深度 | 重構中國電力的供應行業(yè)：廣東電力市場試點情況評價

2018-03-30 14:33:12 劍橋大學能源政策研究組　點擊量：評論 (0)

摘要本文討論了中國最大省份廣東在中國國務院于 2015年 3 月發(fā)布 9號文件《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》以來所實施的電力行

廣東的電力零售市場正在逐漸開放，其最大的(就電壓水平來說)電力用戶現(xiàn)在有機會從電力市場自己買電。售電公司和發(fā)電企業(yè)的注冊由經(jīng)濟和信息化委員會負責管理。月度電力批發(fā)市場在 2016年 6月正式啟動。到2017年8月為止，310家售電公司和 60 家發(fā)電企業(yè)在該市場注冊，其中 101家售電公司正在參與該市場 20 。

2. 廣東電力行業(yè)規(guī)模

廣東的電力行業(yè)規(guī)模巨大，見圖 3。2014 年的發(fā)電總量是 380TWh，裝機容量是 91GW(兩者都比英國的規(guī)模大)。廣東 2015 年的電力總需求是 531TWh，需要從相鄰省份(特別是云南)引進大量電力。

圖 3 廣東的電力行業(yè)規(guī)模

廣東的電力需求一直在快速增長(見圖 4) 21 ，2006-2014 年的年增長率為 7.2%，2015 年降為 1.4%。新裝機容量的建設速度在 2015 年為 10.15 GW，2016 年為 5.4 GW。

電網(wǎng)也在繼續(xù)擴張，2015 年新增線路 7274 公里(220KV 及以上)，2016 年新增線路4542 公里 22 。服務質量也從低水平快速提升(見圖 5)，城市中心地區(qū)尤其如此。

表 1 將廣東與美國德克薩斯州的電價進行了對比。兩者的差距說明了廣東電改的驅動力：與美國等國際競爭對手相比，廣東的工業(yè)電價很高。廣東的終端工業(yè)電價比德克薩斯高得多。之所以有如此差距，部分原因是美國用于發(fā)電的天然氣(德克薩斯的邊際燃料)價格比廣東用于發(fā)電的煤炭(廣東的邊際燃料)價格要低(其中的差距約為雙方工業(yè)電價之差 8.4美分/千瓦時的 25%)。不過，德克薩斯和廣東的工業(yè)電價之間的大部分差距并不能用成本差異來解釋。表 1還顯示，廣東的居民電價低于工業(yè)電價，也低于德克薩斯的居民電價。

表 1 廣東與德克薩斯的電價以及發(fā)電燃料價格對比

廣東的電力需求(見圖 6)主要來自工業(yè)用戶(65%)，只有少部分來自居民用戶(16%)。這與發(fā)達國家形成了鮮明對比，比如，在德克薩斯，37%的電力需求來自居民用戶，而只有 28%來自工業(yè)用戶。

圖 6 廣東 2015 年的電力需求來源(TWh )

三、電力市場的運行機制

1. 國際背景

很多發(fā)達國家的電力市場是逐步發(fā)展起來的，比如美國和英國。建立這些市場的初衷是兩個基本概念：“優(yōu)先序調度”(merit order dispatch)和“電力庫”(power pools)。

像法國的 EdF 以及英格蘭和威爾士的 CEGB 這樣的壟斷性發(fā)電企業(yè)，為了在任何時間都滿足系統(tǒng)需求，會根據(jù)各電廠的邊際運行成本對他們進行調度。系統(tǒng)的邊際成本指的是，在任一時間，系統(tǒng)為了滿足電力需求，每多發(fā) 1MWh 的電所需要付出的成本。它也就等于系統(tǒng)為了滿足電力需求中的最后 1MWh 而調度的成本最低的那個電廠的邊際成本。在美國電力市場發(fā)展史上，地方性電力壟斷企業(yè)在開始的時候會與壟斷地區(qū)之外的其他發(fā)電企業(yè)進行電力交易，這樣做的原因就是，由于不同發(fā)電系統(tǒng)的邊際成本不同，所以邊際成本低的系統(tǒng)可以向邊際成本高的系統(tǒng)售電，這樣雙方都可獲益。

這種交易的平臺就是“電力庫”，這些電力庫最終演變成了我們現(xiàn)在所看到的獨立系統(tǒng)運營商(比如美國的 PJM, MISO 或 ERCOT)。

這種電力庫本身就是一種短期市場，可以為一小時或半小時之內的電廠運行提供指導。上世紀九十年代的電力市場改革使得電力市場得到了進一步發(fā)展，既有發(fā)電廠的所有權被拆分給多個業(yè)主，而且一些新的發(fā)電企業(yè)也進入了市場。因此，電力批發(fā)市場不僅可以使各系統(tǒng)相互之間進行電力交易，而且可以讓用戶從所有的個體電廠買電。電力市場不僅包括短期市場(日前市場)，而且包括長期合約市場。而且電力市場的覆蓋面從單純的能源擴展到輔助服務，比如頻率調整和容量管理。

Stoft (2002)探討了一個完整的電力市場是什么樣子。比如，英國有雙邊能源合約市場(包括月度、年度以及其他期限)和短期能源平衡市場(最短為提前一小時)，有輔助服務市場(比如頻率和短期運行備用)，還在最近建立了一個電力容量市場，也就是長期備用容量的市場。英國的這些市場是相互連接的，如果一個市場的供求平衡發(fā)生了變化，那么其他市場的價格會隨之變動。中國在 2002 年的電力市場改革中，建立了兩大電網(wǎng)企業(yè)和五大發(fā)電企業(yè)。Andrews-Speed et al. (2003) 建議，廣東應該建立一個強制性的電力庫 26 ，然后在此基礎上建立一個區(qū)域性電力市場。Zeng et al. (2004)也探討了對于廣東來說完整的電力市場機制應該是什么樣子。

電力市場可以由系統(tǒng)運營商運營，也可以由獨立實體運營。在美國，電力市場往往由獨立系統(tǒng)運營商負責運營(他們本身不擁有發(fā)電設備以及零售或電網(wǎng)資產(chǎn))。在歐洲，很多電力批發(fā)是通過獨立的電力交易所進行交易的，這些交易所是金融交易平臺，他們所擁有的電力系統(tǒng)其他環(huán)節(jié)的資產(chǎn)是有限的(當然有些交易所的股東中包括輸電系統(tǒng)運營商)。歐洲各電力交易所之間進行了合并，其價格機制得到了越來越多的共同優(yōu)化，這有助于提高整個歐洲的交易效率。現(xiàn)在，歐洲的幾個區(qū)域性電力交易所通過一個統(tǒng)一的交易平臺(EUPHEMIA)協(xié)調日前定價，這被稱為“市場耦合”。這種做法使得歐洲大約 85%的電力可以在沒有任何跨境輸電限制的情況下在給定時間點確定一天之后的批發(fā)價。

所謂有效率的電力市場價格，指的是價格能反映短期和長期的基本供求關系，并且可以作為短期運營和長期投資的良好指南。一些很好的分析表明，電力市場的拓展可以帶來短期收益。比如，ACER (2017)的研究結果表明，市場耦合的過程使電向正確方向(也就是從低價格地區(qū)向高價格地區(qū))流動的時間比例增加了，而 Mansurand White (2012)的研究也表明，PJM 對于市場覆蓋面積的拓展改善了它之前的邊界地區(qū)的價格效率。

有一點非常重要：在一個電力市場里，發(fā)電企業(yè)和售電公司在電力市場中報價，最終形成出清價格，則每一個發(fā)電企業(yè)和售電公司都會得到那個出清價格(這指的是在統(tǒng)一價格的拍賣中)。這是因為他們對于供和求的匹配都同樣重要。任何其他結果都將鼓勵他們在競價過程中采取博弈策略，這將降低批發(fā)價定價過程的效率——而這個定價過程是決定市場中的哪些供應可以與哪些需求匹配的最好方式。

2. 廣東的電力市場

廣東目前的電力批發(fā)市場分為兩部分。第一部分是每年一次的年度雙邊協(xié)商，涵蓋了交易電量的 80%;第二部分是月度集中競價，涵蓋了交易電量的 20%。2017 年的市場交易總量是 110 TWh，其中大約 20 TWh 是在月度交易市場上的交易。這意味著只有 4%(即 20%的 20%)的電力總需求是通過月度交易市場得到滿足的。(廣東省電力消費總需求中只有 20%參與市場交易。)月度交易市場對售電公司的市場份額有一個 20%的限制，但年度交易市場對售電公司的市場份額沒有限制。廣東電力市場上目前的所謂市場價，實際上只是與管制零售價格相比的價差。最大價差是-500 個基點(1 個基點=0.001 元/千瓦時)。當前的市場覆蓋了 4000 個大型用戶。典型的大型用戶是像大通訊公司或金屬工廠那樣的企業(yè)。年度市場的價差大約是 64.5 個基點(0.0645 元/千瓦時)，而月度市場的價差在此基礎上上下波動(見圖 7)，而且這種波動已經(jīng)體現(xiàn)在一天的不同時間里(峰、平均、谷)，幅度為+/-0.3元/千瓦時。2018 年，電力市場將覆蓋 180 TWh 和所有的天然氣、核電、風電和水電。

南方電網(wǎng)將為發(fā)電企業(yè)所發(fā)的并提供給電網(wǎng)的所有電支付一個管制價格，而電力市場將決定一個發(fā)電企業(yè)愿意接受的、相比于管制價格的價差。

南方電網(wǎng)利用電力市場，既為參與市場的發(fā)電企業(yè)售電確定價差，也為參與市場的零售商(售電公司)購電確定價差。它還根據(jù)與售電公司的協(xié)議為其支付零售利潤，這些支付款都體現(xiàn)在次月的帳中。這種做法意味著電網(wǎng)不必將輸配電價分離出來。要想為所有用戶都將輸配電價分離出來是比較難的，因為在南方電網(wǎng)目前的零售價格體制之下，不同用戶群體之間存在著隱性的交叉補貼。廣東有一個特別問題是，珠江三角洲地區(qū)通過支付高電價為廣東其他地區(qū)進行補貼。到 2017 年 8 月為止，廣東還沒有公布其輸配電價。在公布之前，這需要得到國家發(fā)改委的批準。然而，深圳已經(jīng)公布了它的上網(wǎng)電價，原因是它有自己的輸配電網(wǎng)，所以更容易計算基礎成本。

目前廣東的所有電表都歸南方電網(wǎng)所有。這降低了用戶之間的潛在競爭和用戶收益。如果電表所有權歸用戶或售電公司，那么他們將有動力更好地利用電表數(shù)據(jù)和電表設備，當然，那也意味著需要對電表的質量和連接進行規(guī)范，以防止欺詐。南方電網(wǎng)在廣東供電行業(yè)仍占統(tǒng)治地位，2016 年的配電量為 829.7TWh，收入為 4730 億元(約 710 億美元)。中國南方電網(wǎng)在財富 500 強中排名第 95 位。南方電網(wǎng)負責管理本行業(yè)所有的支付風險，因為它收取所有費用并分配給各市場參與方。

廣東還有一個問題是有一些沒有注冊的自備電廠。自備電廠可以規(guī)避電網(wǎng)的高收費以及向電網(wǎng)電收取的其他費用。這種發(fā)電主要來自污染嚴重的小火電廠。電力市場改革的最終目標是開放市場，讓所有工業(yè)和商業(yè)用戶參與競爭，另外，居民用戶也可以在自愿的基礎上參與電力市場。電網(wǎng)價格每 3 年根據(jù)國家發(fā)改委的價格公式重新計算，該公式中包括了一個固定價格和一個通貨膨脹調整系數(shù)。預計 2018年底之前會啟動一個電力現(xiàn)貨市場。到目前(2017 年 12 月)為止，還沒有一個建立頻率調節(jié)市場的時間表。將要建立的現(xiàn)貨市場在其第一階段可能是每小時的日前市場，涵蓋 17%的能源，第二階段可能將允許日內交易。現(xiàn)在還沒有需求側響應市場。有一種普遍看法是應該建立一個更接近于美國 PJM 的市場，而不是像歐洲那樣的典型市場，還有一種建議是對節(jié)點定價(nodal pricing)進行試驗。我們注意到，中國至少從2008 年起就已經(jīng)對電力現(xiàn)貨市場進行了規(guī)劃，但現(xiàn)在還沒有實現(xiàn)。

四、新參與方

1. 國際背景

在很多發(fā)達國家，電力市場改革的一個重要影響是會導致主動參與(最廣泛意義上的)電力交易的公司數(shù)量大大增加。批發(fā)市場建立的前提，是要建立獨立的供給側和需求側，發(fā)電企業(yè)是供給側，而售電公司是需求側。要想讓批發(fā)市場有效率地運行，就需要有多個發(fā)電企業(yè)和多個售電公司。如果只是一個大發(fā)電企業(yè)把電賣給一個大售電公司，那是不夠的。因此，不論是美國還是歐洲，都開放了發(fā)電和零售，以引入競爭。

在這些國家，大的工商用戶被允許自己聯(lián)系零售商或供應商，甚至自己直接建立一個零售公司或交易公司。同樣，發(fā)電企業(yè)也可以進入零售市場，直接獲得終端電力用戶。一些售電公司由新進入電力行業(yè)的第三方建立，這些第三方經(jīng)常有天然氣、通訊或金融市場的經(jīng)驗。其中最成功的第三方參與者是那些來自天然氣行業(yè)的公司。

比如，英國天然氣公司(British Gas)是英國電力市場最大的新參與方，其所有用戶中的一半是從其他供應商那里轉投過來的。再如，法國燃氣蘇伊士集團(GdF-Suez)非常成功地進入了北歐的工商電力市場。

在英國，參與電力批發(fā)市場的發(fā)電企業(yè)和售電公司的數(shù)量增加了很多。在 1990年的電力市場改革前夕，英國只有 14 個地區(qū)壟斷性售電公司(也就是每個大用戶對應一個售電公司)。當時只有兩個區(qū)域性發(fā)電公司。在 1990 年電改后的市場中，則有 6個發(fā)電企業(yè)(之前的英國中央電力局被拆分成了四個部分)和 14 個前地區(qū)壟斷性售電公司。之前的燃氣零售壟斷企業(yè)(即英國天然氣公司)立刻進入了零售市場，而中央電力局拆分出來的 4 個發(fā)電企業(yè)也尋求直接獲得終端用戶。新的發(fā)電公司也可以進入發(fā)電和零售市場。除了他們之外，還有獨立的售電公司。到了 2017 年，英國的電力批發(fā)市場中有 149 家有許可證的發(fā)電企業(yè)和 68 家工商售電公司，所以不論是發(fā)電還是零售的集中度都很低。

發(fā)電企業(yè)和售電公司需要承擔較大的市場風險。發(fā)電企業(yè)需要承擔固定成本和可變成本，這些成本需要通過銷售收入來收回。而售電公司向用戶賣電時，大多采用一年價格不變的方式，并且需要保證滿足用戶的所有用電需求。因此，不論是發(fā)電企業(yè)還是售電公司都面臨著相當大的金融風險。電力批發(fā)價格的猛升可能導致售電公司破產(chǎn)，而猛降可能導致發(fā)電企業(yè)破產(chǎn)。因此，兩類企業(yè)都希望為其大部分發(fā)電或銷售謀求期限更長(1-2 年)的固定價格合約，來對沖頭寸。不管短期市場中的交易電量比例是多少，這樣的避險行為都會發(fā)生。在美國的 PJM 體系中，發(fā)電企業(yè)必須將所有電力在強制性的日前市場上進行交易;而在英國，發(fā)電企業(yè)在接近實時的平衡市場上只交易大約 5%的電。在英國，雙邊協(xié)約(也就是售電方和購電方直接達成的協(xié)約)占到所有交易協(xié)約的 90%左右 42 。

在歐洲和北美，售電公司和發(fā)電企業(yè)直接參與電力市場。售電公司還要管理自己的計費和收費系統(tǒng)。他們還必須支付政府稅收、電費、電網(wǎng)價格以及批發(fā)成本。賬務拖欠或記賬錯誤的后果很嚴重，因為零售的利潤(也就是總收入減去總外部成本)非常低，只有總收入的 5-10%左右。有的售電公司就是因為數(shù)據(jù)管理不善和賬務問題而破產(chǎn)，比如英國獨立能源公司(Independent Energy)在 2000 年的破產(chǎn)就是這樣。

也有發(fā)電企業(yè)因為批發(fā)價太低而破產(chǎn)，比如英國能源公司(British Energy)和歐洲TXU公司(TXU Europe) 45 2002年在英國的破產(chǎn)就是如此。

開放的電力市場的另外一類新參與者是為電力用戶管理能源成本的能源服務公司。這些公司有各種不同的商業(yè)模式，比如擁有自己的電力資產(chǎn)并以固定價格售電(就像傳統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)那樣)，或通過改善用電計量方式或發(fā)現(xiàn)最佳市場價格來管理用電成本。很多能源服務公司是以 IT 為基礎的企業(yè)，其關注點是將他們的所有客戶的所有用電需求進行統(tǒng)籌考慮，在此基礎上找到最優(yōu)價格，然后與客戶分享節(jié)約下來的成本。與傳統(tǒng)的售電公司相比，能源服務公司一般來說不必承擔完全的市場價格風險，而只是賺取服務費。

當然，批發(fā)市場并不是電力市場改革的全部。電力市場改革還需要為電網(wǎng)引入激勵機制。如果整個電力行業(yè)(既包括發(fā)電企業(yè)也包括電網(wǎng))都有降低成本的壓力，那么他們就有動力以競爭性的方式將電力供應外包，這將鼓勵新的發(fā)電和電網(wǎng)資產(chǎn)的建立和運營。這將創(chuàng)建或拓寬采購市場，現(xiàn)有的公司經(jīng)常會剝離他們的建設業(yè)務，并且為新業(yè)務采用招標方式。例如，歐洲很多配電公司出售了他們的工程建設和 IT 業(yè)務板塊，并且在提供電力服務方面更多采用了招標程序。

2. 廣東能源市場的新參與者

圖 8A 是廣東的裝機容量份額情況，涵蓋了所有發(fā)電;圖 8B 是放開后的電力市場的份額情況。廣東的電力批發(fā)市場正在吸引新的參與方。在 13 個最大的售電公司當中，3 個為非上市公司，10 個為上市公司 50 。例如，深圳深電能售電有限公司是一家非上市公司，成立于 2015 年 1 月 30 日，也就是在廣東電力市場改革試點的決定宣布之后不久。該公司的業(yè)務包括能源銷售、能源和電力合同管理、軟件、可再生能源項目、配網(wǎng)建設以及電力管理研究。其重點業(yè)務是大數(shù)據(jù)和 IT 管理，并擁有一個具有電力和 IT 兩個行業(yè)背景的管理團隊。它是第一個獲得零售許可的公司。其核心運營業(yè)務是一個售電管理平臺。該公司在電力批發(fā)市場中的零售市場份額約占 10%。它可以為零售客戶提供一系列附加值服務，包括：電力系統(tǒng)應急響應、技術咨詢、預防性測試、工程管理、價格監(jiān)控、負荷控制、實時精準計量等。在這些服務項目當中，很多已經(jīng)被包含在了目前的市場價差電費當中，但是最終該公司可能會對某些服務項目進行收費。未來，售電公司將能夠通過數(shù)據(jù)挖掘和提供智慧能源和智慧電網(wǎng)解決方案等方式(而不是把重點放在解決資產(chǎn)問題上)，提供附加值服務。通過數(shù)據(jù)挖掘，可以比較同一行業(yè)的不同用戶，從而提出更好的節(jié)能建議。廣東市場的參與者當中還包括華潤集團(一個巨型集團公司)，它于 2015 年 11 月成立了華潤電力銷售公司，提供能源和能效管理服務以及專業(yè)設備和維修服務 52 。零售公司有興趣參與電網(wǎng)互聯(lián)的競爭，他們可以藉此與南方電網(wǎng)公司競爭電網(wǎng)擴張業(yè)務。他們之所以有興趣，是因為目前電網(wǎng)擴張業(yè)務的利潤比發(fā)電的利潤(就每太瓦時來說)要高得多。