的市場化交易綜合起來,構成了現代的電力市場化交易體系。

2.電力市場化交易與能源行業低碳轉型的聯系

電力市場在能源低碳轉型中扮演著兩類重要角色:一是通過市場化交易,促進電力系統運行靈活性的提升,為風、光、水等低碳電源創造更大的消納空間,從供給源頭上實現低碳化轉型;二是通過合理的市場價格信號,在工業、交通、居民等諸多能源消費領域實現電能替代和能效提升,從能源消費側實現“再電氣化”進程的加速,從終端消費側實現以低碳電能替代高碳排放的傳統能源。

就能源供給側而言,電力市場化改革的推進可以使電力系統運營機構(主要是電力調度機構)有更多的資源和能力來靈活調節電力系統。就傳統而言,我國乃至全球出現的棄風棄光等現象,很多是由于電力系統靈活調節能力不足所導致。例如,過去幾年我國“三北”地區,特別是東北地區出現調峰能力不足,冬季供暖期夜間用電低谷時段出現了風電消納能力嚴重不足的現象,這也導致了大量清潔風力發電潛能被浪費。通過推進深度調峰、啟停調峰等電力輔助服務市場化改革,東北地區電力系統靈活性得到了很大提升,為風、光、核電等清潔低碳能源(以下簡稱“清潔能源”)消納提供了空間,并大幅度改善了低碳電源的消納水平,為電能供給側的脫碳降碳作出了十分明顯的貢獻。

就能源消費側而言,電力市場化的推進不僅可以實現傳統電力負荷的能效改進,還可以借助電能替代等手段,實現終端能源利用的脫碳降碳。通過推進電力市場化改革,更精細、合理的電價信號可以傳遞給終端電力用戶,用戶可以基于電價信號更為合理地規劃自己的用電行為,例如參與基于分時電價削峰填谷,繼而提升整個電力系統的運行效率。另外,更為精細、合理的電價信號,有利于更多終端用能向電力轉化。例如,供暖期夜間風電大發時段電力現貨價格很可能會較低,可以幫助更多的居民供暖轉為電供暖;豐水期的低電價配合電制氫等手段,可以推動交通運輸環節的清潔化、低碳化;不同地理位置的電價差異,可以推動數據中心更合理地分配工作負荷。這些基于電力市場化改革的電價信號一旦能夠傳遞到能源消費側,就可以幫助終端用能環節實現脫碳降碳。但值得注意的是,終端用能環境的脫碳降碳,很大程度還要依賴于電能供給的低碳,特別是水、風、光、核等清潔電源占比的提升。

二、我國電力市場化改革促進能源低碳轉型面臨的問題

近年來,我國清潔能源發展步伐加快,水電裝機持續增加,風電、光伏發電新增裝機量雙雙位列世界第一。但是隨著可再生能源的快速發展,棄水、棄風、棄光問題開始出現,雖然近階段有所改善,但在局部地區仍呈現出不少困難。各地出現的清潔能源消納困難局面,直接原因是由于風電、光伏發電等自身具有間歇性、波動性的新特點,局部地區輸電通道不足,全國電力需求增速下降等,但深層次原因還在于我國大部分地區電力系統運行靈活性不足、清潔能源開發與市場需求不匹配、輸電通道規劃不合理、配套消納機制不健全、市場機制不健全等問題。從長期來看,這些問題將成為我國進一步推動清潔能源開發利用和能源低碳轉型的重大挑戰。從能源消費側看,電力終端價格還未實現真正的市場調節,用能終端靈活定價機制不完善,缺乏對“再電氣化”的支持,缺乏對用戶在脫碳降碳用能方面的價格引導機制。通過對我國促進清潔能源消納政策和市場機制的梳理,以及對我國清潔能源消納現狀的分析,我國電力市場化改革在促進低碳轉型方面所面臨的主要問題和挑戰可總結如下:

1.缺乏激勵系統靈活性資源的市場交易機制

目前我國電源結構中火電機組占比高,靈活性電源本身占比較小,由于長期缺乏對提供靈活性服務電源的市場激勵機制,系統靈活調節能力、調節意愿都嚴重不足,亟需一種能有效激勵系統靈活性資源的機制。但火電作為“三北”新能源富集地區最主要、最基礎的靈活性資源,在傳統管理體制下,卻沒有太大動力主動提供調峰服務。傳統上,對火電機組提供的調峰服務補償,一直采用政府統一定補償價格、電力調度機構按需調用的模式,這種模式激勵效果有限,因為一是補償標準一刀切,難以準確反映調峰在系統不同運行態勢下的真實價值;二是定價無參考,政府與發電企業信息不對稱情況下容易造成欠補償或過補償,大多數情況下火電機組回收的補償費用難以彌補其少發電的機會成本;三是調度機構難以及時、全面掌握機組運行狀態和供熱情況,無明確原則的調用火電調峰資源可能造成機組不經濟運行或影響供熱質量。

2.涉及清潔能源的電力規劃缺乏價格信號引導

我國風電、光伏發電等新能源裝機主要集中在“三北”地區,在新能源大發展時期其規劃建設往往更多考慮風、光等自然資源稟賦情況,較少考慮投資效益和電力送出問題,不少地區出現過風電長期大量棄風、新的風電場還在不斷建設上馬的情況。受經濟發展水平影響,“三北”地區負荷需求小,增長乏力,因此清潔能源往往需要通過輸電通道跨省區消納。由于缺乏市場交易價格等信號的引導,我國目前消納清潔能源的輸電通道規劃和建設缺乏系統性優化,特別是缺乏與低碳電源規劃的協同。由于風、光等新能源發電出力具有隨機性、波動性的特點,其可信容量較低,外送通道的建設需要考慮經濟性,如果按照清潔能源裝機容量配套建設輸電通道,則會造成電網資源的嚴重浪費,增加輸配電費用;而按照清潔能源保障出力建設輸電線路,則會造成清潔能源資源豐沛時期出現嚴重的窩電現象,且不利于清潔能源電站的擴展。

3.跨省區消納清潔能源的機制不完善

在當前用電增速放緩、產能過剩的情況下,出于對本省發電企業利益保護,各省消納包括清潔能源在內的外省電力的意愿普遍不強,省間壁壘逐漸顯現。受限于省間壁壘,調度只能采取有限的手段,通過跨省互濟支援等措施來最大限度消納清潔能源,而且跨省區消納可再生能源的經濟性也無法評價。

關鍵字:電力市場 電力現貨交易

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