“雙碳”目標(biāo)背景下，我國能源轉(zhuǎn)型不斷加速，正在加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，未來新能源將實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，2030年新能源裝機(jī)規(guī)模將超過12億千瓦。同時，電力市場化改革不斷深化，市場交易規(guī)模逐步擴(kuò)大，已經(jīng)形成了以省級電力市場為基礎(chǔ)、以跨省跨區(qū)市場為突破、以全國統(tǒng)一電力市場為方向的電力市場體系，2030年新能源將全面參與市場交易。由于新能源發(fā)電具有波動性等特征，參與電力市場還面臨著諸多問題和挑戰(zhàn)。深入開展并做好新能源參與電力市場的機(jī)制及政策研究，對保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、促進(jìn)新能源大規(guī)模發(fā)展和消納、加快能源電力清潔低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。
國內(nèi)基本情況
新能源發(fā)展及政策保障
隨著“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略的貫徹落實(shí)，我國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略不斷推進(jìn)，近年來形成了促進(jìn)可再生能源發(fā)展和消納的政策體系，以風(fēng)電、光伏發(fā)電為代表的新能源發(fā)展成效顯著，新能源裝機(jī)規(guī)模迅速增加、利用水平穩(wěn)步提升、技術(shù)裝備水平顯著進(jìn)步、成本快速下降。
“雙碳”目標(biāo)背景下，我國明確2030年風(fēng)電和太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上，提出2030年新能源全面參與市場交易，對新時代新能源發(fā)展提出了新任務(wù)、新要求。
新能源參與市場的情況
從新能源參與市場類型來看，主要包括電力市場、綠電市場、綠證市場、碳市場以及綜合能源服務(wù)等新業(yè)態(tài)。
從參與市場的交易方式看，新能源占比低的地區(qū)以“保量保價”收購為主，執(zhí)行批復(fù)電價，新能源占比較高的地區(qū)以“保障性消納+市場化交易”結(jié)合方式消納新能源，其中“保量競價”電量參與電力市場，由市場形成價格。
從參與市場的程度看，2021年新能源總體參與市場的比例為30%左右，各省新能源參與市場交易的程度不同，市場化上網(wǎng)電量比例在15%～65%不等。
從參與市場的形態(tài)與品種看，新能源參與了包括省間及省內(nèi)的中長期市場、現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場等，交易品種有電力直接交易、自備電廠替代交易、發(fā)電權(quán)交易、合同轉(zhuǎn)讓交易、綠電交易等。
面臨的問題和挑戰(zhàn)
一是新能源環(huán)境價值沒有適當(dāng)體現(xiàn)，綠色消費(fèi)有待提高。與傳統(tǒng)電源相比，新能源除具有電能量價值，還具有綠色價值，但是綠色價值往往作為一種外部屬性存在，在電價中沒有得到比較精確的體現(xiàn)。當(dāng)前，反映新能源綠色價值的配套政策相對滯后，綠色電力配額制尚未真正落地落實(shí)，綠證自愿認(rèn)購的激勵機(jī)制不足，綠色電力消費(fèi)環(huán)境溢價的效用未體現(xiàn)，綠色電力消費(fèi)證明缺乏唯一性，發(fā)電企業(yè)與電力用戶通過綠電、綠證交易獲得經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的難度較高，沒有充分調(diào)動全社會消納綠電的積極性，不利于能源綠色轉(zhuǎn)型以及“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
二是新能源參與市場電價水平下降，可持續(xù)發(fā)展受到影響。由于新能源具有間歇性、波動性特點(diǎn)，在新能源高占比的地區(qū)，參與電力市場后的價格普遍走低，加之輔助服務(wù)分?jǐn)偂⑾到y(tǒng)偏差考核、新增配套儲能，以及風(fēng)機(jī)、光伏組件等上游原材料價格過快上漲等因素，運(yùn)營成本將大幅增加，僅依靠電能量市場價格，無法回收投資成本，影響新能源的健康可持續(xù)發(fā)展?？傮w來說，當(dāng)前新能源在市場中面臨價格踩踏、曲線波動、偏差考核、政策影響等多重風(fēng)險。
三是靈活性調(diào)節(jié)價值沒有合理傳導(dǎo)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)激勵不足。當(dāng)前電力市場中對靈活性調(diào)節(jié)資源價值體現(xiàn)不足，提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的電價機(jī)制尚未形成;輔助服務(wù)補(bǔ)償力度小、補(bǔ)償機(jī)制不合理。2018年我國輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用僅占上網(wǎng)電費(fèi)總額的0.83%，遠(yuǎn)低于美國PJM市場的2.5%、英國的8%，輔助服務(wù)參與主體不全，尚未對虛擬電廠等新興服務(wù)品種進(jìn)行整體規(guī)劃，且成本向用戶側(cè)疏導(dǎo)不暢;以省為邊界的新能源消納機(jī)制還不能滿足未來新能源大規(guī)模發(fā)展消納的需要。當(dāng)前，電力資源配置以省(區(qū))為主，省間市場以落實(shí)西電東送、北電南送戰(zhàn)略、政府間框架協(xié)議為主，在此基礎(chǔ)上開展小比例余缺互濟(jì)，其時效性及靈活性難以滿足大規(guī)模高比例新能源消納需要，因此有必要建立更大范圍優(yōu)化的新能源消納機(jī)制，統(tǒng)籌全網(wǎng)性調(diào)節(jié)資源，加大風(fēng)光水火儲一體化和聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度。
國外情況及啟示
國外新能源參與電力市場情況
從全世界范圍來看，在新能源發(fā)展初期，許多國家通過固定上網(wǎng)電價機(jī)制、溢價補(bǔ)貼機(jī)制、“可再生能源配額制+綠證”、差價合約等政策機(jī)制鼓勵新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，基本是以保障性消納為主，市場化機(jī)制為輔，不斷提升新能源在電力市場中的競爭力。隨著新能源快速發(fā)展、競爭力不斷提升，政府逐漸減少補(bǔ)貼，推動其平價甚至低價上網(wǎng)。此外，國外還在完善電量偏差處理機(jī)制、調(diào)峰調(diào)頻及輔助服務(wù)機(jī)制，推動新能源在更大市場范圍內(nèi)消納等方面進(jìn)行了很多探索和實(shí)踐，積累了很多寶貴經(jīng)驗，對我國具有很強(qiáng)的借鑒意義。
國外啟示
一是發(fā)揮政策補(bǔ)償激勵作用，促進(jìn)新能源發(fā)展。國外新能源參與電力市場往往不考慮新能源的特殊性，與其他市場主體一樣，平等參與電力市場交易，但是會配套建立額外的政策措施，保障可再生能源發(fā)電的合理收益。例如美國新能源基于可再生能源配額制及其配套綠證機(jī)制、差價合約、VPPA及套期保值等價格激勵機(jī)制參與電力市場;德國基于溢價機(jī)制和招標(biāo)機(jī)制等參與電力市場。通過配額制和綠證的機(jī)制體現(xiàn)新能源綠色價值，是國際通用的做法，從而保障新能源參與電力市場的收益。
二是優(yōu)化市場機(jī)制，適應(yīng)新能源的特性。新能源發(fā)電受天氣變化影響顯著，其波動性、隨機(jī)性、間歇性等特點(diǎn)決定了新能源在年度、月度交易中簽訂帶曲線的中長期合同難度較大，但在現(xiàn)貨市場中新能源需要對中長期合約進(jìn)行曲線分解，形成中長期與現(xiàn)貨市場之間的有效銜接。建議研究建立適應(yīng)新能源參與的多時間尺度的電力市場、縮短交易周期，便于新能源企業(yè)在交割日到來之前協(xié)商調(diào)整，降低市場風(fēng)險。
三是發(fā)揮市場價格信號作用，提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。國外現(xiàn)貨市場主要開展日前、日內(nèi)、實(shí)時的電能量交易和備用、調(diào)頻等輔助服務(wù)交易，現(xiàn)貨市場所產(chǎn)生的價格信號可以為資源優(yōu)化配置、規(guī)劃投資、中長期電力交易、電力金融市場提供一個有效的量化參考依據(jù)。新能源發(fā)電實(shí)現(xiàn)優(yōu)先調(diào)度，引導(dǎo)發(fā)電主動調(diào)峰，優(yōu)化統(tǒng)籌全網(wǎng)調(diào)節(jié)資源，有效促進(jìn)新能源電力消納。充分利用靈活調(diào)節(jié)資源，引導(dǎo)常規(guī)電源參與調(diào)峰，例如丹麥的風(fēng)電與挪威水電配合調(diào)度，北歐地區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組參與系統(tǒng)電力供需平衡的調(diào)節(jié)，以應(yīng)對風(fēng)電的波動性。
四是建立可調(diào)節(jié)性電源投資保障機(jī)制，保障系統(tǒng)充裕度。通過合理的投資保障機(jī)制，與市場平衡獲取合理收益，增強(qiáng)相關(guān)方投資信心，調(diào)動靈活調(diào)節(jié)性資源(特別是抽水蓄能和新型儲能)投資積極性，并通過運(yùn)行階段規(guī)則設(shè)計充分調(diào)動靈活性調(diào)節(jié)資源的潛力，保障電力系統(tǒng)長期安全可靠運(yùn)行。
五是發(fā)揮區(qū)域聯(lián)網(wǎng)和多能互補(bǔ)的作用，保證系統(tǒng)可靠性。由于新能源具有隨機(jī)性、波動性和反調(diào)峰的特點(diǎn)，國外普遍在更大區(qū)域和市場范圍內(nèi)進(jìn)行交易，與其他類型電源相互配合。以北歐電力市場為例，北歐四國的電源結(jié)構(gòu)具有一定的互補(bǔ)性，使得跨國電量交易非常頻繁，丹麥、挪威和瑞典之間交易了大量的清潔能源電力。當(dāng)?shù)湹娘L(fēng)電發(fā)電量超出其用電所需，多余的電力就輸送到挪威和瑞典，以幫助這兩個國家節(jié)省用以發(fā)電的水資源。我國可借鑒跨區(qū)跨國電力交易機(jī)制，根據(jù)不同省份的電力供需形勢，優(yōu)化電力資源配置，配合我國的“沙戈荒”大基地項目建設(shè)進(jìn)程，促進(jìn)基地電量消納。
有關(guān)政策和市場機(jī)制建議
為穩(wěn)妥推進(jìn)新能源參與電力市場交易，需要從政策和市場發(fā)力，保障新能源參與市場能夠有明確的投資收益預(yù)期，保障新能源行業(yè)投資積極性，促進(jìn)能源綠色轉(zhuǎn)型，保障長期電力供應(yīng)安全。政策和市場機(jī)制的設(shè)計應(yīng)充分考慮新能源的特點(diǎn)，盡快建立和完善體現(xiàn)新能源綠色價值的政策體系，建立起環(huán)境成本的回收機(jī)制，優(yōu)化完善考慮新能源特點(diǎn)的電力市場體制機(jī)制，以此為前提和基礎(chǔ)，推動新能源全面參與市場交易。同時，建立更加科學(xué)有效地體現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)性資源價值的輔助服務(wù)市場，強(qiáng)化支撐新能源發(fā)展的技術(shù)手段，不斷提高新能源在各類市場中的適應(yīng)能力，改進(jìn)新能源場站的涉網(wǎng)性能，提升功率預(yù)測準(zhǔn)確率。
完善體現(xiàn)新能源綠色價值的政策體系
提倡和引導(dǎo)全社會消納和消費(fèi)綠色電力，建立強(qiáng)制配額制度，盡快完善綠電、綠證制度，理順電力市場、綠證市場、碳市場底層邏輯關(guān)系，通過綠色環(huán)境價值政策的頂層設(shè)計，激發(fā)市場活力，促進(jìn)新能源消納的同時，實(shí)現(xiàn)新能源的綠色價值，有效疏導(dǎo)新能源企業(yè)成本。
建議新能源參與電力市場分階段實(shí)施：
第一階段(當(dāng)前到2025年)，建議采用“保障性消納+市場交易”的模式，加快建設(shè)“配額制+綠證”政策體系，引導(dǎo)用戶逐步參與綠色電力消費(fèi)。
第二階段(2025年~2030年)，建議全面實(shí)施“強(qiáng)制配額制+綠證”制度，以“強(qiáng)制配額制+綠證”制度作為新能源平等參與市場的前提條件，同時，盡快建立“電-碳-證”市場協(xié)同機(jī)制。
第三階段(2030年以后)，新能源全面參與電力市場交易，形成“市場+綠證”的正常運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，全社會共同承擔(dān)新能源消納責(zé)任。
為實(shí)現(xiàn)上述路徑，具體建議如下：
一是在過渡期采用“市場交易+溢價補(bǔ)貼”模式。在第一階段考慮采用市場價基礎(chǔ)上增加溢價補(bǔ)貼的方式，有序推動新能源參與市場。建立更加有效的可再生能源消納權(quán)重分解機(jī)制，將消納責(zé)任從各省、區(qū)、市細(xì)化分解至售電公司和電力用戶。
二是盡快建立“強(qiáng)制配額制+綠證交易”制度。政府確定用戶用電量中新能源配額比例，建立相應(yīng)考核機(jī)制，用戶通過購買新能源綠證完成配額責(zé)任;明確綠證是我國綠色電力消費(fèi)的唯一憑證，統(tǒng)一將綠證數(shù)量作為綠電消費(fèi)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)，理順綠證價格形成機(jī)制，統(tǒng)籌綠證和綠電交易體系，建立統(tǒng)籌綠證與消納量的監(jiān)測核算體系。
三是同步探索“電-證-碳”機(jī)制銜接。理順“電-證-碳”市場的關(guān)系，電力市場負(fù)責(zé)電力商品交易，綠證市場負(fù)責(zé)可再生能源的綠色電力屬性，碳市場負(fù)責(zé)約束化石能源的溫室氣體排放;確保綠色環(huán)境權(quán)益的唯一性;加強(qiáng)各個市場平臺間的數(shù)據(jù)交互，打通綠色電力證書與碳市場之間的流通環(huán)節(jié)，明確“電-證-碳”市場的相互關(guān)系，在綠證、綠電、CCER等交易機(jī)制并存的情況下，相關(guān)指標(biāo)的簽發(fā)、注銷等信息應(yīng)公開、可互相校核，避免環(huán)境權(quán)益的重復(fù)出售。
建立適應(yīng)新能源特性的市場機(jī)制
一是優(yōu)化新能源市場交易和合約調(diào)整機(jī)制。增加新能源調(diào)整曲線的機(jī)會，縮短交易周期，提高交易頻率;在中長期交易合同中設(shè)立調(diào)整條款，約定調(diào)整方式、調(diào)整范圍和價格機(jī)制;允許不同電源品種之間自由轉(zhuǎn)讓市場合同，增加市場合同的流通性。
二是建立政府授權(quán)的中長期差價合約機(jī)制。通過與政府授權(quán)電網(wǎng)企業(yè)或保底購電企業(yè)場外簽訂新能源差價合約的方式，產(chǎn)生的損益由全體工商業(yè)用戶分?jǐn)偦蚍窒?，制定合理的新能源保障利用小時數(shù)，實(shí)現(xiàn)與市場交易規(guī)則的有效銜接，并合理疏導(dǎo)政府授權(quán)合約費(fèi)用。未來隨著新能源技術(shù)及成本的變化，以及綠色電力消費(fèi)配套政策的實(shí)施進(jìn)展情況，可采取政府授權(quán)合約退坡或調(diào)整基準(zhǔn)價格的方式進(jìn)行調(diào)整。
三是完善新能源參與跨省跨區(qū)交易機(jī)制。加快全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)，研究建立統(tǒng)一規(guī)范的規(guī)則體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);持續(xù)提升特高壓工程利用效率，提高新能源外送占比;不斷優(yōu)化跨省區(qū)交易組織方式，統(tǒng)籌做好省間交易組織，強(qiáng)化省間市場與省內(nèi)市場、中長期市場與現(xiàn)貨市場協(xié)同。
四是建立集中式新能源聯(lián)營參與市場的機(jī)制。對于新能源集中外送，特別是以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地，可探索將風(fēng)、光聯(lián)合參與市場，通過內(nèi)部聚合平衡的方式，提高新能源出力預(yù)測精度和出力穩(wěn)定性，自發(fā)調(diào)整新能源發(fā)電曲線，平抑波動性。
建立支撐新能源發(fā)展的引導(dǎo)機(jī)制和手段
一是發(fā)揮市場配置資源的作用，激發(fā)調(diào)節(jié)潛力。通過完善輔助服務(wù)管理機(jī)制和輔助服務(wù)市場，合理補(bǔ)償調(diào)節(jié)成本，激勵市場主體主動提高調(diào)節(jié)能力，持續(xù)推進(jìn)電價改革，完善價格補(bǔ)償機(jī)制，充分釋放各類資源調(diào)節(jié)潛力。激勵傳統(tǒng)電源開展靈活性改造、制造，激發(fā)需求側(cè)資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的潛力，完善可中斷負(fù)荷電價、階梯電價、差別電價等需求側(cè)管理電價政策，發(fā)揮電價杠桿作用，引導(dǎo)和優(yōu)化用電負(fù)荷，完善新型儲能的電價政策及市場化機(jī)制，合理設(shè)置現(xiàn)貨市場限價，提高峰谷價差，激勵新型儲能的容量投資;精確劃分含用戶在內(nèi)的各類發(fā)用電主體調(diào)峰、備用、調(diào)頻、轉(zhuǎn)動慣量、無功支撐等輔助服務(wù)需求及成本，按照“誰提供、誰獲利，誰受益、誰承擔(dān)”原則，疏導(dǎo)輔助服務(wù)成本;針對高比例新能源電力系統(tǒng)運(yùn)行特性，探索快速爬坡、轉(zhuǎn)動慣量等新品種;激勵新能源企業(yè)不斷提高涉網(wǎng)性能，優(yōu)化參數(shù)設(shè)計，促進(jìn)新能源企業(yè)在保證電力系統(tǒng)安全管控運(yùn)行方面發(fā)揮更大的作用;在新能源環(huán)境綠色價值得到充分體現(xiàn)的前提下，新能源發(fā)電企業(yè)承擔(dān)起相應(yīng)的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)平衡責(zé)任，新能源日前預(yù)測曲線與實(shí)時發(fā)電曲線的偏差，由其自行分擔(dān)系統(tǒng)調(diào)節(jié)成本，促進(jìn)新能源提升出力預(yù)測水平。
二是改進(jìn)新能源功率預(yù)測機(jī)制，完善支撐手段。加強(qiáng)新能源企業(yè)功率預(yù)測技術(shù)和管理水平，豐富天氣預(yù)報數(shù)據(jù)渠道、提升氣象監(jiān)測數(shù)值準(zhǔn)確度、提升極端天氣預(yù)測水平、保證數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性，不斷適應(yīng)系統(tǒng)管理要求和市場運(yùn)行的需要。建立預(yù)測工作機(jī)制，改進(jìn)工作措施，開展技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)現(xiàn)場核查，鼓勵新能源企業(yè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，持續(xù)推動新能源功率預(yù)測精度提升工作;整合國家和區(qū)域新能源功率預(yù)測的資源，建議建立國家級新能源出力預(yù)測系統(tǒng)，采取新能源購買系統(tǒng)服務(wù)的方式，減少單個企業(yè)建設(shè)成本，使新能源企業(yè)專注數(shù)據(jù)挖掘和策略優(yōu)化，助力和提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。同時，以國家級功率預(yù)測為依托，建設(shè)有大量功率預(yù)測廠家及新能源發(fā)電企業(yè)深度參與的功率預(yù)測集成平臺，結(jié)合研究機(jī)構(gòu)理論研究及行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗，促進(jìn)功率預(yù)測核心算法的迭代和升級，提高功率預(yù)測準(zhǔn)確率。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》
作者：中國電力企業(yè)聯(lián)合會
課題組組長：郝英杰
成員單位：理事長、有關(guān)副理事長單位
主筆人：孫健、鄔菲、劉旭龍、韓放
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