中國儲能網(wǎng)訊：2021年12月，為深入貫徹落實黨中央、國務院的各項決策部署，規(guī)范電力系統(tǒng)并網(wǎng)運行和輔助服務管理，深化電力輔助服務市場機制建設(shè)，國家能源局及時修訂《電力并網(wǎng)運行管理規(guī)定》（下稱《規(guī)定》）和《電力輔助服務管理辦法》（下稱《辦法》），以輔助服務市場為抓手推動源網(wǎng)荷儲共同發(fā)力，切實發(fā)揮電力輔助服務市場對能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的支撐作用?！兑?guī)定》和《辦法》提出要擴大電力輔助服務新主體，豐富電力輔助服務新品種，完善用戶分擔共享新機制，健全市場形成價格新機制。本文從低碳發(fā)電的價值源頭入手，探討如何深化改革電量市場、輔助服務市場的配套價格形成機制和成本分攤機制，以適應構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的要求。
現(xiàn)階段輔助服務實踐遇到的問題
從經(jīng)濟角度來看，現(xiàn)階段輔助服務市場構(gòu)建過程中遇到的問題主要在于：僅通過發(fā)電側(cè)單邊承擔整個系統(tǒng)輔助服務成本，已無法承載系統(tǒng)大量接入可再生能源產(chǎn)生的需求。
以西北地區(qū)輔助服務市場構(gòu)建為例，國家能源局西北監(jiān)管局于2015年印發(fā)了《西北區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則》及《西北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務管理實施細則》，并于2019年印發(fā)了修訂版。這兩個文件指導了我國輔助服務市場建設(shè)的重要實踐。在西北地區(qū)開展深度的試點可以為輔助服務市場建設(shè)提供重要經(jīng)驗，一方面西北地區(qū)間歇性可再生能源裝機容量比例高，另一方面西北地區(qū)本地負荷相對較少，風、光的消納矛盾比較突出。在西北地區(qū)“兩個細則”的指導下，甘肅、新疆、寧夏、青海、陜西均開始構(gòu)建輔助服務市場，并取得了一定成績。2020年3月，據(jù)國網(wǎng)西北分部消息，西北區(qū)域調(diào)峰輔助服務市場累計調(diào)峰電量突破100億千瓦時，實現(xiàn)新能源減棄增發(fā)100.03億千瓦時，新能源利用率從市場構(gòu)建伊始的86%提升至93%以上，提升近7個百分點。
在試點過程中，也暴露出了一些問題。一是該市場并非雙邊完全競爭的，目前輔助服務的需求基本是由調(diào)度機構(gòu)提出的，而輔助服務的供給側(cè)是競爭的。這不可避免地造成輔助服務價格被扭曲的情況，表現(xiàn)為某些輔助服務不予計價或計價過低，甚至低于提供輔助服務的成本。這不利于對輔助服務能力的培育。二是系統(tǒng)中的不確定性源，比如風、光發(fā)電商和不可控負荷，是造成系統(tǒng)需要調(diào)節(jié)資源的主要原因。但是，目前輔助服務需求量是由調(diào)度機構(gòu)統(tǒng)一測算的。不同的不確定性源需要多少輔助服務，無法直接在市場中得到響應。這就導致無法從可靠性的視角，比較不同的不確定性源的效率。也就難以鼓勵相對更可靠的風、光發(fā)電商進行更多的生產(chǎn)。三是調(diào)節(jié)資源的消耗實際上構(gòu)成了間歇性可再生能源的發(fā)電成本，但是，這無法反映在它的價格中，這也限制了它們靠自身收益來承擔輔助服務成本的能力。
合理貨幣化低碳發(fā)電價值的必要性
長期以來，在衡量低碳發(fā)電的價值時，實際上缺乏合理的貨幣化標準。所謂貨幣化標準，通俗地講，就是“低碳”發(fā)電值多少錢。在2020年以前，對低碳發(fā)電的價值確認是通過補貼實現(xiàn)的，主要的補貼方式是上網(wǎng)電價。所謂上網(wǎng)電價補貼，即無論發(fā)電商的真實成本是多少，都以一個特定的標準確定其上網(wǎng)電價。從電網(wǎng)收購的角度來看，該上網(wǎng)電價超出標桿燃煤電廠上網(wǎng)電價的部分，就是需要補貼的部分。這部分是全社會共擔的。上網(wǎng)電價一般是根據(jù)平準化發(fā)電成本（Levelized Cost of Electricity，LCOE）確定的。也就是說，全社會為低碳發(fā)電方式確認的價值就是LCOE減去標桿燃煤電廠上網(wǎng)電價的部分。在2017年以后，風、光發(fā)電的上網(wǎng)電價逐漸退坡，在2020年之后，要基本達到平價上網(wǎng)。
可以看出，傳統(tǒng)的低碳發(fā)電價值確認方式是基于成本視角的，即以保證風、光等發(fā)電商可以收回成本為標準。但是，這部分補貼并不是真正的“減碳”價值。也就是說，風、光的發(fā)電商每發(fā)一度電的價值，除了供給電能需求外，還應該表現(xiàn)為對傳統(tǒng)“含碳”發(fā)電方式的替代所帶來的價值。然而，在補貼退坡之后，這部分價值還未被合理貨幣化。
之所以要強調(diào)合理貨幣化低碳發(fā)電的價值，是因為《規(guī)定》和《辦法》確認了“誰受益、誰承擔”的成本分擔原則。顯然風、光發(fā)電商是輔助服務的受益者，這意味著它們需要承擔輔助服務成本。然而一方面，補貼退坡之后，風、光發(fā)電商的利潤受到限制；另一方面，風、光發(fā)電的減碳價值尚未被合理貨幣化。這可能大大降低風、光發(fā)電商的盈利能力，降低其發(fā)電和進一步投資的意愿。
所謂“合理”的貨幣化低碳發(fā)電的價值，意味著既不能高估也不能低估其價值。那么，需要準確量化每替代一千瓦時含碳發(fā)電量的價值，也就是需要確定每減少一單位碳排放可以帶來多少價值。這意味著必須綜合考慮碳價格。
間歇性可再生能源發(fā)電定價新思路
對間歇性可再生能源發(fā)電定價，決定于社會對它的需求程度。風、光等間歇性可再生能源可以生產(chǎn)無碳排放的電力，但是，是否要做到將燃煤等有碳排放的發(fā)電100%替換為風、光發(fā)電呢？換句話說，就是間歇性可再生能源的滲透率應該是多少，對社會的凈收益是最大的。風、光發(fā)電在一個特定滲透率下，帶給社會的凈收益（帶給社會的收益減去給社會造成的成本）達到最大值，這就是“最優(yōu)滲透率”的概念。
應該以“最優(yōu)滲透率”來確定間歇性可再生能源的發(fā)電價格。簡單來說，相比于燃煤發(fā)電，風、光發(fā)電可以為社會節(jié)約碳排放成本。這可以看作一種收益，而這個收益的貨幣化值決定于碳價格。合理有效的碳市場是確認碳價格的基礎(chǔ)。碳市場以排放帽交易（Cap and trade）原則，確認了每一噸碳排放的社會邊際成本。同時，隨著風、光發(fā)電量滲透率的增加，它們給系統(tǒng)帶來的波動性增加，又需要消耗更多的輔助服務資源來進行調(diào)節(jié)。這會增加社會的成本。有效的輔助服務市場可以將這部分成本貨幣化。
所以，風、光發(fā)電的最優(yōu)滲透率應該是它們給全社會帶來的邊際收益等于邊際成本時的滲透率。這時，依據(jù)邊際成本定價原理，由輔助服務市場確認的邊際成本可以確定為風、光的發(fā)電價格?？梢姡藭r的間歇性可再生能源發(fā)電商所獲得的價格可以覆蓋它們要承受的輔助服務成本。
輔助服務市場新業(yè)態(tài)的展望與啟示
筆者團隊對一個中小型電力系統(tǒng)做過測算：間歇性可再生能源的裝機容量比例約為40%時，假設(shè)度電碳排放量為750克/千瓦時，平均上網(wǎng)電價為0.4元/千瓦時，當碳價格達到700元/噸時，最優(yōu)滲透率大約在裝機容量比率的40%左右。當碳價格上升時，最優(yōu)滲透率會相應上升。當碳價格達到1600元/噸時，最優(yōu)滲透率大約在裝機容量比率的50%左右。目前來看，中國現(xiàn)階段擴大輔助服務市場的經(jīng)濟動力是遠遠不夠的。一方面，碳價格尚處于非常低的位置，北京碳交易所2020年全年均價約為60元/噸。而在歐洲，隨著發(fā)電退煤的推進，碳價格將不低于60歐元/噸，也就是約600元/噸。另一方面，就如本文提到的，2020年之后新增風、光發(fā)電機組基本以平價上網(wǎng)，如果不對它們的減碳價值進行合理貨幣化，它們的盈利能力將受限，對輔助服務的支付能力和購買意愿就受到限制。通俗地說，輔助服務市場的規(guī)模和活力起不來。隨著2030年碳達峰期限的臨近，可以預見碳市場應該逐步活躍起來，碳價格應該平穩(wěn)提升至合理水平。當輔助服務市場有足夠的經(jīng)濟動力之后，對各類新型調(diào)節(jié)資源的投資將是回報可期的。
隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進，電力市場化過程必然繼續(xù)深化。在這個過程中，電網(wǎng)企業(yè)必須考慮自身的角色轉(zhuǎn)變問題，抓住機遇，尋找新的增長點。其一，電網(wǎng)的傳統(tǒng)盈利途徑將會繼續(xù)受限。為了增強電力市場的活力，電網(wǎng)企業(yè)的交易平臺職能和調(diào)度職能必然趨于非營利化。其二，電網(wǎng)企業(yè)應該積極擁抱輔助服務市場建設(shè)。拓展負荷和發(fā)電兩端的增值服務，是電力市場化過程中的盈利點。目前在售電側(cè)，電網(wǎng)企業(yè)的傳統(tǒng)渠道優(yōu)勢凸顯。而在輔助服務側(cè)，電網(wǎng)企業(yè)也擁有大量抽蓄電站等優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，應該考慮在各類細分輔助服務市場中進行布局。其三，作為新型調(diào)節(jié)資源，集中式儲能的調(diào)節(jié)能力受局部電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的約束。電網(wǎng)企業(yè)在這個領(lǐng)域具有先天優(yōu)勢。集中式儲能在哪些節(jié)點可以發(fā)揮最大作用，決定于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和調(diào)度方式。可以考慮進行早期投資，儲備優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年02期，作者許儒航供職于華北電力大學經(jīng)濟與管理學院，作者于壯狀供職于國家電網(wǎng)有限公司，作者賈佳供職于華北電力大學經(jīng)濟與管理學院
