1、研究背景

作為中國(guó)最大的省級(jí)經(jīng)濟(jì)體和最大的電力消費(fèi)省，廣東省一直是中國(guó)改革開(kāi)放的中堅(jiān)力量，于2015年開(kāi)始了電力市場(chǎng)批發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的改革試點(diǎn)工作。其內(nèi)容是讓大型工業(yè)用戶直接與發(fā)電商簽訂中長(zhǎng)期購(gòu)電合同，或者通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)的電力零售商購(gòu)買電力。為了促進(jìn)這一市場(chǎng)的發(fā)展，政府和電力行業(yè)聯(lián)合成立了電力交易中心，用來(lái)簽訂長(zhǎng)期雙邊合同和組織每月集中電力競(jìng)價(jià)。

廣東的市場(chǎng)改革將產(chǎn)生區(qū)域性影響。與中國(guó)許多沿海省份一樣，廣東的用電負(fù)荷和每年電力需求的很大一部分要依靠外省輸電。輸電包括中國(guó)南方電網(wǎng)從周邊省份的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)網(wǎng)輸電，以及從三峽等大型電站的遠(yuǎn)距離輸電。近年來(lái)，鄰近省份特別是云南省經(jīng)歷了嚴(yán)重的棄水問(wèn)題，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注能否把更多的被白白浪費(fèi)的水電送到廣東，以及以什么價(jià)格送入的問(wèn)題。由于廣東省對(duì)外來(lái)電的高依賴度，廣東電力市場(chǎng)在本質(zhì)上是區(qū)域電力市場(chǎng)問(wèn)題。

2、結(jié)論與啟示

2.1 總體結(jié)論

本研究考察了廣東電力市場(chǎng)改革的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和影響。我們發(fā)現(xiàn)在電力市場(chǎng)改革的推動(dòng)下，總電力成本(固定成本和運(yùn)營(yíng)成本)每年可減少210-630億元(9-27%)，生產(chǎn)成本每年減少120億元(13%)，CO2排放量增加了600萬(wàn)噸(3%)。

造成這些結(jié)果的三個(gè)主要原因是：(1)煤電企業(yè)的凈收益減少，因?yàn)槟壳坝烧疀Q定的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)相對(duì)其成本而言是很高的(至少2016年是如此);(2)煤電替代氣電發(fā)電，因?yàn)樘烊粴獍l(fā)電價(jià)格要高于煤電價(jià)格;(3)煤電和天然氣發(fā)電機(jī)組平均能耗的降低，使得機(jī)組運(yùn)行更有效率。

在市場(chǎng)調(diào)度下，統(tǒng)一市場(chǎng)出清價(jià)格約為300元/兆瓦時(shí)(MWh)。這一平均市場(chǎng)價(jià)格明顯低于目前煤電機(jī)組的基準(zhǔn)標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)(450元/MWh)，這凸顯出煤電企業(yè)的凈收入大幅下降，并引發(fā)了對(duì)其財(cái)務(wù)償付能力的擔(dān)憂。此外，省內(nèi)煤電機(jī)組約占廣東尖峰需求發(fā)電的60%左右，保障了系統(tǒng)可靠性。市場(chǎng)改革同樣壓低了天然氣、核能、風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電企業(yè)的凈收入，但卻略微增加了水電企業(yè)的收入。為了滿足可再生能源的發(fā)展和二氧化碳的減排目標(biāo)，可能需要以稀缺收入和溢價(jià)補(bǔ)貼的形式向發(fā)電企業(yè)進(jìn)行支付。

我們探討了兩種情景，為化石能源發(fā)電企業(yè)(煤、天然氣)提供稀缺收入和非化石能源(水電、核電、風(fēng)能、太陽(yáng)能)發(fā)電企業(yè)提供補(bǔ)貼。(1)低稀缺收入和補(bǔ)貼支付(低SPP)的情景下，在需求高峰期間所有的本地發(fā)電和外調(diào)電力都因其容量貢獻(xiàn)而收到100元/千瓦•年的稀缺支付，而向非化石能源發(fā)電商支付一筆溢價(jià)補(bǔ)貼，即標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)和其市場(chǎng)收入加稀缺收入之間的差額;2)高SPP情景下，化石能源發(fā)電商因?qū)Ω叻遑?fù)荷的容量貢獻(xiàn)而得到400元/千瓦•年，而非化石發(fā)電商同樣得到補(bǔ)貼支付。低SPP情景與發(fā)電企業(yè)如何賺取稀缺收入無(wú)關(guān)。例如，容量市場(chǎng)或稀缺性備用定價(jià)也會(huì)產(chǎn)生稀缺收入。在高SPP情境下，因?yàn)閮r(jià)格可能高于發(fā)電容量的市場(chǎng)進(jìn)入成本，所以我們假定對(duì)化石能源發(fā)電商給予了某種形式的行政性支出。高SPP情景代表了對(duì)發(fā)電商可能有的稀缺性支付和補(bǔ)貼支付的上限估計(jì)。高SPP情景對(duì)應(yīng)于總發(fā)電成本節(jié)約估計(jì)的下限(210億元)，這說(shuō)明市場(chǎng)化情景下即使對(duì)發(fā)電企業(yè)發(fā)放補(bǔ)貼，還能為消費(fèi)者帶來(lái)可觀的成本節(jié)約。

2.2 敏感性

研究結(jié)果對(duì)四個(gè)變量的設(shè)定很敏感：(1)凈調(diào)入電力，(2)煤和天然氣的燃料價(jià)格，(3)水力、太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電，(4)二氧化碳價(jià)格。

(1)電力調(diào)入。云南的嚴(yán)重棄水表明，廣東目前的外調(diào)電量低于經(jīng)濟(jì)有效水平。外調(diào)電量(目前占28% 的年發(fā)電量)的增加，減少了廣東省總供電成本和省內(nèi)CO2排放，但也減少了省內(nèi)化石能源發(fā)電商的凈收入。進(jìn)口增加一個(gè)百分點(diǎn)——大約55億千瓦時(shí)，便可抵消煤電對(duì)氣電替代所增加的二氧化碳排放。

(2)燃料價(jià)格。電力市場(chǎng)環(huán)境下燃料價(jià)格變化會(huì)快速傳導(dǎo)，而一直以來(lái)中國(guó)的燃料價(jià)格變化和上網(wǎng)電價(jià)變化之間存在很大滯后性。因此，衡量影響中國(guó)市場(chǎng)改革成本的參考點(diǎn)不是燃料價(jià)格的變動(dòng)而是最終市場(chǎng)結(jié)果。我們的分析表明，更高(更低)的煤炭和天然氣價(jià)格會(huì)減少(增加)市場(chǎng)對(duì)總發(fā)電成本的節(jié)省量。分析結(jié)果對(duì)煤炭?jī)r(jià)格要比天然氣價(jià)格敏感得多，因?yàn)樵谀M的電力市場(chǎng)情景下，天然氣發(fā)電占總發(fā)電量的比例要小得多(少于1%)。煤炭?jī)r(jià)格只要超過(guò)1100元/噸標(biāo)煤(比2016年實(shí)際價(jià)格高38%)就足以使消費(fèi)者從電力市場(chǎng)改革中節(jié)省的成本消失殆盡。煤和天然氣的燃料價(jià)格水平也決定了氣電向煤電轉(zhuǎn)換的成本節(jié)約空間，即更高的天然氣價(jià)格(煤價(jià))增加(減少)生產(chǎn)成本。

(3)水電、風(fēng)能和太陽(yáng)能。大量的省內(nèi)水電、風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電往往會(huì)壓低市場(chǎng)價(jià)格和發(fā)電企業(yè)的凈收益，同時(shí)降低生產(chǎn)成本和CO2排放量。分析結(jié)果對(duì)風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的增量變化不太敏感，因?yàn)檫@些資源目前只占廣東總發(fā)電量的很小一部分(2%)。我們分析的基準(zhǔn)年(2016年)是豐水年。水力發(fā)電運(yùn)行時(shí)間減少對(duì)市場(chǎng)價(jià)格、總發(fā)電成本、生產(chǎn)成本和CO2排放量產(chǎn)生了重大影響。在水電進(jìn)口和省內(nèi)水力發(fā)電之間，廣東電力市場(chǎng)對(duì)水電出力降低的變化非常敏感。

(4)CO2價(jià)格。由于廣東電力系統(tǒng)中煤電占很大比重(60吉瓦)，所以模擬結(jié)果對(duì)CO2價(jià)格非常敏感。在短期內(nèi)(沒(méi)有新增裝機(jī)，外調(diào)電量不變)，二氧化碳定價(jià)只影響到煤電和天然氣機(jī)組的調(diào)度。考慮到天然氣和煤炭?jī)r(jià)格的巨大差異，當(dāng)每噸CO2的價(jià)格高于200元時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)天然氣發(fā)電對(duì)煤電的顯著替代。但二氧化碳價(jià)格的上漲會(huì)大大增加市場(chǎng)成本，因?yàn)樗械呢?fù)荷都要為二氧化碳排放的增量成本買單。例如，200 元每噸的CO2價(jià)格將使整個(gè)市場(chǎng)成本增加50%。通過(guò)向消費(fèi)者返還二氧化碳配額拍賣收益或碳稅收入，可以部分減輕對(duì)零售電價(jià)的影響，但成本增加還部分體現(xiàn)在發(fā)電廠更高的經(jīng)濟(jì)租金上。

2.3 政策含意

本研究重點(diǎn)討論了廣東電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)的四個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

如何確定平衡區(qū)域的“邊界”是廣東電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和敏感議題。允許鄰近省份的發(fā)電企業(yè)參與廣東的電力批發(fā)市場(chǎng)，會(huì)增加廣東的電力調(diào)入量。增加外購(gòu)電會(huì)減少?gòu)V東省的用電成本和發(fā)電排放，同時(shí)降低在廣東維持目標(biāo)水平所需的稀缺價(jià)格或容量支付金額。然而，較多的外購(gòu)電也會(huì)減少?gòu)V東省內(nèi)發(fā)電企業(yè)的凈收入，并導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)租金向相鄰省份的凈轉(zhuǎn)移。市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的高電力調(diào)入也會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生明確的機(jī)會(huì)收益而給周邊省份的電力價(jià)格和二氧化碳排放帶來(lái)上行壓力。

這些在某種意義上都是“經(jīng)典問(wèn)題”，因?yàn)樵谑澜绺鞯氐母哔|(zhì)量資源中心和負(fù)荷中心之間，這些問(wèn)題常常出現(xiàn)。通常需要通過(guò)協(xié)商來(lái)解決這一問(wèn)題。例如，對(duì)于廣東來(lái)說(shuō)，較高的外購(gòu)電水平會(huì)給省內(nèi)發(fā)電機(jī)組帶來(lái)不利的收入影響，解決方案可以是向本地發(fā)電企業(yè)提供某種補(bǔ)償，最好是通過(guò)建立像容量市場(chǎng)這樣具有競(jìng)爭(zhēng)力的定價(jià)機(jī)制。一個(gè)更經(jīng)濟(jì)有效的解決方案是通過(guò)一個(gè)覆蓋整個(gè)南方電網(wǎng)的區(qū)域批發(fā)市場(chǎng)，使其他省份的發(fā)電企業(yè)能夠更充分地參與廣東的資源平衡，并可能降低向發(fā)電企業(yè)稀缺支付產(chǎn)生的總成本。

對(duì)外來(lái)電的高度依賴可能會(huì)增加廣東的市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)，因?yàn)閺V東外調(diào)電的很大一部分是水電。這種波動(dòng)性目前通過(guò)計(jì)劃發(fā)電機(jī)組的運(yùn)營(yíng)時(shí)間來(lái)平抑。但在市場(chǎng)環(huán)境中，包括發(fā)電企業(yè)和需求側(cè)——電網(wǎng)公司和競(jìng)爭(zhēng)性零售供應(yīng)商——都將受到市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)的影響。

促進(jìn)更高比例的外來(lái)電也需要解決輸電成本及其分配問(wèn)題。目前，跨省和區(qū)域間的輸電費(fèi)用已算入到網(wǎng)電價(jià)。解決輸電成本的最經(jīng)濟(jì)有效方法是將其定價(jià)和分配與批發(fā)市場(chǎng)分開(kāi)。這意味著在各省之間要基于邊際成本來(lái)確定調(diào)入/調(diào)出(凈交換)規(guī)模，而不是基于平均發(fā)電成本和輸電成本。在理想和現(xiàn)行做法之間，還有其他的短期選擇，例如輸電權(quán)，用于分配省間傳輸費(fèi)用和在各省之間進(jìn)行更經(jīng)濟(jì)的調(diào)度。

市場(chǎng)化轉(zhuǎn)型可能需要解決對(duì)發(fā)電商凈收入的影響。與中國(guó)許多沿海省份一樣，廣東有三種條件導(dǎo)致當(dāng)前(參考情形)和市場(chǎng)成本之間存在很大的差異：(1)較高的本地平均上網(wǎng)電價(jià);(2)現(xiàn)有調(diào)入輸電能力的潛在利用不足，表明以經(jīng)濟(jì)因素考量外調(diào)電力規(guī)模應(yīng)該增加;(3)較高的調(diào)入水平下，過(guò)剩的發(fā)電能力足以滿足最小成本與可靠性標(biāo)準(zhǔn)。在不考慮煤炭?jī)r(jià)格顯著上漲的假設(shè)下，這些條件表明，沿海的平均市場(chǎng)價(jià)格將大大低于目前的平均標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)水平。

市場(chǎng)價(jià)格的降低可能會(huì)使廣東省和其他沿海省份發(fā)電企業(yè)的收入更接近其邊際成本。然而，凈收入也可能低于現(xiàn)有發(fā)電公司保持支付能力的固定成本要求，這可能會(huì)導(dǎo)致他們?yōu)闈M足環(huán)境合規(guī)性要求而去封存或退役滿足系統(tǒng)可靠性要求所必須的機(jī)組。如果需要從能量(以及輔助服務(wù))市場(chǎng)中獲得額外的收入來(lái)解決發(fā)電機(jī)組的“收入短缺”問(wèn)題，必然會(huì)面臨著具體采用何種措施的抉擇。這項(xiàng)挑戰(zhàn)絕非廣東或中國(guó)獨(dú)有。美國(guó)所有有組織的電力市場(chǎng)都采用某種形式解決過(guò)這一問(wèn)題，這方面的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)有例可循。

在解決實(shí)際收入高于市場(chǎng)均衡價(jià)格這一問(wèn)題時(shí)，必須將與市場(chǎng)過(guò)渡有關(guān)的補(bǔ)償與和可靠性或環(huán)境屬性相關(guān)的支付分開(kāi)。由于在廣東運(yùn)營(yíng)的所有發(fā)電公司實(shí)際上都是國(guó)有的，因此可能沒(méi)有充分的理由向發(fā)電企業(yè)提供市場(chǎng)過(guò)渡支付，以補(bǔ)償他們的部分(甚至全部)資產(chǎn)賬面價(jià)值。

在支付可靠性和環(huán)境屬性方面，如果周邊省份的發(fā)電商和需求側(cè)資源能夠保障廣東的電力服務(wù)，競(jìng)爭(zhēng)性定價(jià)機(jī)制——例如容量市場(chǎng)或保障可靠性的稀缺備用定價(jià)和清潔能源的購(gòu)買義務(wù)——可以降低廣東消費(fèi)者的成本。但是這可能會(huì)導(dǎo)致省內(nèi)電廠收入降低，還有可能將經(jīng)濟(jì)租金轉(zhuǎn)移到鄰省。因此，這種機(jī)制設(shè)計(jì)應(yīng)從政治層面來(lái)考量，需要特別謹(jǐn)慎。

環(huán)境監(jiān)管是電力市場(chǎng)改革的重要考慮因素。珠江三角洲是中國(guó)三個(gè)需要在2017年前實(shí)現(xiàn) PM2.5濃度大幅度下降的地區(qū)之一。然而，短期內(nèi)電力市場(chǎng)改革可能會(huì)增加該省的燃煤發(fā)電，這不利于實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量目標(biāo)。因此，確保電力市場(chǎng)改革結(jié)果與空氣質(zhì)量和溫室氣體減排目標(biāo)一致，是能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)和環(huán)境監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要共同解決的重要問(wèn)題。

一直以來(lái)，中國(guó)對(duì)發(fā)電廠排放的監(jiān)管主要集中在單個(gè)發(fā)電機(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)(末端治理或煙囪準(zhǔn)則)。然而，要達(dá)到污染濃度目標(biāo)和溫室氣體減排目標(biāo)，就需要改用零排放的發(fā)電機(jī)組。但是，目前國(guó)內(nèi)對(duì)電力轉(zhuǎn)型最適宜機(jī)制的討論，諸如碳市場(chǎng)、排放稅、清潔能源采購(gòu)義務(wù)等，仍處于相對(duì)初級(jí)的階段。

廣東電力市場(chǎng)改革的最大好處，應(yīng)該是其長(zhǎng)期效益。中國(guó)電力市場(chǎng)改革帶來(lái)的潛在短期成本節(jié)約，大部分是從發(fā)電企業(yè)向消費(fèi)者的成本轉(zhuǎn)移——這實(shí)際上是以前計(jì)劃經(jīng)濟(jì)和未完成的改革的遺留問(wèn)題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，市場(chǎng)改革的最大好處則是由短期運(yùn)營(yíng)和長(zhǎng)期投資的經(jīng)濟(jì)框架所帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)和投資效率的改善和提高。市場(chǎng)價(jià)格可以幫助優(yōu)化新電源和儲(chǔ)能投資的水平和構(gòu)成，以及需求側(cè)資源的充分參與，為市場(chǎng)提供充足的備用。

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2018年4月27日第15期

林江¹ Fredrich Kahr² 袁家海³ 陳啟鑫? 劉栩?

(1.勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)伯克利分校;2.能源和環(huán)境經(jīng)濟(jì)咨詢E3; 3.華北電力大學(xué);4.清華大學(xué);5.勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室)