全國電力市場體系建設(shè)面臨的形勢與挑戰(zhàn)

靈活性電力資源的合理調(diào)用范圍是一個極其復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟問題。如何保障靈活性電力資源供應(yīng)的充裕性和經(jīng)濟性？從我國現(xiàn)有電力市場對靈活性電力資源的激勵機制來看，主要有調(diào)峰市場和輔助服務(wù)補償機制，以及電力現(xiàn)貨市場。為了激勵火電機組深度調(diào)峰和靈活性改造以促進可再生能源消納，大多數(shù)省份建立了調(diào)峰市場，只有山西省和山東省實現(xiàn)了以現(xiàn)貨市場機制解決調(diào)峰問題。我國的調(diào)峰市場實質(zhì)上是一種對深度調(diào)峰機組的補償機制，補償費用標(biāo)準(zhǔn)由市場化方式形成，但如果把調(diào)峰問題放到省域電力現(xiàn)貨市場中，就融入了所有省內(nèi)統(tǒng)調(diào)機組的機組組合和經(jīng)濟調(diào)度問題中，調(diào)峰成本會降低，山西現(xiàn)貨市場運行結(jié)果已經(jīng)初步證實了這一點。可再生能源高占比的省份，本省調(diào)峰能力不夠，還有賴于區(qū)域省間調(diào)峰市場來幫助實現(xiàn)電力平衡。理論上，如果把各省調(diào)峰問題放到區(qū)域電力現(xiàn)貨市場中統(tǒng)籌解決，區(qū)域內(nèi)各省共享調(diào)峰資源，調(diào)峰成本將會更低。因此，建立區(qū)域性電力現(xiàn)貨市場，應(yīng)該是我國下一階段電力現(xiàn)貨市場建設(shè)的目標(biāo)取向，也是我國電力市場可持續(xù)發(fā)展、建立統(tǒng)一電力市場體系的中間環(huán)節(jié)。從省域電力市場融合的現(xiàn)實可能性出發(fā)，區(qū)域性電力市場建設(shè)宜從區(qū)域電力平衡市場起步。

區(qū)域電力平衡市場是基于日前電能量市場出清基礎(chǔ)上，區(qū)域內(nèi)電源出力上、下調(diào)整能力和需求側(cè)凈負荷上、下調(diào)整能力的日內(nèi)/實時平衡市場，包括和電能量日內(nèi)/實時平衡市場和不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（爬坡速率）的備用容量市場等構(gòu)成。在沒有建立區(qū)域日前電能量市場的情況下，可以在日前至調(diào)度執(zhí)行前15分鐘的時間內(nèi)連續(xù)開展交易。各省電力調(diào)控機構(gòu)在日前、日內(nèi)和實時市場階段，根據(jù)本省電力平衡需要，適時適量購買。區(qū)域電力平衡市場的建立，將有效提高區(qū)域內(nèi)各省調(diào)峰和可再生能源消納的能力，同時有效降低各省調(diào)峰和備用等保障電力平衡的成本，從而提高區(qū)域調(diào)峰和可再生能源消納的經(jīng)濟性。自2006年原國家電監(jiān)會頒布《發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理規(guī)定》（電監(jiān)市場〔2006〕42號）和《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法》（電監(jiān)市場〔2006〕43號），各區(qū)域在此基礎(chǔ)上制定“兩個細則”，在有效規(guī)范發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理的同時，建立了電力輔助服務(wù)公平調(diào)用與成本補償機制。2021年底，國家能源局根據(jù)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變化、電力市場化改革的新要求，對這兩個文件進行了修訂。據(jù)此，目前全國除西藏外，6個區(qū)域電網(wǎng)和30個省級電網(wǎng)均已啟動電力輔助服務(wù)市場，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和可再生能源消納起到了重要的保障和支撐作用。但由于調(diào)峰、調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用是短期資源優(yōu)化問題，其市場交易的機會成本是以電能量現(xiàn)貨市場價格為參考，在沒有建立電力現(xiàn)貨市場的情況下，調(diào)峰市場和輔助服務(wù)市場主要的作用只是實現(xiàn)公平調(diào)用、定價和互補，但要提高調(diào)峰和輔助服務(wù)市場的效率，降低和傳導(dǎo)電力靈活性資源成本，則有待隨著電力現(xiàn)貨市場的正常開展，將調(diào)峰問題納入電力現(xiàn)貨市場機制中解決，同時建立和完善與電力現(xiàn)貨市場價格機制配套的輔助服務(wù)市場。隨著光伏發(fā)電規(guī)模的不斷增長，“爬坡”問題也會逐漸顯現(xiàn)，光伏發(fā)電高占比省份也無法獨自解決。因此，在第二批省域電力現(xiàn)貨市場試點已經(jīng)啟動的情況下，亟待建立區(qū)域統(tǒng)一的電力現(xiàn)貨市場或統(tǒng)一的區(qū)域電力平衡市場。在兩、三個區(qū)域電力現(xiàn)貨市場正常運行后，適時開展區(qū)域電力現(xiàn)貨市場聯(lián)合出清，形成實質(zhì)性的全國統(tǒng)一電力市場，這不失為我國電力市場體系建設(shè)的一條優(yōu)化路徑。

歐洲和北美的電力體制差別很大，其中各國電力市場化改革的進程也參差不齊，但也都是通過建立跨州/跨國的區(qū)域性電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場，來實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，促進可再生能源消納和低碳發(fā)展。歐洲是以建設(shè)統(tǒng)一電力市場為目標(biāo)，選擇的實現(xiàn)路徑是：國家電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場—跨國區(qū)域統(tǒng)一的日前和日內(nèi)現(xiàn)貨市場—多區(qū)域聯(lián)合出清的歐洲統(tǒng)一日前和日內(nèi)現(xiàn)貨市場，目前正在建設(shè)歐洲統(tǒng)一電力平衡市場。歐洲電力平衡市場包括實時平衡電能量交易和輔助服務(wù)交易，原先是各國的電力調(diào)度機構(gòu)在本國內(nèi)運營，近年來歐盟已規(guī)劃建立一個統(tǒng)一的平臺，這個平臺是各國市場主體把實時輔助服務(wù)和電力平衡資源（即靈活性資源）都放在這個平臺上，供各國的調(diào)度機構(gòu)根據(jù)自身實時平衡的需要去購買。前述提及美國加州的可再生能源中分布式光伏占比高，在國際上最先出現(xiàn)凈負荷“鴨子曲線”，這個問題僅依靠加州電力系統(tǒng)內(nèi)的電源無法解決。加州的機組有燃煤機組、燃氣機組、核電機組和水電，核電無法快速地調(diào)整機組出力，水電和煤電機組調(diào)整出力也是有限度的，這些傳統(tǒng)電源調(diào)節(jié)出力的速度，無法跟隨光伏發(fā)電出力的變化。但加州所在的西部電網(wǎng)還沒有建立區(qū)域電力市場，無法采用美國PJM區(qū)域電力市場的“日前市場+實時市場+輔助服務(wù)市場”的機制來利用西部電網(wǎng)內(nèi)的靈活性電力資源，幫助加州電源“爬坡”。為了利用市場機制，激勵相鄰州與加州聯(lián)網(wǎng)的電力系統(tǒng)提供“爬坡”資源，幫助加州電力系統(tǒng)實現(xiàn)電力平衡，加州電力市場設(shè)立了一個“能量不平衡市場”，實際上是一個區(qū)域性實時平衡市場，把加州周邊電力公司的靈活性電力資源都納入進來，當(dāng)加州本地上午太陽能發(fā)電快速增長，周邊的電力公司就以低價從加州市場買入光伏發(fā)電電量，到傍晚太陽落山的時候，周邊電力公司都增加發(fā)電出力，以高價向加州電力市場賣電，幫助加州電網(wǎng)平衡。顯然，可再生能源高占比的加州電力系統(tǒng)無法獨自實現(xiàn)電力平衡，以加州為核心的區(qū)域電力現(xiàn)貨市場是其發(fā)展的經(jīng)濟選擇。

我國的電力市場建設(shè)的內(nèi)外部條件與歐美不同，不能直接照搬北美或歐洲的市場模式，但國際上電力市場建設(shè)的路徑具有共性，經(jīng)驗和教訓(xùn)是值得我們借鑒的，那就是大國大電網(wǎng)要實現(xiàn)全國統(tǒng)一電力市場難以一蹴而就，先行建設(shè)區(qū)域電力現(xiàn)貨市場或電力平衡市場，是合理選擇。目前，對于我國可再生能源高占比市場的省份而言，即使建立了現(xiàn)貨市場也很難獨自實現(xiàn)電力平衡。筆者建議，如果在短時間內(nèi)不能建立區(qū)域電力現(xiàn)貨市場，就應(yīng)盡快建立區(qū)域電力平衡市場。

當(dāng)然，還需要考慮一些細節(jié)問題，如調(diào)峰問題到底通過什么市場機制解決更經(jīng)濟？是否要不惜代價地保證可再生能源的棄風(fēng)率不超過5%？筆者認為，需要根據(jù)各地實際情況而論。例如可再生能源占比高的省份，棄風(fēng)率應(yīng)該可以允許高于5%；有時棄一些風(fēng)電，系統(tǒng)運行整體上更經(jīng)濟，也能為電力規(guī)劃投資和電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供正確的信號。市場機制的作用是經(jīng)濟配置資源，而不是強行消納資源。經(jīng)濟配置資源的機制，對用戶才是公平的，才能促進經(jīng)濟健康發(fā)展，才可持續(xù)。

如何保障電力供應(yīng)安全，首先要厘清電力市場機制能解決什么問題、不能解決什么問題。電力現(xiàn)貨市場及其短期邊際成本定價機制，可以實現(xiàn)短期電力資源優(yōu)化配置，使短期發(fā)電成本最小化；激勵市場主體提供靈活性電力資源，促進發(fā)用電實時平衡和可再生能源消納；為電力輔助服務(wù)市場提供價格參考信號，激活靈活性電力資源（火電靈活性改造、儲能系統(tǒng)、需求側(cè)響應(yīng)、虛擬電廠等）的投資和提供；為中長期市場提供參考價格，引導(dǎo)電力規(guī)劃投資，促進電源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。中長期合同可用于對沖現(xiàn)貨市場價格波動風(fēng)險，中長期交易價格參考現(xiàn)貨市場價格；可再生能源高占比電力市場的現(xiàn)貨價格走低，相應(yīng)的中長期市場價格也必然趨勢相同。但是，現(xiàn)貨市場價格并不是電源投資決策的唯一評價指標(biāo)，電力建設(shè)周期長，保障電力供應(yīng)安全不能僅僅依靠現(xiàn)貨市場機制。

歐洲的電力期貨市場上，合同期較長的為3～5年。實施能源低碳轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略和可再生能源支持政策后，近年來歐洲的電能量批發(fā)市場價格下降，幾乎沒有新投運的市場化裝機容量。英國電力市場化改革初期的電力差價合同期和電煤合同期相匹配，長達數(shù)年甚至10年；2021年英國已出現(xiàn)15年的容量市場合同。巴西在經(jīng)歷上世紀90年代電力市場危機之后，實行政府規(guī)劃電力項目上網(wǎng)電價招標(biāo)制，合同期為20年或30年。2021年底以來，歐洲能源危機、價格飆升，居民家庭面臨付不起電費、企業(yè)也面臨生產(chǎn)成本高漲的挑戰(zhàn)，美國電力市場價格也隨之大幅度攀升。歐洲五大經(jīng)濟體德國、英國、法國、意大利和西班牙的政府分別提出了援助政策和有時限的減稅方案，以幫助電力用戶應(yīng)對電費大幅上漲帶來的壓力。發(fā)電燃料價格暴漲，已成為危及電力供應(yīng)安全的一個主要因素。電力供應(yīng)安全問題已經(jīng)成為世界各國電力市場面臨的新難題和各國政府關(guān)注的新問題。

當(dāng)前我國電力現(xiàn)貨市場有日前和實時市場，電力中長期合同期長至一年，短則一個月甚至幾天。火電、核電、大水電經(jīng)濟壽命期是20～40年，在可再生能源高占比的電力系統(tǒng)中，火電、大水電、核電等企業(yè)的投資成本如何保證回收？發(fā)電燃料成本如何控制？從國內(nèi)外電力市場發(fā)展的經(jīng)驗和教訓(xùn)來看，無論是電力市場正常運行，還是電力長期供應(yīng)安全，都需要政府制定能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃及支持規(guī)劃實現(xiàn)的有效政策，例如建立長效的發(fā)電容量成本回收機制，對國家規(guī)劃的大型電力項目不能在市場回收的成本提供政策支持；同時，還需要統(tǒng)籌電力上下游市場協(xié)同建設(shè)，合理、有效地規(guī)制燃煤、燃氣和電力市場等。

一些人認為，這些問題都可以通過市場機制解決。但市場并不是萬能的，市場和政策兩者應(yīng)該如何有效結(jié)合和合理劃界？針對電力供應(yīng)的安全問題，看似可以通過簽訂中長期合同解決，但在2021年的年度合同執(zhí)行中，就遇到煤價大幅上漲，而發(fā)電企業(yè)簽訂的電煤合同并沒有和電力合同量價對應(yīng)，導(dǎo)致年度合同要重新簽訂，電力中長期市場的功能沒有真正發(fā)揮作用，最后還是靠政府干預(yù)來保證電煤和電力供應(yīng)。這里面有中長期合同設(shè)計不合理、市場主體風(fēng)險管控意識和能力不足的問題，但更主要的是電煤市場價格規(guī)制與電力市場價格規(guī)制不協(xié)調(diào)的問題。可見，電力中長期市場也不能完全解決電力安全供應(yīng)問題。在全球能源低碳發(fā)展、可再生能源發(fā)電占比不斷提高的形勢下，發(fā)電燃料市場價格漲跌的不確定性越來越大，單純依靠市場機制，煤炭企業(yè)和電力企業(yè)很難簽訂遠期合同，是否需要借助政府職能來規(guī)劃和協(xié)調(diào)？除了燃料價格之外還有發(fā)電容量成本回收的問題。可再生能源高占比的電力系統(tǒng)如何保證發(fā)電容量的充裕性？一方面要保證存量的電源投資成本的回收，另一方面要引導(dǎo)新電源投資。如果僅僅采取美國得州和歐洲的稀缺價格機制，或者美國PJM的容量市場機制，并不一定能夠有效解決這一問題。歐洲近年來的電源投資，大多數(shù)是要靠非市場化方式保障容量成本回收。美國PJM的容量市場是在可再生能源占比不高的情況下建立的，合同期最長為4年。隨著可再生能源占比的不斷提高，容量市場需求和價格走勢將如何？這些不確定因素必然影響電源投資決策，致使容量市場機制難以保障以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的發(fā)電容量充裕性。因此，美國PJM的容量市場也在探索如何改進其容量市場。

還有關(guān)于市場力管控的問題，目前國內(nèi)現(xiàn)貨市場試點省份，大部分都參考美國PJM的市場力管控機制。但我國電力市場環(huán)境與美國PJM市場的環(huán)境有很大差異，PJM市場有容量市場，而且其市場主體主要是各州內(nèi)發(fā)輸配售一體化的電力公司。如果沒有容量市場，在可再生能源發(fā)電高占比的情況下，火電機組一年能發(fā)多少電量很難預(yù)測，火電容量成本平攤到每度電的成本也就難以預(yù)測，如何合理確定火電報價上限？顯然，我國照搬美國的PJM的市場力管控機制和容量市場機制也不適合。

另外，關(guān)于工商業(yè)用戶全部進入市場，目前面臨的問題是很多工商業(yè)用戶不具備分時計量的條件。這些用戶進入市場以后怎么結(jié)算？這方面歐洲有實踐經(jīng)驗可以借鑒。但如果現(xiàn)貨市場不能連續(xù)正常運行，就無法由中長期市場交易形成分時電價，那么如何引導(dǎo)用戶削峰填谷？因為發(fā)電和用電的偏差電量結(jié)算價格都以沒有隨時間變化的現(xiàn)貨市場價格作為參考價格，所以中長期交易也沒有分時定價的參考信號，不能分時定價，中長期交易約定曲線就沒有意義；售電公司也無法針對中小工商業(yè)用戶的負荷特性和用電偏好，制定多種套餐以激勵用戶合理用電、削峰填谷。此外，發(fā)電商和售電商和大用戶怎么進行風(fēng)險管控，是否具有風(fēng)險管控的能力，是否承擔(dān)交易引發(fā)的巨額經(jīng)濟風(fēng)險？這些問題不是僅依靠市場機制本身就能夠解決的，要在加快建設(shè)和完善市場機制的同時，提高政府規(guī)制效率，遵守市場經(jīng)濟的契約制度，需要市場和政府合力解決。

綜上，在新形勢下，保障電力供應(yīng)安全需要有為政府和有效市場的協(xié)同。保障長期電力供應(yīng)安全需要依靠政府的作為，政府通過制定和滾動調(diào)整長期電力規(guī)劃引導(dǎo)電力投資，可借助電力項目長期合同招標(biāo)制、容量成本補償機制等促進規(guī)劃項目落實和保障發(fā)電容量充裕性；協(xié)同、有效地規(guī)制發(fā)電燃料市場和電力市場，助力電力上下游市場交易對沖價格風(fēng)險機制形成，避免電力價格暴漲；制定清晰的全國統(tǒng)一電力市場實現(xiàn)路徑圖，配合區(qū)域經(jīng)濟一體化發(fā)展戰(zhàn)略，推動區(qū)域電力市場建設(shè)，促進短期電力資源優(yōu)化配置，提高新能源電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。實現(xiàn)短期電力資源優(yōu)化配置主要依靠市場機制，以及在發(fā)生極端事件或市場供需失衡情況下政府的有效干預(yù)。