中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
郭伯威 中國(guó)人民大學(xué)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)院助理教授
占旭豪 中國(guó)人民大學(xué)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生
2017年，國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)的通知》，選擇了包括廣東在內(nèi)的8個(gè)地區(qū)開(kāi)展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作。截至2022年4月，廣東已經(jīng)完成五輪現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行，并于2021年11月起展開(kāi)不間斷試運(yùn)行結(jié)算。
前五輪現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行是否穩(wěn)定？政策如何引導(dǎo)市場(chǎng)結(jié)果進(jìn)行福利分配？市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性情況如何？近期發(fā)表在英文期刊Energy Policy（《能源政策》）的文章“中國(guó)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行評(píng)估：來(lái)自廣東的經(jīng)驗(yàn)”（Assessing China's provincial electricity spot market pilot operations: Lessons from Guangdong province）回答了上述問(wèn)題。
01
市場(chǎng)背景
廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)于2018年9月啟動(dòng)，是全國(guó)最早開(kāi)展試運(yùn)行的現(xiàn)貨市場(chǎng)。與其他地區(qū)相比，廣東的電力供給參與市場(chǎng)交易的比例較高，需求側(cè)向售電公司開(kāi)放，在市場(chǎng)設(shè)計(jì)形式和流程方面也更加靈活，通常被認(rèn)為是我國(guó)電力體制改革的先鋒。
截至2020年底，廣東的電力總裝機(jī)容量達(dá)到141GW，其中65.8%來(lái)自化石燃料，8.5%來(lái)自可再生能源（即風(fēng)能和太陽(yáng)能）。2010年-2019年，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，廣東的電力需求總量平均年增長(zhǎng)率為6%，盡管可再生能源占比仍然較低，但發(fā)電量增加了12倍，年增長(zhǎng)率為32%。同時(shí)，廣東平均約有24%的電力來(lái)自于相鄰省份，其中大部分為來(lái)自云南省的水電。圖1展示了廣東省歷年來(lái)的發(fā)電能源構(gòu)成情況。
圖1 2010-2019年
廣東按燃料類(lèi)型劃分的年電力供應(yīng)量
新一輪電力行業(yè)市場(chǎng)化改革以來(lái)，廣東參與市場(chǎng)的電能量占總發(fā)電量的比例在逐年增加，到2020年，上升到40%，并預(yù)計(jì)未來(lái)將進(jìn)一步提升。電力交易主要通過(guò)中長(zhǎng)期（M2L）合同進(jìn)行，現(xiàn)貨市場(chǎng)則主要作為中長(zhǎng)期交易的輔助手段?，F(xiàn)貨市場(chǎng)不僅能夠根據(jù)電力需求以及新能源出力的變化對(duì)化石能源發(fā)電量進(jìn)行調(diào)整，還反映了電力生產(chǎn)邊際成本的實(shí)時(shí)變化情況，起到了發(fā)現(xiàn)價(jià)格的作用。因此，一個(gè)完善的電力市場(chǎng)需要中長(zhǎng)期交易與現(xiàn)貨市場(chǎng)協(xié)同運(yùn)作，有助于市場(chǎng)高效平穩(wěn)運(yùn)行。
廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)包括日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)，由廣東省電力交易中心和調(diào)度中心共同運(yùn)營(yíng)。所有參與市場(chǎng)的發(fā)電機(jī)組每15分鐘進(jìn)行統(tǒng)一出清。發(fā)電商根據(jù)節(jié)點(diǎn)電價(jià)獲得收益，而電力用戶(hù)則根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的加權(quán)均價(jià)進(jìn)行支付。
廣東在每一輪試運(yùn)行中都會(huì)對(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)交易規(guī)則進(jìn)行改進(jìn)。相較于前三輪，第四、第五輪試運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)，持續(xù)整月。同時(shí)，隨著批發(fā)和零售市場(chǎng)的逐漸完善，參與現(xiàn)貨市場(chǎng)企業(yè)的總數(shù)逐漸增加。同時(shí)，結(jié)算方式得到了改進(jìn)，信息更加透明，中長(zhǎng)期合約的曲線(xiàn)分解也更加自由。因此，本文著重對(duì)2020年8月開(kāi)展的第四輪、2021年5月開(kāi)展的第五輪試運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估。
02
市場(chǎng)價(jià)格與負(fù)荷
圖2展示了第四、第五輪試運(yùn)行的平均日前負(fù)荷。其中“Total Load”表示廣東電力總負(fù)荷，“Baseload”表示包括核能、風(fēng)電、光伏在內(nèi)的必發(fā)電量，“Local Load”表示不參與市場(chǎng)交易的機(jī)組，“West-east Trans.”以及“GD-HK Trans.”則分別表示西電東送以及粵港聯(lián)線(xiàn)。最后，“Residual Load”則表示參與現(xiàn)貨市場(chǎng)的剩余負(fù)荷?？傮w而言，第五輪的電力總負(fù)荷略高于第四輪，但由于第五輪期間西電東送電量急劇減少，導(dǎo)致第五輪參與現(xiàn)貨市場(chǎng)的發(fā)電量遠(yuǎn)高于第四輪。
圖2 平均日前電力負(fù)荷
（a）平均日前電力負(fù)荷，第四輪（2020年8月）
（b）平均日間用電負(fù)荷，第五輪（2021年5月）
圖3展示了日前市場(chǎng)（DA）以及實(shí)時(shí)市場(chǎng)（RT）各小時(shí)的平均現(xiàn)貨價(jià)格，以及試運(yùn)行期間價(jià)格的波動(dòng)情況（垂直長(zhǎng)條代表標(biāo)準(zhǔn)差）?？梢?jiàn)，第五輪現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)比第四輪更大，實(shí)時(shí)現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)比日前市場(chǎng)更大。這也就意味著對(duì)于零售商來(lái)說(shuō)，第五輪的交易風(fēng)險(xiǎn)比第四輪更高，同時(shí)實(shí)時(shí)市場(chǎng)的交易風(fēng)險(xiǎn)比日前市場(chǎng)更高。
圖3 平均價(jià)格現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格及波動(dòng)
圖4展示了兩輪試運(yùn)行期間，日前和實(shí)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格的動(dòng)態(tài)變化。第四輪現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行的價(jià)格周期性以日為單位較為明顯，但在第五輪中這一特征消失，且價(jià)格具有不規(guī)則波動(dòng)的特點(diǎn)。此外，除了少數(shù)幾個(gè)時(shí)段外，第四輪的日前與實(shí)時(shí)價(jià)格具有明顯的趨同性，但在第五輪中，這一特點(diǎn)消失，且更為頻繁地出現(xiàn)極端價(jià)格。
圖4 日前市場(chǎng)價(jià)格與實(shí)時(shí)現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格的對(duì)比
圖5展示了月度競(jìng)價(jià)電量以及競(jìng)價(jià)價(jià)差（月度競(jìng)價(jià)與煤電標(biāo)桿電價(jià)的差）。2020年8月，競(jìng)價(jià)價(jià)差下跌至-13元/兆瓦時(shí)，遠(yuǎn)低于其他月份。原因是2020年8月開(kāi)展了第四輪現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行——現(xiàn)貨市場(chǎng)的引入增加了發(fā)電行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，一定程度上削弱了月度競(jìng)價(jià)中的串謀行為。現(xiàn)貨市場(chǎng)也為電力零售商提供了緩沖，即使他們未能在月度競(jìng)價(jià)中簽訂合約，仍然可以在現(xiàn)貨市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)電能量。
圖5 月度拍賣(mài)的出價(jià)量和出價(jià)價(jià)差
第四輪現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行的最終結(jié)果是，現(xiàn)貨市場(chǎng)的引入導(dǎo)致電力批發(fā)價(jià)格大幅降低，使電力零售公司獲得大量利潤(rùn)。這一現(xiàn)象在第五輪幾乎反轉(zhuǎn)——由于參與市場(chǎng)交易的負(fù)荷遠(yuǎn)高于第四輪，現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格大幅提高，導(dǎo)致161家電力零售商中的136家出現(xiàn)了虧損。這是因?yàn)樵诂F(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)運(yùn)行之前，零售商已經(jīng)與客戶(hù)簽訂了長(zhǎng)期合同，此時(shí)即使現(xiàn)貨價(jià)格高于預(yù)期，零售商卻無(wú)法立即將批發(fā)成本向下傳導(dǎo)至終端用戶(hù)，最終導(dǎo)致虧損。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年5月，所有零售商的總損失超過(guò)50億元，約占第五輪試運(yùn)行可交易電量總價(jià)值的21%。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商決定將下一輪的現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)運(yùn)行推遲到2021年底。
03
市場(chǎng)供給
供需關(guān)系是研究市場(chǎng)的關(guān)鍵。在電力市場(chǎng)中，由于短期電力需求缺乏彈性，對(duì)于供給曲線(xiàn)的研究則變得格外重要。例如，利用供給曲線(xiàn)，可以測(cè)算出清潔能源并網(wǎng)對(duì)市場(chǎng)價(jià)格的影響、相關(guān)政策對(duì)市場(chǎng)福利重新分配的影響以及市場(chǎng)扭曲帶來(lái)的無(wú)謂損失。
圖6 日前現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格與剩余負(fù)荷的關(guān)系
圖6利用散點(diǎn)圖展示了第四、第五輪試運(yùn)行日前市場(chǎng)用戶(hù)側(cè)價(jià)格與參與市場(chǎng)的負(fù)荷的關(guān)系。第四輪試運(yùn)行期間，日前市場(chǎng)價(jià)格總體處于較低水平，且頻繁觸及價(jià)格下限，而在第五輪期間，所有價(jià)格均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于價(jià)格下限。
據(jù)估算，在第四輪試運(yùn)行期間，每增加1000MW的負(fù)荷平均導(dǎo)致現(xiàn)貨價(jià)格增加7元/MWh，而這一數(shù)字在第五輪試運(yùn)行期間漲到了13元/MWh。造成這一變化的原因可能是第五輪試運(yùn)行中的剩余負(fù)荷已經(jīng)接近市場(chǎng)的最大容量，導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性減弱。參與競(jìng)價(jià)的邊際機(jī)組通過(guò)更高的競(jìng)價(jià)提高利潤(rùn)，導(dǎo)致了更陡峭的供給曲線(xiàn)。
表1列出了第四、第五輪試運(yùn)行期間的燃料成本以及平均市場(chǎng)價(jià)格。值得注意的是，由于廣東的容量補(bǔ)償機(jī)制，燃?xì)鈾C(jī)組每發(fā)1MWh的電能量能獲得200元的補(bǔ)貼，因此燃?xì)鈾C(jī)組的真實(shí)邊際成本應(yīng)當(dāng)比表格中的數(shù)字低200元。研究發(fā)現(xiàn)，相較于第四輪試運(yùn)行，第五輪市場(chǎng)價(jià)格增量的65%來(lái)自剩余負(fù)荷的增加，其余大部分則來(lái)自燃料成本的增加。
總體而言，第五輪試運(yùn)行期間，需求的輕微變動(dòng)伴隨著市場(chǎng)價(jià)格的劇烈波動(dòng)。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，鼓勵(lì)投資較為清潔的燃?xì)鈾C(jī)組，不僅可以促進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，還可以使供應(yīng)曲線(xiàn)更加平坦，避免市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)過(guò)大。
表1 第四、第五輪試運(yùn)行期間的燃料成本
及平均市場(chǎng)價(jià)格
04
價(jià)格下限的影響
廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)立了70元/MWh的價(jià)格下限。由于電力需求短期缺乏彈性，價(jià)格下限將不可避免地將部分消費(fèi)者福利轉(zhuǎn)移給電力生產(chǎn)商。例如，假設(shè)在沒(méi)有價(jià)格下限的情況下市場(chǎng)出清的價(jià)格為65元/MWh，但由于價(jià)格下限的存在，每消費(fèi)1MWh的電力，消費(fèi)者需要向發(fā)電商支付70元，即額外支付5元。
在第四輪試運(yùn)行期間，744個(gè)小時(shí)中有126個(gè)小時(shí)的日前市場(chǎng)價(jià)格觸碰到了70元/MWh時(shí)的價(jià)格下限。圖7展示了在沒(méi)有價(jià)格下限的情況下估算出的市場(chǎng)出清價(jià)格。據(jù)估算，第四輪試運(yùn)行導(dǎo)致消費(fèi)者額外支付給發(fā)電商8400萬(wàn)元，約為當(dāng)月市場(chǎng)可交易電量總價(jià)值的1.3%。市場(chǎng)價(jià)格頻繁觸及價(jià)格下限，一方面說(shuō)明了價(jià)格下限起到了有效控制市場(chǎng)波動(dòng)的作用，另一方面則說(shuō)明價(jià)格下限阻止了市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)價(jià)格的過(guò)程，降低了市場(chǎng)效率。
圖7 第四輪試運(yùn)行實(shí)際日前價(jià)格
與無(wú)價(jià)格下限情況下預(yù)測(cè)日前價(jià)格
05
省內(nèi)各市的區(qū)域市場(chǎng)勢(shì)力
由于輸電能力有限，當(dāng)區(qū)域內(nèi)電力負(fù)荷達(dá)到容量極限時(shí)，會(huì)產(chǎn)生區(qū)域市場(chǎng)勢(shì)力，導(dǎo)致部分地區(qū)市場(chǎng)價(jià)格偏高。若區(qū)域市場(chǎng)勢(shì)力真實(shí)存在，則需要加大電網(wǎng)投資，通過(guò)增加區(qū)域間的電力傳輸能力降低市場(chǎng)勢(shì)力，提升市場(chǎng)效率。
利用節(jié)點(diǎn)電價(jià)，構(gòu)建市場(chǎng)勢(shì)力指數(shù)，可以清晰地展示廣東各區(qū)域的市場(chǎng)勢(shì)力。圖8a和圖8b評(píng)估了第四、第五輪試運(yùn)行下的區(qū)域市場(chǎng)勢(shì)力。顏色越深，代表市場(chǎng)勢(shì)力指數(shù)越大，即區(qū)域市場(chǎng)勢(shì)力越大。由于第五輪試運(yùn)行參與市場(chǎng)的負(fù)荷量遠(yuǎn)高于第四輪，第五輪試運(yùn)行期間的市場(chǎng)勢(shì)力指數(shù)也普遍高于第四輪。
圖8 廣東當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)勢(shì)力評(píng)估
（a）第四輪試點(diǎn)運(yùn)行情況
（b）第五輪試點(diǎn)運(yùn)行情況
研究發(fā)現(xiàn)，惠州、東莞、中山和汕頭等區(qū)域市場(chǎng)勢(shì)力較大的城市均位于廣州和深圳（圖中紅圈部分）周?chē)?。由于廣州和深圳的用電量占全省30%以上，當(dāng)電能量從周邊城市輸送到廣州和深圳時(shí)，增加了周?chē)鞘兴璧呢?fù)荷；同時(shí)，電力輸送面臨阻塞的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生了區(qū)域市場(chǎng)勢(shì)力。圖8b有效說(shuō)明了全省電力負(fù)荷較高時(shí)，廣州和深圳周邊廣泛的城市受到區(qū)域市場(chǎng)勢(shì)力的影響，在與廣州和深圳緊密相連的東北區(qū)域，這一影響尤為突出。
06
試運(yùn)行的啟示
廣東省電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的試運(yùn)行具有一定的政策指導(dǎo)意義。
首先，它揭示了現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)的范圍區(qū)間。在第四輪試運(yùn)行中，如果沒(méi)有價(jià)格下限，現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格可能更低甚至為負(fù)。因此，第四輪試運(yùn)行或許體現(xiàn)了未來(lái)廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)可能出現(xiàn)的最低價(jià)格。在第五輪試運(yùn)行中，由于諸多原因，電力需求較高，導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷壓力較大，頻繁出現(xiàn)較高的現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格。因此，第五輪試運(yùn)行或許體現(xiàn)了未來(lái)廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)可能出現(xiàn)的最高價(jià)格。
其次，試運(yùn)行也帶來(lái)了諸多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。一是需要對(duì)市場(chǎng)力量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和管理，否則像月度競(jìng)價(jià)一樣，發(fā)電企業(yè)可能會(huì)操縱市場(chǎng)進(jìn)行串謀，造成市場(chǎng)低效率。二是政府的計(jì)劃和政策需要保持透明并提前公布，廣東的第五輪試運(yùn)行由原來(lái)的2020年底調(diào)整到了2021年5月，打亂了電力零售商的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃，導(dǎo)致大面積虧損，也對(duì)投資者信心產(chǎn)生負(fù)面影響。三是需要持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行，讓市場(chǎng)決定價(jià)格——即使在第五輪試運(yùn)行期間零售商面臨虧損，但如果現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行能夠持續(xù)數(shù)月，其損失或許可以被彌補(bǔ)。四是需要逐步取消價(jià)格下限和上限，價(jià)格下限雖然起到了穩(wěn)定市場(chǎng)價(jià)格的作用，但損害了消費(fèi)者利益，可以通過(guò)極端價(jià)格應(yīng)急機(jī)制來(lái)替代價(jià)格上限和下限，以確保市場(chǎng)的穩(wěn)定。
最后，許多業(yè)內(nèi)人士注意到，由于市場(chǎng)設(shè)計(jì)缺陷、市場(chǎng)監(jiān)督不力和政府過(guò)度干預(yù)、缺乏經(jīng)驗(yàn)以及非理性競(jìng)價(jià)策略，廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行出現(xiàn)了一些異常的價(jià)格行為。此外，現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行仍然受到來(lái)自多方的批評(píng)，如缺乏有效的輔助服務(wù)市場(chǎng)、可變成本補(bǔ)償機(jī)制，將可再生能源與核電排除在市場(chǎng)之外等，這些都有待在完善市場(chǎng)的過(guò)程中逐一解決。此外，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)也引起人們對(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)中市場(chǎng)勢(shì)力的擔(dān)憂(yōu)，因此調(diào)查市場(chǎng)勢(shì)力是否存在，以及市場(chǎng)勢(shì)力產(chǎn)生的潛在機(jī)理，也是市場(chǎng)監(jiān)管部門(mén)需要重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。
