新能源參與電力市場的機制及政策研究

　　“雙碳”目標背景下，我國能源轉型不斷加速，正在加快構建新型電力系統(tǒng)，未來新能源將實現(xiàn)跨越式發(fā)展，2030年新能源裝機規(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)模逐步擴大，已經(jīng)形成了以省級電力市場為基礎、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制及政策研究，對保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、促進新能源大規(guī)模發(fā)展和消納、加快能源電力清潔低碳轉型具有重要意義。

國內基本情況

　　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，我國能源轉型戰(zhàn)略不斷推進，近年來形成了促進可再生能源發(fā)展和消納的政策體系，以風電、光伏發(fā)電為代表的新能源發(fā)展成效顯著，新能源裝機規(guī)模迅速增加、利用水平穩(wěn)步提升、技術裝備水平顯著進步、成本快速下降。

　　“雙碳”目標背景下，我國明確2030年風電和太陽能發(fā)電總裝機容量達到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、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的中長期市場、現(xiàn)貨市場、輔助服務市場等，交易品種有電力直接交易、自備電廠替代交易、發(fā)電權交易、合同轉讓交易、綠電交易等。

　　面臨的問題和挑戰(zhàn)

　　一是新能源環(huán)境價值沒有適當體現(xiàn)，綠色消費有待提高。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，綠證自愿認購的激勵機制不足，綠色電力消費環(huán)境溢價的效用未體現(xiàn)，綠色電力消費證明缺乏唯一性，發(fā)電企業(yè)與電力用戶通過綠電、綠證交易獲得經(jīng)濟、環(huán)境效益的難度較高，沒有充分調動全社會消納綠電的積極性，不利于能源綠色轉型以及“雙碳”目標的實現(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，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，加之輔助服務分攤、系統(tǒng)偏差考核、新增配套儲能，以及風機、光伏組件等上游原材料價格過快上漲等因素，運營成本將大幅增加，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。總體來說，當前新能源在市場中面臨價格踩踏、曲線波動、偏差考核、政策影響等多重風險。

　　三是靈活性調節(jié)價值沒有合理傳導，系統(tǒng)調節(jié)激勵不足。當前電力市場中對靈活性調節(jié)資源價值體現(xiàn)不足，提升系統(tǒng)調節(jié)能力的電價機制尚未形成;輔助服務補償力度小、補償機制不合理。2018年我國輔助服務補償費用僅占上網(wǎng)電費總額的0.83%，遠低于美國PJM市場的2.5%、英國的8%，輔助服務參與主體不全，尚未對虛擬電廠等新興服務品種進行整體規(guī)劃，且成本向用戶側疏導不暢;以省為邊界的新能源消納機制還不能滿足未來新能源大規(guī)模發(fā)展消納的需要。當前，電力資源配置以省(區(qū))為主，省間市場以落實西電東送、北電南送戰(zhàn)略、政府間框架協(xié)議為主，在此基礎上開展小比例余缺互濟，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)化的新能源消納機制，統(tǒng)籌全網(wǎng)性調節(jié)資源，加大風光水火儲一體化和聯(lián)合優(yōu)化調度。

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)電價機制、溢價補貼機制、“可再生能源配額制+綠證”、差價合約等政策機制鼓勵新能源產(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制、調峰調頻及輔助服務機制，推動新能源在更大市場范圍內消納等方面進行了很多探索和實踐，積累了很多寶貴經(jīng)驗，對我國具有很強的借鑒意義。

　　國外啟示

　　一是發(fā)揮政策補償激勵作用，促進新能源發(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制、差價合約、VPPA及套期保值等價格激勵機制參與電力市場;德國基于溢價機制和招標機制等參與電力市場。通過配額制和綠證的機制體現(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)化市場機制，適應新能源的特性。新能源發(fā)電受天氣變化影響顯著，其波動性、隨機性、間歇性等特點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)商調整，降低市場風險。

　　三是發(fā)揮市場價格信號作用，提升系統(tǒng)調節(jié)能力。國外現(xiàn)貨市場主要開展日前、日內、實時的電能量交易和備用、調頻等輔助服務交易，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)電實現(xiàn)優(yōu)先調度，引導發(fā)電主動調峰，優(yōu)化統(tǒng)籌全網(wǎng)調節(jié)資源，有效促進新能源電力消納。充分利用靈活調節(jié)資源，引導常規(guī)電源參與調峰，例如丹麥的風電與挪威水電配合調度，北歐地區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)機組參與系統(tǒng)電力供需平衡的調節(jié)，以應對風電的波動性。

　　四是建立可調節(jié)性電源投資保障機制，保障系統(tǒng)充裕度。通過合理的投資保障機制，與市場平衡獲取合理收益，增強相關方投資信心，調動靈活調節(jié)性資源(特別是抽水蓄能和新型儲能)投資積極性，并通過運行階段規(guī)則設計充分調動靈活性調節(jié)資源的潛力，保障電力系統(tǒng)長期安全可靠運行。

　　五是發(fā)揮區(qū)域聯(lián)網(wǎng)和多能互補的作用，保證系統(tǒng)可靠性。由于新能源具有隨機性、波動性和反調峰的特點，國外普遍在更大區(qū)域和市場范圍內進行交易，與其他類型電源相互配合。以北歐電力市場為例，北歐四國的電源結構具有一定的互補性，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?shù)湹娘L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”大基地項目建設進程，促進基地電量消納。

有關政策和市場機制建議

　　為穩(wěn)妥推進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期，保障新能源行業(yè)投資積極性，促進能源綠色轉型，保障長期電力供應安全。政策和市場機制的設計應充分考慮新能源的特點，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)境成本的回收機制，優(yōu)化完善考慮新能源特點的電力市場體制機制，以此為前提和基礎，推動新能源全面參與市場交易。同時，建立更加科學有效地體現(xiàn)靈活調節(jié)性資源價值的輔助服務市場，強化支撐新能源發(fā)展的技術手段，不斷提高新能源在各類市場中的適應能力，改進新能源場站的涉網(wǎng)性能，提升功率預測準確率。

　　完善體現(xiàn)新能源綠色價值的政策體系

　　提倡和引導全社會消納和消費綠色電力，建立強制配額制度，盡快完善綠電、綠證制度，理順電力市場、綠證市場、碳市場底層邏輯關系，通過綠色環(huán)境價值政策的頂層設計，激發(fā)市場活力，促進新能源消納的同時，實現(xiàn)新能源的綠色價值，有效疏導新能源企業(yè)成本。

　　建議新能源參與電力市場分階段實施：

　　第一階段(當前到2025年)，建議采用“保障性消納+市場交易”的模式，加快建設“配額制+綠證”政策體系，引導用戶逐步參與綠色電力消費。

　　第二階段(2025年~2030年)，建議全面實施“強制配額制+綠證”制度，以“強制配額制+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”的正常運轉機制，全社會共同承擔新能源消納責任。

　　為實現(xiàn)上述路徑，具體建議如下：

　　一是在過渡期采用“市場交易+溢價補貼”模式。在第一階段考慮采用市場價基礎上增加溢價補貼的方式，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重分解機制，將消納責任從各省、區(qū)、市細化分解至售電公司和電力用戶。

　　二是盡快建立“強制配額制+綠證交易”制度。政府確定用戶用電量中新能源配額比例，建立相應考核機制，用戶通過購買新能源綠證完成配額責任;明確綠證是我國綠色電力消費的唯一憑證，統(tǒng)一將綠證數(shù)量作為綠電消費量的衡量標準，理順綠證價格形成機制，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”機制銜接。理順“電-證-碳”市場的關系，電力市場負責電力商品交易，綠證市場負責可再生能源的綠色電力屬性，碳市場負責約束化石能源的溫室氣體排放;確保綠色環(huán)境權益的唯一性;加強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”市場的相互關系，在綠證、綠電、CCER等交易機制并存的情況下，相關指標的簽發(fā)、注銷等信息應公開、可互相校核，避免環(huán)境權益的重復出售。

　　建立適應新能源特性的市場機制

　　一是優(yōu)化新能源市場交易和合約調整機制。增加新能源調整曲線的機會，縮短交易周期，提高交易頻率;在中長期交易合同中設立調整條款，約定調整方式、調整范圍和價格機制;允許不同電源品種之間自由轉讓市場合同，增加市場合同的流通性。

　　二是建立政府授權的中長期差價合約機制。通過與政府授權電網(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)用戶分攤或分享，制定合理的新能源保障利用小時數(shù)，實現(xiàn)與市場交易規(guī)則的有效銜接，并合理疏導政府授權合約費用。未來隨著新能源技術及成本的變化，以及綠色電力消費配套政策的實施進展情況，可采取政府授權合約退坡或調整基準價格的方式進行調整。

　　三是完善新能源參與跨省跨區(qū)交易機制。加快全國統(tǒng)一電力市場建設，研究建立統(tǒng)一規(guī)范的規(guī)則體系和技術標準;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，強化省間市場與省內市場、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)為重點的大型風電光伏基地，可探索將風、光聯(lián)合參與市場，通過內部聚合平衡的方式，提高新能源出力預測精度和出力穩(wěn)定性，自發(fā)調整新能源發(fā)電曲線，平抑波動性。

　　建立支撐新能源發(fā)展的引導機制和手段

　　一是發(fā)揮市場配置資源的作用，激發(fā)調節(jié)潛力。通過完善輔助服務管理機制和輔助服務市場，合理補償調節(jié)成本，激勵市場主體主動提高調節(jié)能力，持續(xù)推進電價改革，完善價格補償機制，充分釋放各類資源調節(jié)潛力。激勵傳統(tǒng)電源開展靈活性改造、制造，激發(fā)需求側資源參與系統(tǒng)調節(jié)的潛力，完善可中斷負荷電價、階梯電價、差別電價等需求側管理電價政策，發(fā)揮電價杠桿作用，引導和優(yōu)化用電負荷，完善新型儲能的電價政策及市場化機制，合理設置現(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的各類發(fā)用電主體調峰、備用、調頻、轉動慣量、無功支撐等輔助服務需求及成本，按照“誰提供、誰獲利，誰受益、誰承擔”原則，疏導輔助服務成本;針對高比例新能源電力系統(tǒng)運行特性，探索快速爬坡、轉動慣量等新品種;激勵新能源企業(yè)不斷提高涉網(wǎng)性能，優(yōu)化參數(shù)設計，促進新能源企業(yè)在保證電力系統(tǒng)安全管控運行方面發(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)承擔起相應的系統(tǒng)經(jīng)濟平衡責任，新能源日前預測曲線與實時發(fā)電曲線的偏差，由其自行分擔系統(tǒng)調節(jié)成本，促進新能源提升出力預測水平。

　　二是改進新能源功率預測機制，完善支撐手段。加強新能源企業(yè)功率預測技術和管理水平，豐富天氣預報數(shù)據(jù)渠道、提升氣象監(jiān)測數(shù)值準確度、提升極端天氣預測水平、保證數(shù)據(jù)傳輸準確性，不斷適應系統(tǒng)管理要求和市場運行的需要。建立預測工作機制，改進工作措施，開展技術攻關，加強現(xiàn)場核查，鼓勵新能源企業(yè)之間進行數(shù)據(jù)共享，持續(xù)推動新能源功率預測精度提升工作;整合國家和區(qū)域新能源功率預測的資源，建議建立國家級新能源出力預測系統(tǒng)，采取新能源購買系統(tǒng)服務的方式，減少單個企業(yè)建設成本，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)運行穩(wěn)定性。同時，以國家級功率預測為依托，建設有大量功率預測廠家及新能源發(fā)電企業(yè)深度參與的功率預測集成平臺，結合研究機構理論研究及行業(yè)實踐經(jīng)驗，促進功率預測核心算法的迭代和升級，提高功率預測準確率。

　　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、有關副理事長單位

　　主筆人：孫健、鄔菲、劉旭龍、韓放