【能源人都在看，點擊右上角加'關注'】
北極星太陽能光伏網訊: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年後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年左右達到峰值並爭取儘早達峰，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”作者：苑舜）
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。習近平總書記關於能源安全新戰略的重要論述，著眼統籌推進“五位一體”總體佈局，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）公佈數據，全球電力行業（含熱力）碳排放總量佔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，佔比59.2%；2019年，火電發電量5.05萬億千瓦時，佔總用電量的68.9%。除了上述直接排放，目前正在全球範圍內興起的“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，不僅依賴於“再電氣化”的實現，更依賴於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，還有利於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 國務院關於進一步深化電力體制改革的若干意見》出臺，標誌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係
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，電力市場基於微觀經濟學理論，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，並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於這套理論之上。上世紀英國、歐洲一系列學者則更偏重於反映電力的一般商品屬性，英國、北歐等電力市場均建立於這一思路之上。
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於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繫
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，很多是由於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，並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，還可以藉助電能替代等手段，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，用戶可以基於電價信號更為合理地規劃自己的用電行為，例如參與基於分時電價削峰填谷，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，有利於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。這些基於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，很大程度還要依賴於電能供給的低碳，特別是水、風、光、核等清潔電源佔比的提升。
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，直接原因是由於風電、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，但深層次原因還在於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佔比高，靈活性電源本身佔比較小，由於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、調節意願都嚴重不足，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，一直採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。由於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。由於風、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，且不利於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，出於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願普遍不強，省間壁壘逐漸顯現。受限於省間壁壘，調度只能採取有限的手段，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。
4.用能終端靈活定價機制不完善，缺乏對“再電氣化”的支持
當前我國電力現貨市場建設尚在探索階段，電能量市場普遍缺乏靈活的定價機制，無法反映發用雙側供求關係的實時變化，不利於發揮風電、光伏、徑流式水電等清潔能源低邊際成本優勢。特別針對某些特定時期和時段，當前電力市場化交易無法支撐面向清潔能源消納的靈活性定價，導致用電側無法感知到實際電力系統運行中的供需變化，進而喪失了某些支撐終端用能側電能替代的用電價格優勢，以至於阻礙了能源消費終端“再電氣化”的進展。例如，針對棄風時段的電能替代增量交易，針對負荷低谷時段的電動汽車充電激勵等，在目前用能終端的價格機制均無法精確有效實施。
三、面向清潔能源系統的電力市場體系設計
1.總體原則及基本思路
針對我國電力市場化改革促進能源低碳轉型面臨的問題，我國應結合國際相關成熟經驗和我國能源生產消費的特點，通過系統地建設面向清潔能源系統的電力市場化交易體系，推動能源生產和消費的低碳轉型。電力市場化交易體系設計應當遵循以下原則：整個市場體系的設計應當以中發電改9號文件精神為指導，以能源清潔低碳發展為方向，遵循能源經濟和電力系統運行的客觀規律，構築市場化交易體系，改善我國能源行業資源配置，推動我國能源生產、消費和體制革命。可以考慮下列幾點基本思路。
（1）構建促進競爭的電力市場框架體系
要實現能源行業的中長期和短期資源優化配置，首要任務還是應該建立充分競爭的市場交易體系，充分發揮可再生能源電力邊際成本低的優勢，通過市場競爭的方式促進可再生能源多發滿發。還要建立實現電力系統物理運行平衡的市場化電力電量平衡機制，使得市場成員能夠有效參與到電力市場化交易當中，統籌優化實現電力平衡，促進清潔能源消納。同時，針對電力零售市場，應當充分引入各類市場主體，引用更多不同類型的社會資本進入到這個領域，鼓勵各種售電套餐，把批發市場的價格與售電價格更密切聯繫，吸引更多工業、商業、居民和能源服務公司參與靈活用能，為能源消費終端的“再電氣化”提供更多價格機制保障。
（2）通過輔助服務市場等各類市場機制激勵發電側提升系統靈活性
為了更好地促進各類清潔能源通過電力系統併網發電，應當針對性地建立電力輔助服務市場、靈活的機組組合、實時經濟調度等機制，通過推出各類有利於提高電力系統運行靈活性的電力市場化交易品種，促進清潔能源的消納。例如，我國北方風電富集地區可以學習借鑑東北區域的實時深度調峰、啟停調峰等輔助服務交易品種，為供暖期風電消納創造空間；光伏富集地區可以學習借鑑美國加州市場的靈活爬坡交易品種，以應對光伏出力突變造成的系統運行問題。
（3）以價格信號引導電力規劃服務清潔能源發展
在電力規劃方面，應根據市場價格信號，特別是電力現貨市場中的節點價格信號、阻塞價格信號等，更加合理地規劃能源和電網布局，優化風、光、核等清潔能源投資建設，打通各類阻礙清潔能源送出的電網約束；在規劃建設跨省區輸電通道時，應以跨省區清潔能源交易價格為重要參考，根據電力市場化交易所體現出的跨省區交易價格信號，更加合理地規劃配置輸電資源，並實現輸電通道與清潔能源的規劃協同。
（4）建立跨省區消納清潔能源的市場化交易機制
一是通過推進整體電力市場化改革，有效破除消納清潔能源的省間壁壘，實現更大範圍內的消納清潔能源；二是健全各類跨省區輔助服務市場化補償機制，並充分考慮風、光等新能源隨機性、波動性的特點，實現調峰、備用等輔助服務資源在更大範圍的高效統籌利用；三是完善促進可再生能源開發利用的體制機制，儘快建立跨省區可再生能源電力綠色證書交易機制。
（5）建立促進用能側消納清潔能源的消費側市場價格機制
為了更好地激勵終端用能側消納清潔能源，還應針對市場供需特點，建立與之相對應的清潔能源靈活定價機制。例如，針對居民供暖、農業灌溉、公共交通、港口岸基供能等終端能源消費環節，建立合理、靈活、高效的清潔能源電力交易定價機制，通過合理、優惠的價格鼓勵終端用戶實施電能替代，並與能源供給側的清潔低碳化結構性調整相配合，實現終端用能側的清潔化、高效化和低碳化，進而在終端能源消費側進一步推進“再電氣化”。為了保障清潔能源在終端消費側的比例，強調消費終端的低碳轉型義務，應儘快建立面向用能側的清潔能源配額制，激勵消費終端消納清潔能源。
2.面向清潔能源系統的若干關鍵電力市場機制設計
2019年7月31日，國家發展改革委辦公廳、國家能源局綜合司聯合印發《關於深化電力現貨市場建設試點工作的意見》，標誌著我國電力市場體系建設加快推進。本文根據我國不同地區電力市場化改革的不同進程，針對性地設計了電力現貨市場建立前（針對非電力現貨試點地區）和電力現貨試點建立後（針對現貨試點地區）若干促進清潔能源消納的電力市場機制。
（1）電力現貨市場建立前的關鍵電力市場機制
我國可開發新能源規模較大的地區主要為“三北”地區，在當前經濟增速放緩，電力需求增長不足，電源容量投資過剩的情況下，由系統調峰需求帶來的新能源和傳統能源間的矛盾日趨明顯。為解決上述矛盾、增加清潔能源市場消納空間，主要可以從以下幾個方面進行市場機制設計：
第一是在現有規則的基礎上，進一步明確調峰輔助服務中各發電主體間權責，引入市場競爭機制對提供深度調峰的火電機組給予補償，提高各類發電企業參與調峰輔助服務的積極性，以緩解當前調峰能力不足的問題。各電廠根據自己實際運行情況，自主決定調峰輔助服務策略，上報調峰服務報價曲線，電力調度機構將根據報價排序和系統運行需要進行調用和結算。
可再生能源消納參與電力市場化交易國際經驗
第二是建立風火發電權交易轉讓機制。具體可採用兩種方式，即強制發電權交易和自願發電權交易，在電力系統調峰資源不足而必須棄風棄光限電時，風電企業向火電企業出售發電權獲得收益。
第三是探索清潔能源發電直接交易機制。探索在清潔能源發電富餘時段（如棄風、棄光、棄水時段）清潔能源和終端用戶之間交易機制。這些特殊時段的直接交易可以鼓勵電採暖、電蓄能調峰等電能替代項目，激勵用能終端的“再電氣化”。
（2）電力現貨市場建立後的關鍵電力市場機制
現貨市場建立後，現貨電能量交易將基於邊際價格出清。在這種出清模式下，市場機制鼓勵發電機組按照短期邊際成本提交現貨電能量報價。在這種機制下，以風光為代表的新能源發電邊際成本近零的特性將使其自動獲得優先被調用的權力。如果市場機制設計合理，清潔能源的優先發電權將得以自動實現。同時，新能源發電出力的波動性和隨機性對保持電力系統功率平衡提出了新的挑戰，為維持系統頻率的穩定，隨著新能源滲透率的提高，電力系統對輔助服務也提出了新的要求。另外，除了電力現貨交易機制，還應當從清潔能源可持續發展等角度，輔以多重配套機制。
第一是建立基於安全約束機組組合和安全約束經濟調度的日前市場和實時市場，通過市場交易實現市場成員靈活調節能力的優化利用，促進清潔能源的消納。
第二是構建更為精細完善的輔助服務市場化交易機制。搭建包括備用、調頻、爬坡等輔助服務品種在內的輔助服務市場，並逐步實現輔助服務和電能量市場的耦合出清，在電力現貨交易中體現輔助服務的價值。
第三是建立用電側靈活用能管理協調機制。通過搭建需求側響應、分時電價套餐、尖峰電價機制、分佈式清潔能源交易等機制，實現終端用能側的靈活定價和清潔能源協同管理，為用能側的能效提升和電能替代創造條件。
第四是建立長期容量充裕性保障機制。隨著清潔能源的不斷髮展，火電機組發電利用小時數和電能量市場的平均價格水平將逐步下降，如果缺乏其他配套機制的保障，包括火電的容量提供者將陷入收入和投資信心下降的困境。為保障長期電力供應充裕性和系統安全，可探討在中遠期建立長期備用容量市場或採用稀缺性價格機制。
四、展望
我國能源發展正處於轉型變革的關鍵時期，面臨著前所未有的機遇和挑戰，我國的能源生產和消費都在向更清潔、更低碳的方向轉型。在此過程中，我國的能源市場化改革，特別是電力市場化改革將為能源行業實現高效、經濟的低碳化轉型提供巨大支持。由於我國電力市場化改革的基礎、目標和路徑都明顯有別於國外，因此在推動面向清潔能源系統的電力市場體系建設時，不能生搬硬套國外理論，要鼓勵各地探索創新，及時總結經驗並開展理論分析，走一條適合中國的電力市場與能源低碳轉型之路。
免責聲明：以上內容轉載自北極星電力新聞網，所發內容不代表本平臺立場。
全國能源信息平臺聯繫電話：010-65367702，郵箱：[email protected]，地址：北京市朝陽區金臺西路2號人民日報社
