中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：自新中國成立以來，特別是改革開放以來，我國電力發(fā)展的主要任務(wù)是保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的電力供應(yīng)。到“十二五”末期，我國徹底擺脫了長期缺電的被動(dòng)局面，標(biāo)志就是燃煤發(fā)電利用小時(shí)數(shù)出現(xiàn)了快速下降。雖然電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，還有時(shí)段性的電力緊張，但從發(fā)展的角度看電量的供應(yīng)能力已經(jīng)適度超前。“十三五”時(shí)期電力發(fā)展的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展可再生能源，特別是習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)提出了我國要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的宏偉目標(biāo)，確定了“十四五”規(guī)劃的核心方向?！笆奈濉币?guī)劃的第一年，我國新能源裝機(jī)第一次超過了傳統(tǒng)電源裝機(jī)。在形勢(shì)大好、繁花似錦之下，2021年下半年，我國出現(xiàn)了由于燃料價(jià)格暴漲、超越燃煤發(fā)電機(jī)組承受能力，導(dǎo)致燃煤發(fā)電供應(yīng)能力下降的情況，進(jìn)而引發(fā)了電力供應(yīng)的不足。雖然主要是煤炭供應(yīng)的問題，但是掩蓋了另一個(gè)更為重要的電力系統(tǒng)發(fā)展問題，那就是燃煤機(jī)組一旦出現(xiàn)供應(yīng)能力下降，即燃煤機(jī)組可提供的最大功率偏離電力系統(tǒng)最大負(fù)荷過多，會(huì)造成拉路限電，本質(zhì)是系統(tǒng)可靠性下降。因此，“十四五”時(shí)期的電力發(fā)展在應(yīng)對(duì)高比例可再生能源接入的同時(shí)，必須研究供需兩側(cè)出現(xiàn)的新情況，把重點(diǎn)繼續(xù)放在保供上，同時(shí)尋求市場(chǎng)化保供的機(jī)制設(shè)計(jì)。
供需兩側(cè)出現(xiàn)的新情況
從我國電力工業(yè)發(fā)展的歷程來看，由于我國電力工業(yè)起步晚，我國的發(fā)展策略始終處在“跟隨-超越”這樣一個(gè)過程中。在此過程中，我國的電力工業(yè)充分發(fā)揮了后發(fā)優(yōu)勢(shì)，利用我國集中力量辦大事的體制優(yōu)勢(shì)快速發(fā)展，繞開了電力行業(yè)技術(shù)發(fā)展過程中的諸多“陷阱”，節(jié)省了大量的“學(xué)費(fèi)”。但是，當(dāng)我國和世界各國同步作出向“雙碳”目標(biāo)前進(jìn)的決定時(shí)，我國的電力工業(yè)就與世界各國站到了同一起跑線上，過去傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的邊界條件出現(xiàn)了顛覆性的變化，同時(shí)不再有現(xiàn)成的國際經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。
一是需求側(cè)對(duì)于電力供應(yīng)的可靠性要求在不斷提高。目前，需求側(cè)利用電能的比例越來越高，特別是終端能源消費(fèi)環(huán)節(jié)推行電能替代政策后，使用電能替代散燒煤、燃油的能源消費(fèi)方式興起，如電采暖、地能熱泵、工業(yè)電鍋爐（窯爐）、農(nóng)業(yè)電排灌、電動(dòng)汽車、靠港船舶使用岸電、機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備、電蓄能調(diào)峰等用戶越來越多。電能成為很多用戶的單一能源來源，電力供應(yīng)的可靠性一旦出現(xiàn)問題，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和民生服務(wù)的影響巨大。特別是多年來隨著電網(wǎng)供電可靠性的提高，絕大部分用戶缺乏應(yīng)急備用發(fā)電裝置或應(yīng)急備用發(fā)電裝置性能較差，出現(xiàn)停電導(dǎo)致生產(chǎn)生活全面停滯。因此，在可預(yù)見的未來，需求側(cè)對(duì)電力供應(yīng)的可靠性下降將持“零容忍”態(tài)度，要求持續(xù)提高電力供應(yīng)的可靠性。
二是需求側(cè)的用電曲線呈峰谷差擴(kuò)大趨勢(shì)。用電曲線形狀與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段密切相關(guān)，如當(dāng)?shù)刂饕栽牧仙a(chǎn)企業(yè)為主，則當(dāng)?shù)赜秒娗€多為“峰谷不明顯”狀態(tài)；如當(dāng)?shù)刂饕栽牧仙a(chǎn)企業(yè)和制造業(yè)企業(yè)為主，則當(dāng)?shù)赜秒娗€多呈明顯的“單峰單谷”狀態(tài)；如當(dāng)?shù)刂饕灾圃鞓I(yè)用電為主，第三產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)，則當(dāng)?shù)赜秒娗€多呈“雙峰雙谷”狀態(tài)；如當(dāng)?shù)刂饕灾圃鞓I(yè)用電為主，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，且人民生活水平比較高，則用電曲線呈“三峰三谷四平段”狀態(tài)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，各地的用電曲線均向峰谷數(shù)增加的方向發(fā)展。特別要指出的是，隨著人民生活水平的提高，我國整體出現(xiàn)了冬季高峰大于夏季高峰、晚高峰大于日高峰的趨勢(shì)。還要注意到，隨著人民生活水平的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，在電量保持中速或低速增長的同時(shí)，最大負(fù)荷可能仍將保持高速增長。
三是可再生能源在極端天氣中提供的有效容量非常有限。可再生能源不連續(xù)性、間歇性的發(fā)電特點(diǎn)明顯。需要指出的是其為最大負(fù)荷服務(wù)的有效容量占銘牌容量的比例非常低，即在年度最大負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)段，10億千瓦的風(fēng)電、光伏裝機(jī)，大概只能提供1億千瓦左右的電力，在各地電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，還出現(xiàn)過年度最大負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)段，風(fēng)電、光伏裝機(jī)出力僅達(dá)到銘牌出力的千分之幾的極端情況。尤其需要說明的是在極端天氣（例如拉尼娜現(xiàn)象）出現(xiàn)的情況下，自然氣候呈氣溫降低、天氣濕冷、空氣靜穩(wěn)狀態(tài)，除了風(fēng)電、光伏出力不佳之外，徑流水電由于上游融雪不足也會(huì)出現(xiàn)出力大幅下降，這會(huì)與極端天氣出現(xiàn)時(shí)，取暖負(fù)荷剛性用電快速上升之間產(chǎn)生無法調(diào)和的矛盾。
四是“不可控”和“不可調(diào)”電源產(chǎn)生了新的變動(dòng)成本。從目前各地發(fā)展的電源類型看，“不可控”和“不可調(diào)”的電源比例在增加?！安豢煽亍敝饕侵赴l(fā)電出力受一次能源限制，無法自主控制的電源，主要包括風(fēng)電、光伏發(fā)電和徑流式水電，“不可調(diào)”電源主要是指受技術(shù)或技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性限制，一般不進(jìn)行出力調(diào)整的電源，或?qū)Ξ?dāng)?shù)亟涣麟娋W(wǎng)而言不能調(diào)節(jié)的通道來電，主要包括核電、高背壓熱電和通過直流專項(xiàng)工程輸送的外來電。上述電源（或通道來電）由于其間歇出力或不能靈活快速調(diào)整出力，使其與負(fù)荷曲線“多峰多谷”的趨勢(shì)產(chǎn)生明顯沖突，產(chǎn)生了高額的消納成本（市場(chǎng)化環(huán)境下表現(xiàn)為其出力曲線與簽約用戶的用電曲線形狀無法重合），該部分消納成本可視為上述電源（或通道來電）變動(dòng)成本的一部分。實(shí)際運(yùn)行過程中，在非市場(chǎng)地區(qū)主要表現(xiàn)為調(diào)峰費(fèi)用，在市場(chǎng)地區(qū)主要表現(xiàn)為不平衡費(fèi)用。隨著煤電機(jī)組容量占比減少、發(fā)電利用小時(shí)數(shù)降低、穩(wěn)燃出力降低，消納成本呈快速上升趨勢(shì)，將快速推高終端電價(jià)水平，成為經(jīng)濟(jì)上“保供”的困難之一。
供需兩側(cè)出現(xiàn)的新情況，給“十四五”期間的電力保供帶來新的挑戰(zhàn)，既要考慮保供所需的技術(shù)，又要考慮保供需要付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)。
除煤電外其他主流技術(shù)
難以滿足保供的經(jīng)濟(jì)性需要
通俗講，保供就是在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的過程中，要滿足用戶側(cè)高可靠性供電的需要，這意味著“可靠、綠色、經(jīng)濟(jì)”（能源不可能三角）中的兩個(gè)要素（可靠、綠色）已經(jīng)固定了下來，那么對(duì)于能夠滿足保供需要的主流技術(shù)只需要討論經(jīng)濟(jì)性即可?，F(xiàn)有用于新型電力系統(tǒng)保供的技術(shù)可分為兩類：一類是存儲(chǔ)類技術(shù)，一類是平衡類技術(shù)。
存儲(chǔ)類技術(shù)的代表技術(shù)是電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)和氫能技術(shù)。存儲(chǔ)類的技術(shù)特點(diǎn)是，使電能產(chǎn)生了“庫存”，在電力供應(yīng)寬松時(shí)期，讓一部分電能量“離線”，存儲(chǔ)起來以備不時(shí)之需。不考慮抽水蓄能技術(shù)的主要原因是，為了保證連續(xù)可靠供電，電力行業(yè)需要年度、季度、月度、日、旋轉(zhuǎn)備用五個(gè)維度的備用，五個(gè)維度的備用缺一不可，否則就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)維度上的可靠性問題，抽水蓄能電站受廠址自然條件限制只能提供滿功率6～10小時(shí)的放電時(shí)長，提供的是日以下的備用服務(wù)。電化學(xué)儲(chǔ)能和氫能技術(shù)能夠提供五個(gè)維度的備用，與火電相比主要是經(jīng)濟(jì)性無法接受。
與燃煤電站相比，提供長周期備用服務(wù)的氫能經(jīng)濟(jì)性非常差。按照50%的發(fā)電效率計(jì)算，當(dāng)氫能成本（電解水制氫）為58元/千克時(shí)（含一定的輸送存儲(chǔ)成本，下同），發(fā)電成本約為3元/千瓦時(shí)，相當(dāng)于天然氣發(fā)電成本的5倍；當(dāng)氫能成本（天然氣制氫）為41元/千克時(shí)，發(fā)電成本約為2.2元/千瓦時(shí)，相當(dāng)于天然氣發(fā)電成本（0.58元/千瓦時(shí)）的3.7倍；如氫能成本降至9元/千克時(shí)，大約與天然氣發(fā)電成本相當(dāng)。這還沒有考慮氫能目前被納入危險(xiǎn)品管理范疇，固定投資中的土地成本呈上升趨勢(shì)。需要指出的是，氫能再次轉(zhuǎn)化為電，需要通過燃機(jī)作為技術(shù)手段（燃料電池單位造價(jià)超過燃機(jī)），即使不考慮氫能生產(chǎn)的固定成本（可以認(rèn)為氫能主要用于交通使用的燃料電池），使用氫能存儲(chǔ)電能的固定成本需要包括燃機(jī)的投資，近似可以認(rèn)為“氫能的經(jīng)濟(jì)性=燃?xì)鈾C(jī)組+數(shù)倍的燃?xì)庾儎?dòng)成本”。
與燃煤電站相比，提供長周期備用服務(wù)的電化學(xué)電池經(jīng)濟(jì)性非常差。電化學(xué)電池組理論上可以無限擴(kuò)展（增加電芯數(shù)），不受時(shí)長限制。按照我國實(shí)際出現(xiàn)過的極端天氣看，無風(fēng)（靜穩(wěn)天氣）無光（陰雨連綿）的天氣最長在一周左右，可以保守按照3天計(jì)算電化學(xué)電池需要具備的備用容量下限，即電化學(xué)電池應(yīng)當(dāng)至少能夠連續(xù)放電72小時(shí)，按照目前EPC價(jià)格1千瓦時(shí)的電化學(xué)儲(chǔ)能電站造價(jià)1100元左右，能夠連續(xù)72小時(shí)放電的電化學(xué)電池造價(jià)就在1千瓦時(shí)7.9萬元左右，是目前百萬千瓦超超臨界機(jī)組造價(jià)的20倍以上。有觀點(diǎn)提出，可以讓火電做長周期的備用，讓電化學(xué)電池做日內(nèi)的備用，很遺憾能做長周期備用的火電，日內(nèi)的備用服務(wù)水平也很好，其提供備用的能力是全覆蓋的，不需要電化學(xué)儲(chǔ)能“幫忙”（嚴(yán)格說用于調(diào)峰調(diào)頻的抽水蓄能也是如此）。
平衡類技術(shù)主要指負(fù)荷側(cè)響應(yīng)（含源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化）和火電技術(shù)。平衡類技術(shù)的特點(diǎn)是依托電網(wǎng)作為平臺(tái)，按照電力實(shí)時(shí)平衡的規(guī)律，通過各類型電源和用電負(fù)荷互相“補(bǔ)臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)保供。負(fù)荷側(cè)響應(yīng)類似反向調(diào)節(jié)的虛擬電源，能夠承擔(dān)與電源相同的備用作用，可以減少系統(tǒng)對(duì)備用容量的需求，降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，而且對(duì)電力系統(tǒng)頻率的控制速度快、效果好。但是需求側(cè)響應(yīng)的本質(zhì)還是負(fù)荷，用電生產(chǎn)才是其主業(yè)，丟了訂單相當(dāng)于丟了市場(chǎng)，長此以往影響企業(yè)經(jīng)營發(fā)展，一旦出現(xiàn)威脅其訂單的情況，負(fù)荷側(cè)響應(yīng)往往選擇不進(jìn)行動(dòng)作，轉(zhuǎn)而承擔(dān)經(jīng)濟(jì)責(zé)任，喪失了備用的能力。用戶側(cè)安裝化學(xué)電池儲(chǔ)能設(shè)施提供備用的問題與發(fā)電側(cè)采用化學(xué)電池儲(chǔ)能的問題相同，下面僅討論不需要安裝化學(xué)電池儲(chǔ)能設(shè)施，便能提供需求側(cè)響應(yīng)的用戶。從現(xiàn)有的研究和實(shí)踐看，負(fù)荷響應(yīng)主要在6個(gè)工業(yè)領(lǐng)域開展，包括化學(xué)品、有色金屬、冷藏行業(yè)、鋼鐵、紙張和水處理，一般要求生產(chǎn)工藝中存在無人值守的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，且該環(huán)節(jié)存在能量密度較大的中間產(chǎn)品，但是由于負(fù)荷側(cè)響應(yīng)容易對(duì)生產(chǎn)生活造成較大影響，容量不可能太大（否則產(chǎn)品成本上升過于嚴(yán)重）。必須要看到，負(fù)荷側(cè)響應(yīng)僅僅能在正常的天氣情況下發(fā)揮作用，因?yàn)樵跇O端天氣情況下，往往負(fù)荷側(cè)剛性的取暖負(fù)荷（或制冷負(fù)荷）上升的幅度是負(fù)荷側(cè)響應(yīng)能夠調(diào)節(jié)幅度的幾倍，2021年1月6日湖南省負(fù)荷當(dāng)中比例最高的就是取暖負(fù)荷，占到了用電負(fù)荷的一半以上，且價(jià)格機(jī)制引導(dǎo)的效果很差。至于源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)際上由火電等多種電源和各類型用戶組成的電力系統(tǒng)本身就是最大規(guī)模的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化系統(tǒng)，試想整體優(yōu)化的效率恐怕是局部?jī)?yōu)化效率的一倍以上，否則大型電網(wǎng)的規(guī)模效益從何而來？
至于燃?xì)鈾C(jī)組，主要問題還是國內(nèi)尚未掌握核心技術(shù)，生產(chǎn)維修都需要國外技術(shù)支持，這本身就存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)由于世界范圍內(nèi)的煤炭使用減少，更多的國家轉(zhuǎn)向了使用燃?xì)?。從目前看，燃?xì)獾膬r(jià)格和供應(yīng)的穩(wěn)定性并不樂觀。英國已經(jīng)作出未來兩年由于燃?xì)夤?yīng)緊張，電價(jià)仍然高漲的預(yù)測(cè)。綜上，可以看出火電在所有保供的技術(shù)當(dāng)中，成本最低、最為可靠。尤其是煤電，由于其可以現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)，可靠性比燃機(jī)發(fā)電要高很多。試想，如果我國裝機(jī)以燃?xì)鉃橹?，那?021年的燃料供應(yīng)緊張引發(fā)的停電可能就是普遍性的大規(guī)模停電。
保供需要新機(jī)制
保供在經(jīng)濟(jì)性的約束下，可行的技術(shù)路徑主要依靠繼續(xù)發(fā)展煤機(jī)，但是這并不意味著否定“雙碳”目標(biāo)，兩者恰好是相輔相成的。“雙碳”目標(biāo)實(shí)際上是要減少排放總量，總排放量與煤電機(jī)組的發(fā)電量正相關(guān)，與燃煤發(fā)電機(jī)組的容量無關(guān)。煤電機(jī)組發(fā)電量等于煤電機(jī)組利用小時(shí)乘以煤電銘牌容量，即要減少煤電機(jī)組總排放量，加快降低煤電機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)即可，減少煤機(jī)電量與減少煤機(jī)容量沒有直接關(guān)系。只要保證利用小時(shí)數(shù)的降低速度，煤機(jī)裝機(jī)容量適度增加并不意味著會(huì)產(chǎn)生比現(xiàn)在更多的碳排放量。利用小時(shí)的降低速度由什么因素決定呢？主要由可再生能源發(fā)電量的增長速度，這也就是中央反復(fù)強(qiáng)調(diào)的先立后破，可再生能源發(fā)電量每進(jìn)一步，煤電機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)就會(huì)降低一定數(shù)額，如煤電機(jī)組容量持續(xù)增長，這個(gè)降低速度還將超越可再生能源發(fā)電量的增速。隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，可以肯定地說未來煤機(jī)的利用小時(shí)數(shù)必然無法回到過去計(jì)劃模式下規(guī)劃的4000～5000小時(shí)/年利用小時(shí)數(shù)。同時(shí)可以預(yù)見，煤機(jī)利用小時(shí)數(shù)將出現(xiàn)快速下降，大致達(dá)到每五年降低1000小時(shí)左右的水平，直至達(dá)到年利用1000小時(shí)的水平，進(jìn)入一個(gè)緩慢下降的平臺(tái)期。
在煤電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)快速下降的過程中，如果還是要求煤電機(jī)組通過電力市場(chǎng)銷售電能量為主要生存渠道，且上限價(jià)格較低，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？從歷史經(jīng)驗(yàn)看，假定燃料價(jià)格處于綠色區(qū)間，煤電機(jī)組商業(yè)運(yùn)營期內(nèi)，當(dāng)實(shí)際平均利用小時(shí)數(shù)在5000小時(shí)（設(shè)計(jì)利用小時(shí)）左右時(shí)，煤電企業(yè)效益水平能夠保證，并具備滾動(dòng)發(fā)展能力；當(dāng)實(shí)際平均利用小時(shí)數(shù)在4000小時(shí)（偏低利用小時(shí)）左右，煤電企業(yè)效益水平下降，喪失滾動(dòng)發(fā)展能力，部分煤電企業(yè)出現(xiàn)虧損，由于采購劣質(zhì)煤機(jī)組技術(shù)性能出現(xiàn)下降；當(dāng)實(shí)際平均利用小時(shí)數(shù)在3000小時(shí)（低利用小時(shí)）左右，煤電企業(yè)大面積虧損，普遍采購劣質(zhì)煤，機(jī)組技術(shù)性能普遍大幅下降，部分機(jī)組開始出現(xiàn)資不抵債；當(dāng)實(shí)際平均利用小時(shí)數(shù)在500～2000小時(shí)（極低利用小時(shí)），煤電企業(yè)生存出現(xiàn)問題，事故概率大大上升，普遍出現(xiàn)資不抵債，進(jìn)入“死亡螺旋”。云南、四川等地的燃煤機(jī)組已經(jīng)進(jìn)入了最后一個(gè)階段。
實(shí)際上，我國是“雙碳”轉(zhuǎn)型與市場(chǎng)化同步開展的國家，歐美國家是在已經(jīng)完成市場(chǎng)化改革后，進(jìn)行“雙碳”轉(zhuǎn)型，所以在適應(yīng)“雙碳”轉(zhuǎn)型的市場(chǎng)設(shè)計(jì)上我國仍然有可以直接借鑒的經(jīng)驗(yàn)。歐美國家開始電力市場(chǎng)化改革已經(jīng)30年，批發(fā)側(cè)電力商品的定價(jià)分類也經(jīng)歷了變化。第一階段是電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)初期，批發(fā)側(cè)電力商品主要分為電能量和輔助服務(wù)兩個(gè)品種，由于煤電等調(diào)節(jié)機(jī)組是占絕對(duì)比例的電量供應(yīng)商，因此電能量?jī)r(jià)格能夠反映比較充分的全口徑成本。第二階段是隨著可再生能源的快速發(fā)展，批發(fā)側(cè)電力商品主要分為電能量、輔助服務(wù)和可靠性（有效容量）三個(gè)品種，傳統(tǒng)電源和可再生能源都可以出售電能量和輔助服務(wù)，有效容量主要由傳統(tǒng)電源進(jìn)行銷售（同銘牌容量的傳統(tǒng)火電機(jī)組和風(fēng)電、光伏的有效容量相差4～10倍）。由于可再生能源補(bǔ)貼政策的存在，可再生能源變動(dòng)成本實(shí)際上為“負(fù)值”，加之可再生能源不能人工控制出力，在現(xiàn)貨（電能量）申報(bào)時(shí)往往按照申報(bào)下限報(bào)價(jià)；由于煤電機(jī)組和核電機(jī)組難以實(shí)現(xiàn)日內(nèi)啟停，煤電機(jī)組和核電機(jī)組被迫在首段出力上申報(bào)與可再生能源相同的價(jià)格，形成了低負(fù)荷段的低電價(jià)、超低電價(jià)，甚至是負(fù)價(jià)，拉低了全時(shí)段現(xiàn)貨價(jià)格水平?！癕issing Money”問題（“丟錢”問題）就此出現(xiàn)，即在現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下，僅依靠電能量?jī)r(jià)格，部分機(jī)組難以回收固定投資，歐美國家都出現(xiàn)過非低碳機(jī)組過早退出問題，對(duì)電力系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行造成了威脅。隨著可再生能源比例的上升，原有的可靠性（有效容量）裕度被“吃干榨凈”，可靠性（有效容量）資源愈發(fā)緊缺，由于市場(chǎng)機(jī)制的核心就是通過供需定價(jià)，稀缺就要付費(fèi)，因此可靠性（有效容量）成為了批發(fā)側(cè)電力交易的新品種。為了解決這個(gè)問題，歐美的電力市場(chǎng)增加了容量成本回收機(jī)制。正是由于歐美市場(chǎng)設(shè)計(jì)了這個(gè)可靠性（有效容量）定價(jià)機(jī)制，才有效保證了其高占比可再生能源電力系統(tǒng)的可靠性，也正是由于這個(gè)機(jī)制的存在，歐盟28國在最大負(fù)荷4.5億千瓦的情況下，能夠保留4.86億千瓦的火電和核電容量，并使其經(jīng)營狀況良好（依靠出售有效容量）。2021年英國在供應(yīng)最緊張的時(shí)候重啟煤電，涉及的煤電機(jī)組雖然不參加電能量的銷售，但是仍然參加容量市場(chǎng)獲得回報(bào)，才能在電力系統(tǒng)需要的時(shí)候隨時(shí)啟動(dòng)，保證了英國電力系統(tǒng)供電的可靠性。
由于我國“雙碳”轉(zhuǎn)型與市場(chǎng)化“雙期疊加”，我國電力市場(chǎng)建設(shè)跨越了歐美電力市場(chǎng)建設(shè)的第一階段，直接進(jìn)入了存在“Missing Money”問題的歐美電力市場(chǎng)建設(shè)第二階段。可再生能源的快速發(fā)展，逼迫發(fā)電企業(yè)在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中進(jìn)行的是時(shí)間尺度有限的短期決策，不能考慮全部投入的調(diào)整，只能調(diào)整變動(dòng)成本投入。發(fā)電企業(yè)在現(xiàn)貨市場(chǎng)中通?；谧陨戆l(fā)電產(chǎn)生的短期邊際成本進(jìn)行短期的產(chǎn)量決策。單純的電力現(xiàn)貨價(jià)格會(huì)使得邊際機(jī)組的固定成本缺乏有效的回收渠道，也使其他參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)組的固定成本回收存在較大的不確定性（計(jì)劃體制下水電富集大省，火電大面積虧損也是產(chǎn)生了計(jì)劃體制下的“丟錢”問題）。尤其是在以風(fēng)、光為代表的可再生能源發(fā)電占比不斷提高的電力系統(tǒng)中，短期發(fā)電邊際成本持續(xù)降低，固定成本回收的不確定性將增大。“雙碳”目標(biāo)的提出，加速了這一趨勢(shì)的發(fā)展，缺乏固定成本回收機(jī)制將使得發(fā)電企業(yè)對(duì)發(fā)電容量的投資意愿降低，有可能導(dǎo)致供不應(yīng)求的局面出現(xiàn)，導(dǎo)致大面積多時(shí)段限電問題，“十四五”時(shí)期的保供也無從談起。因此，要明晰的是能源轉(zhuǎn)型會(huì)帶來終端電價(jià)上漲，容量成本回收機(jī)制只是這個(gè)過程的表現(xiàn)形式。畢竟，經(jīng)濟(jì)規(guī)律一定在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中發(fā)揮作用，如果再不考慮煤電機(jī)組的容量成本回收機(jī)制，2018年《中國電力企業(yè)管理》第10期刊載的《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)的問題及方法》一文中預(yù)見的“一味強(qiáng)行壓制電價(jià)上漲（近年的燃料價(jià)格劇烈上漲在各地直接交易價(jià)格中基本沒有體現(xiàn)），結(jié)局就是火電企業(yè)全面虧損，從火電企業(yè)‘無電可發(fā)’走向用戶‘無電可用’”將逐漸變成現(xiàn)實(shí)。
我國可以借鑒的容量成本回收機(jī)制主要分為容量市場(chǎng)機(jī)制、稀缺定價(jià)機(jī)制及容量補(bǔ)償機(jī)制三類，相應(yīng)的典型實(shí)踐包括英國和美國PJM的容量市場(chǎng)方式、美國得州市場(chǎng)的稀缺電價(jià)機(jī)制、智利的容量補(bǔ)償機(jī)制，還有德國等介于容量市場(chǎng)和容量補(bǔ)償機(jī)制的戰(zhàn)略容量?jī)?chǔ)備機(jī)制。三類容量成本回收機(jī)制具體操作方式如下：
一是容量市場(chǎng)。簡(jiǎn)而言之，容量市場(chǎng)就是某一具有公權(quán)力的機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)未來目標(biāo)年需要的系統(tǒng)有效容量（與最大負(fù)荷和合理備用總和對(duì)應(yīng)），各類型機(jī)組（含目標(biāo)年計(jì)劃投產(chǎn)的各類型機(jī)組）均按照“同一類型、同一折算方式”的原則，將銘牌容量折算為有效容量，各類型機(jī)組的擁有者（存量）和意向投資者（增量）公平無歧視的競(jìng)價(jià)，形成目標(biāo)年的有效容量?jī)r(jià)格，每個(gè)主體有效容量乘以有效容量?jī)r(jià)格即為目標(biāo)年容量費(fèi)用，單個(gè)主體目標(biāo)年容量費(fèi)用加和后，按照電量或者某種方式向每個(gè)用戶收取。
二是稀缺電價(jià)機(jī)制。由于容量市場(chǎng)需要對(duì)目標(biāo)年需要的有效容量進(jìn)行預(yù)估，操作機(jī)構(gòu)的主觀性較強(qiáng)，自由裁量權(quán)較大，直接影響有效容量的價(jià)格，部分電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)者認(rèn)為這很可能扭曲市場(chǎng)價(jià)格，應(yīng)該采用稀缺電價(jià)機(jī)制解決。稀缺電價(jià)的含義就是，在電力供應(yīng)緊張（供需曲線最高峰）時(shí)段，當(dāng)電力緊張的量化指標(biāo)明顯（上旋備不足），則通過倍增系數(shù)等手段直接將市場(chǎng)成交電價(jià)，推至電力現(xiàn)貨交易出清上限價(jià)水平的電能量?jī)r(jià)格，以滿足發(fā)電側(cè)的容量回收需要。
三是容量補(bǔ)償機(jī)制。容量補(bǔ)償機(jī)制與容量市場(chǎng)類似，首先對(duì)全部機(jī)組的有效容量按照一定方式進(jìn)行計(jì)算；然后將折算出的有效容量加和，最大負(fù)荷除以有效容量加和與高峰備用容量之差作為供需系數(shù)，每個(gè)機(jī)組的有效容量乘以供需系數(shù)就是有效補(bǔ)償容量；接著確定單位有效補(bǔ)償容量的價(jià)格，這個(gè)價(jià)格一般采用現(xiàn)貨市場(chǎng)邊際機(jī)組商業(yè)運(yùn)行期年度應(yīng)回收投資額確定，在國內(nèi)這些機(jī)組大部分為抽水蓄能機(jī)組；最后每臺(tái)機(jī)組有效補(bǔ)償容量乘以補(bǔ)償價(jià)格即為每臺(tái)機(jī)組當(dāng)年應(yīng)獲得的容量補(bǔ)償費(fèi)，容量補(bǔ)償費(fèi)用總額由用戶支付，可按照度電或最大容量等方式進(jìn)行分?jǐn)偂?
以上三種典型容量成本回收機(jī)制，最為市場(chǎng)化的就是稀缺電價(jià)機(jī)制，稀缺電價(jià)形成過程中基本沒有人為干預(yù)。無論是影響成交價(jià)格的容量市場(chǎng)需求的提出，還是容量補(bǔ)償機(jī)制的有效容量補(bǔ)償價(jià)格的確定，都需要某一機(jī)構(gòu)主觀確定，其準(zhǔn)確性和體現(xiàn)市場(chǎng)主體意愿方面，有不同的聲音。雖然理論上如此，但是從三種機(jī)制在我國近期實(shí)施的難度看，稀缺電價(jià)機(jī)制最難。因?yàn)?，我國試點(diǎn)省份均有市場(chǎng)份額較大的發(fā)電企業(yè)，目前監(jiān)管機(jī)構(gòu)很難辨別發(fā)生稀缺電價(jià)是由于供需緊張還是出現(xiàn)了容量持留，同時(shí)我國用戶電力市場(chǎng)化的概念尚不足，很難接受高昂的稀缺電價(jià)。
最后需要強(qiáng)調(diào)的是，建立容量回收機(jī)制的理論基礎(chǔ)是新型電力系統(tǒng)之下要為電力系統(tǒng)可靠性（有效容量）商品付費(fèi)，未來發(fā)展煤電機(jī)組的技術(shù)方向，不應(yīng)是繼續(xù)追求大容量、高參數(shù)的煤電機(jī)組。這是因?yàn)榘凑罩醒胂攘⒑笃频囊?，立是方向、破是結(jié)果，降低總體碳排放量和強(qiáng)度是必由之路，煤電機(jī)組長期高負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)代過去了，煤電不可能依靠發(fā)電保證正常經(jīng)營，煤電將成為“小電量、大容量”的能源生產(chǎn)者，片面追求“小電量”服務(wù)的經(jīng)濟(jì)性屬于“丟了西瓜揀芝麻”。未來新投產(chǎn)煤電的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)該在“大容量”服務(wù)上下功夫，更便宜的頻繁啟停技術(shù)指標(biāo)、更低成本的快速爬坡能力、更廉價(jià)可靠的長周期冷備用能力才是煤電技術(shù)未來的發(fā)展方向。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年01期，作者系本刊特約撰稿人
