叶泽:可再生能源消纳的市场价格机制选择

发布时间:2017-10-10   来源:中国电力企业管理

  近年来,“三北”地区可再生能源消纳困难问题得到政府高度重视。去年5月,国家发布《关于做好风电、光伏发电全额保障性收购管理工作的通知》(以下简称《通知》,核定了各地风电、光电的最低保障收购年利用小时数,要求电网企业确保这个标准以内的电量以最高优先等级发电。今年1月,国家出台《试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度》(以下简称《制度》),计划今年自愿、明年强制执行绿色证书交易,让可再生能源企业以市场竞争交易方式获得可变的价格补贴。今年2月,国家又批复了“国家电网公司关于开展跨区域省间可再生能源增量现货交易试点工作的意见”(以下简称“意见”),计划通过跨区域输电通道,买方(含电网企业、电力用户、售电企业)与卖方(水电、风电、光伏等可再生能源发电企业)通过跨区域省间现货交易系统,在已有电力中长期合同基础上开展的增量现货交易;增量现货交易定位为送端电网弃水、弃风、弃光电能的日前和日内现货交易。三个文件都针对可再生能源消纳问题,而且非常具体,政策性很强。那么,是否这样做就可以从根本上解决可再生能源的消纳问题呢?进一步分析,即使消纳问题解决了,这样做又是否合理呢?
  全额保障性收购的政策缺陷

  从《可再生能源法》到去年出台的《通知》,国家对风电、光电始终坚持全额保障性收购政策。这项政策原则上肯定是正确的,但是,总结实际工作中的经验教训并加以理论分析,发现还是存在一些缺陷。

  全额与保障性的内在矛盾

  西方经济学认为商品成交价格与需求量或供应量直接相关,从需求或消纳的角度,价格越低,需求或消纳量也越大;在生产数量有限的情况下,只要价格足够低,就不存在需求不足或消纳问题。经济学规律提示了两点:一是需求与价格是对应的,谈需求必然要说价格,否则没有意义;二是只要价格足够低,需求总是可以满足供给,即不会出现生产剩余或消纳困难。全额保障性收购政策只要求数量而不要求价格或者说保持价格不变,不符合市场经济规律。进一步分析,全额保障性收购政策的目标有两个:一是全额,二是保障性。但是,这两个目标不是并列的,按照经济学规律也不能并列。全额是首要目标,应该在实现全额的基础上再实现保障性目标。如果强制性的要求同时实现两个目标,可能两个目标中一个目标也不能实现。

  只有买方责任,却没有卖方责任

  古今中外商品交易都是买卖双方共同完成的,双方都有责任。在供不应求或者卖方市场情况下,主动权在卖方,买方的责任更大;在供过于求或买方市场的情况下,主动权在买方,卖方的责任更大。现在,全额保障性收购政策只规定了电网企业即买方的责任,要求电网企业必须保证可再生能源企业或卖方的最低年利用小时。在买方市场情况下,把全部责任界定给买方即电网企业也欠合理。为什么不能把责任界定给卖方或可再生能源企业呢?既然卖方企业的边际成本很低,合理的报价可以较低,完全可以由卖方承担责任把电能全部卖出去,而不是目前的买方全部买回来。从这个角度分析,把几乎零成本的风电和光电弃掉也不卖出去,表面上是电网企业的责任,实际上却是风电、光电企业的责任。

  缺乏市场范围的规定

  市场范围越大,消纳能力和空间也越大,弃风、弃光电量也就越少,这是电力生产经营的客观规律。然而,国家并没有严格界定全额保障性收购的市场范围。《可再生能源法》 第十四条第三款规定: “电网企业应当与按照可再生能源开发利用规划建设,依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议,全额收购其电网覆盖范围内符合并网技术标准的可再生能源并网发电项目的上网电量。”按照签订并网协议这个依据,只有风电、光电企业所在的本省电网企业才是承担全额保障性收购的唯一责任主体,其他省、区域电网企业没有责任,这个界定显然不合理,也不符合事实。如果风电和光电仅仅在本省范围内消纳,弃风、弃光电量会更大。为什么过去几年弃风、弃光现象实际发生了却不能把责任归咎于本省电网企业,与这个界定的不合理有直接关系。从另一方面讲,根据目前的政策法规,电网企业并没有义务消纳省外、区域外风电和光电,可以选择性地消纳。

  缺乏配套政策或利益分享机制

  从整体上看,在目前发电生产能力相对过剩的条件下,水电也要求优先消纳的情况下,可再生能源的全额保障性收购必然要求火电让出发电空间并且承担调峰任务。从执行《可再生能源法》的角度,火电企业应该腾出电量空间;但是,从执行与火电企业相关政策的角度,除非国家对火电上网电价进行调整,否则,火电企业又不应该让出电量空间。其中的道理很简单,但是却容易被忽视。理论上,火电执行标杆电价的隐含条件包括标准的年发电利用小时的规定,如5000小时。火电可以腾出空间给风电、光电,但是,如果因此火电实际利用小时低于核价时规定的年标准利用小时,国家就应该提高火电标杆电价。如果不提高标杆电价就要求火电让出电量空间,国家在对风电、光电公平的同时,对火电却不公平。进一步分析,如果国家不提高火电标杆电价,也应该允许火电企业分享弃风、弃光电量上网的收益。而《通知》中“严禁对保障范围内的电量采取由可再生能源发电项目向煤电等其他电源支付费用的方式来获取发电权”,实际上道理并不充分。

  相关理论与政策分析

  在计划经济体制下,政府给企业下达生产任务,企业完成生产任务,企业不考核成本、效益,企业是政府的一个车间。市场经济条件下,每个企业都是利益主体,包括有正外部性和负外部性的企业,都必须按照经济规律运行。

  弃风、弃光电量的机会成本定价

  就像菜市场中菜农不会眼睁睁地看到自己菜篮子里的青菜变黄而不尽早降价卖掉一样,弃风、弃光现象严重、损失巨大让人感到不可思议。从经济学理论上分析,针对潜在的弃风、弃光电量,风电、光电企业的最优决策是把价格降到足够低的程度,直到受电侧的用户或代理用户的电网企业愿意消纳为止。例如,甘肃火电标杆电价约0.30元/千瓦时,调整后的风电价格按0.50元/千瓦时计算,这样每千瓦时风电、光电的固定价格补贴为0.20元,假设风电运行成本为0.02元/千瓦时,这样,按照机会成本定价方法,为解决弃风问题,风电企业可接受的价格范围为[-0.18,0.20],有0.38元/千瓦时的降价空间,这样大的降价空间足以对其他省的用户或代理用户的电网企业产生诱惑,甚至使本省或其他省的火电企业愿意以发电权交易的方式腾出电量空间。因此,如果市场价格机制充分发挥作用,弃风、弃光电量消纳的经济可行性是完全具备的;不存在经济学上的弃风、弃光电量,只可能存在体制上和技术上的弃风、弃光电量。

  新消纳模式的实质及其评价

  最近国家出台的三个文件提出的“最低利用小时+市场化的价格补贴+现货市场”的消纳模式可以认为是对过去我国可再生能源消纳政策的完善和补充。其中要求电网企业必须购买最低年利用小时的电量和从明年开始取消固定价格补贴采用市场化价格补贴的政策属于完善的内容,针对弃风、弃光电量的现货交易市场则是补充的内容。这三项政策或制度结合在一起,既有利于风电、光电全额收购或消纳,也保护了可再生能源企业的经济利益,体现了保障性;其中,通过市场机制实现全额消纳是这种模式的核心和关键。

  从有效性角度分析新消纳模式,还需要注意几个问题。首先,最低利用小时的大小确定。按照《通知》精神,最低利用小时由政府参考准许成本加合理收益确定,目前风电、光电企业实际盈利情况较好,最低利用小时标准应该明显低于实际利用小时。但是,由于两种不同电量结算电价可能存在较大差异,可再生能源企业可能会采取策略性行为,向政府争取较大的最低利用小时标准。而如果这个标准仅仅略低于实际利用小时,这个模式与过去做法就没有差异。其次,最低利用小时数量之外的电量是否就是国家电网公司提出的增量现货交易市场的弃风、弃光电量?仅仅从文件上很难确定。《通知》中提到的最低利用小时以外的电量通过市场机制消纳,但是,“意见”提出的增量现货市场针对的是弃风、弃光电量,两者在内涵上并不严格一致。最后,绿色证书交易价格变化对可再生能源企业准许收益的影响。绿色证书交易市场价格的不确定性会影响可再生能源企业的实际收益,而这个收益又会影响最低利用小时标准,并进一步影响市场交易电量。不同政策之间的相互关系及其影响还有很大的不稳定性,这也会影响这种消纳模式的有效性。

  电量界定的技术难题

  “最低利用小时+市场化的价格补贴+现货市场”的消纳模式实际上把风电、光电企业的结算电量分成了两类,即计划电量和弃风、弃光电量,由于这两类电量的交易价格可能相差很大,根据上面的数据,考虑固定价格补贴,极端情况下相差0.68元/千瓦时[0.3+0.2-(-0.18)],所以,可再生能源企业对弃风、弃光电量的预测会相当谨慎。事实上,弃风、弃光电量在利用起来后从调度交易和生产的角度与计划电量没有差异,技术上不能区分计划电量和弃风、弃光电量,这个结果会影响可再生能源企业参与现货市场的积极性及市场运行的有效性。

  国外经验及启示

  在相近的政策背景下,国外也有可再生能源消纳的政策法规,也有类似的责任规定。不同国家可再生能源消纳政策和办法有较大差异,但基本的方式或类型主要有“硬性强制”、市场竞争和“软性激励”三种,差异主要体现在三种类型的组合及每种类型的具体形式上。

  不同方法所取得的经验

  一是“硬性强制”。其代表性做法是实行可再生能源配额制,这种模式规定在全部电力供应量中必须有规定比例的电力来自可再生能源。美国有 12 个州实施可再生能源配额制,公共电力管制政策( PURPA) 要求公用电力公司每年必须按“可避免成本”购买风电等可再生能源。实际政策执行中,配额制直接或间接地以其他形式如低碳能源消纳机制或绿色证书交易制度等发挥作用。电力企业可以在市场上出售或购买绿色证书,并且需要将规定数量的绿色证书上交给监管机构,表明已遵守了强制性义务。这种制度以强制的方式提供了保证可再生能源的全额消纳的机制。

  二是市场竞争。其代表性的做法是可再生能源直接参与市场竞争,具体有两种形式。第一种全电量竞争,如在爱尔兰,风电企业直接在电量库(pool)中售电,或者通过购电协议将电能以固定价格委托给某一电力供应商参与电量库竞争。新西兰电力市场包括现货市场、双边合同交易、备用市场。风电可直接参与电力市场与其他类型机组竞争,主要是参与市场基荷电量竞争。考虑到风电出力的不稳定性,风电企业在交易前两小时还可以根据最新的预测结果变更申报的出力数据。第二种是价格接受者(price-taker)。风电机组不参与报价,享受优先发电的权力,但作为市场出清价格接受者参与市场交易。如美国中部电力市场( MISO)等电力市场中,可再生能源发电商均可以直接参与现货市场交易,通常多报零价成为价格接收者,以实时电价结算发电量。

  三是“软性激励”。其代表性的做法是绿色电力市场,这种政策允许那些愿意为清洁的电力多支付费用的用户自愿选择购买可再生能源电力,并有相应的制度保证用户多支付的费用被真正用于可再生能源的发展。美国政府开展的绿色电力项目包括“绿色电力伙伴计划”和“500 强绿色电力挑战计划”。前者针对面很广,包括政府机构、军队、高校和企业等; 而后者主要对象是美国 500 强企业。美国电力公司设计了 3 类价格制度,分别是绿色价格制、固定费用制和捐赠制,以此来吸引用户自由选择购买绿色电力。

  启示

  一是有系统的政策组合设计。比如,许多国家为保证可再生能源消纳,都建立配额制度,配额制度实际上间接地解决了市场范围的问题。由于配额总量是精心设计出来的,能够保证可再生能源全部消纳,并通过配额交易维护了可再生能源企业的收益,因此,这项政策实际上比我国规定的电网企业保障性全额收购政策更有操作性、强制性和有效性。

  二是市场交易机制运用十分充分。在支付可再生能源企业足够的补贴政策后,可再生能源企业有责任充分运用各种政策在市场竞争中实现交易。国外可再生能源企业一般与常规能源同台竞争,即使有交易规则为保证其消纳而采用零报价,这也仅仅是保证优先交易,财务上仍然按市场统一出清价格结算。

  三是技术措施配合。比如丹麦依靠强大的覆盖全国的电网及与邻国的跨国联网机制, 运用了更精确的风电出力预测技术,实现了大比例的风电消纳。西班牙电力系统具有大量的灵活快速调节电源, 有很大能力平衡风力出力的波动, 为风电的发展提供足够的备用电源。许多国家运用多能互补技术改善可再生能源机组的出力曲线,提高风电、光电电能品质。

  可再生能源消纳政策相关建议

  总结过去主要运用计划手段消纳可再生能源的经验教训,针对风电、光电电能特性,根据经济学规律,目前我国推行的“计划+市场”,以市场为核心和关键的新消纳模式在方向上是正确的,是有中国特色的可再生能源消纳政策 ,但是,还需要从以下几个方面进一步完善。

  一是明确可再生能源消纳中市场机制的核心和关键地位

  可再生能源消纳的核心和关键是潜在的弃风、弃光电量的消纳,经济学理论分析和国内外实际经验都说明,计划机制解决不了这个问题,市场机制却正好有很大的运作空间。市场机制的核心是什么,就是通过谈判机制解决与交易相关的利益分享问题。市场机制的关键作用在哪里,就是市场主体会最优地解决自己生产商品的市场出清问题。当可再生能源企业或卖方意识到可能会发生弃风、弃光损失时,自然会做出损失最小的合理决策。这是政府和其他相关企业如电网企业都不能解决的。表面上看,最低利用小时标准决定了风电和光电企业收入的绝大部分,相应的计划机制是新消纳模式的核心;实际上,由于政府和社会关注的主要是弃风、弃光电量的消纳,最低利用小时标准解决“保障性”不解决“全额”问题,因此,市场机制才是新消纳模式的核心和关键。

  二是准确核定最低利用小时标准

  参考准许成本加合理收益为每个可再生能源企业核定最低利用小时标准原则上是合理的,但是,要制定和出台相应的办法,系统地考虑包括固定价格补贴变化等各种因素,准确核定最低利用小时标准。原则上,要尽可能降低最低利用小时标准,增加风电和光电企业直接参与的市场竞争交易电量。

  三是在市场交易电量中强调可再生能源企业的责任

  过去可再生能源消纳中较少强调发电企业的责任,弃风、弃光的责任主要由电网企业和政府承担。无论是最低利用小时标准以外的电量交易市场,还是国家电网公司组织的跨省跨区现货交易市场,今后参与市场的卖方主体都不再是风电和光电企业所在的省和区域电网公司,而是风电和光电企业自身。严格意义上讲,在这种政策背景下,如果仍然发生弃风、弃光,唯一的责任主体就是风电和光电企业本身。这种市场主体和责任的合理回归是解决弃风、弃光问题的前提。

  四是电网企业的职能转换

  在可再生能源消纳的新模式中,电网企业有三个主要职能:一是通过发电计划完成最低利用小时标准;二是提供和改进促进市场交易的技术条件。三是提供调度和交易平台服务。过去电网企业代理市场主体做买卖交易,强调的是第一个职能。现在,在市场交易电量大幅度增加的情况下,相比于这项职能,电网企业提供与改进技术条件和提供调度与交易平台服务的职能更加重要。特别是针对可再生能源消纳问题,不断提供和改进技术条件才是电网企业最根本的职能,国家电网公司应系统地改进和完善适用于可再生能源交易的技术条件。

  五是逐步推行配额制或绿色证书交易制度

  配额制或绿色证书交易制度是国外强制性地解决可再生能源消纳问题的基本制度。因为解决了市场范围的问题,这两种制度在解决可再生能源消纳问题上相比《可再生能源法》中全额保障性收购的规定更加有效。但是,针对我国实际情况,由于这两种制度对经济现状的调整较大,与我国经济体制改革的总体思路不吻合,可行性相对不够。因此,建议逐步推行配额制或绿色证书交易制度。

      关键词: 叶泽,可再生能源


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