中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：電力已發(fā)展成為最重要的能源來(lái)源之一。2020年，全球電力總需求為23.23萬(wàn)億千瓦時(shí)，占最終能源消費(fèi)總量的20%，發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳占全球與能源相關(guān)的二氧化碳排放總量的40%，是此類排放的最大單一行業(yè)來(lái)源。到2050年，隨著目前依賴化石燃料的行業(yè)實(shí)現(xiàn)電氣化，預(yù)計(jì)電力需求將增加一倍以上，達(dá)到60萬(wàn)億千瓦時(shí)。鑒于既定的全球氣候變化目標(biāo)，電力行業(yè)脫碳是2050年全球?qū)崿F(xiàn)凈零排放的關(guān)鍵。在國(guó)際能源署測(cè)算的2050年凈零排放情景中，發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的電力行業(yè)排放總體上將在本世紀(jì)30年代實(shí)現(xiàn)凈零，新興市場(chǎng)和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體則將在2040年左右實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
預(yù)計(jì)可再生能源發(fā)電量的增長(zhǎng)將對(duì)電力行業(yè)脫碳作出最大貢獻(xiàn)。到2030年，可再生能源發(fā)電量將增加近兩倍，到2050年將增長(zhǎng)8倍——這主要由光伏和風(fēng)能等可再生能源的大量部署所驅(qū)動(dòng)。其他低碳發(fā)電（如核能、氫能）和靈活性技術(shù)（如儲(chǔ)能和需求響應(yīng)）也將在實(shí)現(xiàn)凈零排放的道路上發(fā)揮主導(dǎo)作用。
電力市場(chǎng)是
行業(yè)去碳化的核心
目前，全球約50%的電力來(lái)自市場(chǎng)化的電力系統(tǒng)，一旦中國(guó)的電力市場(chǎng)完全成熟，這一比例將增加至約76%。因此，需要在中短期內(nèi)加速對(duì)依賴電力市場(chǎng)的系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模脫碳，以最大限度地降低運(yùn)營(yíng)成本，并在不同程度上吸引投資。市場(chǎng)力量可以支持電力行業(yè)脫碳，但必須是在實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)相關(guān)政策的引導(dǎo)和補(bǔ)充有效條件之下，包括有效的投資框架、碳定價(jià)和其他脫碳舉措。
與任何其他市場(chǎng)一樣，只有所有參與者都對(duì)其行為產(chǎn)生的所有成本和收益負(fù)責(zé)，才能實(shí)現(xiàn)社會(huì)最優(yōu)均衡。市場(chǎng)通過(guò)釋放價(jià)格信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)（或抑制），指導(dǎo)市場(chǎng)參與者進(jìn)行決策。在脫碳的大背景下，這種價(jià)格信號(hào)還沒(méi)有被調(diào)整到最優(yōu)狀態(tài)。在世界上現(xiàn)有的大多數(shù)電力系統(tǒng)中，無(wú)論是由電力市場(chǎng)協(xié)調(diào)還是由垂直整合的公用事業(yè)公司協(xié)調(diào)，因二氧化碳排放而產(chǎn)生的外部效應(yīng)并沒(méi)有完全被計(jì)入電力行業(yè)成本。這造成了價(jià)格信號(hào)的嚴(yán)重扭曲，使得投資和運(yùn)營(yíng)碳密集型技術(shù)的利潤(rùn)超出了應(yīng)有水平，而且沒(méi)有正確體現(xiàn)低碳技術(shù)的價(jià)值。
市場(chǎng)設(shè)計(jì)要能夠適應(yīng)
不斷變化的外部環(huán)境
在過(guò)去的幾十年里，電力市場(chǎng)化作為一種機(jī)制，確保按照需求高效調(diào)度電力資源，并使市場(chǎng)參與者從系統(tǒng)運(yùn)行和投資的競(jìng)爭(zhēng)中獲益。自從1982年智利建立了第一個(gè)開放的電力市場(chǎng)以來(lái)，電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)不斷發(fā)展和成熟。但這并不意味著電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)趨于完美，也不意味著任何系統(tǒng)解決方案本質(zhì)上可以一勞永逸。政策的不斷更新、技術(shù)的不斷迭代要求市場(chǎng)的設(shè)計(jì)要與時(shí)俱進(jìn)。在電力行業(yè)中短期加速脫碳的背景下，這一點(diǎn)尤為重要。
隨著電力系統(tǒng)從以化石燃料為主過(guò)渡到擁有更高比例的可再生能源，確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行將需要因地制宜、因機(jī)制宜、因況制宜。必須利用所有可用技術(shù)來(lái)滿足系統(tǒng)靈活性、峰值容量、穩(wěn)定性等基本服務(wù)的需求；反過(guò)來(lái)，過(guò)程中涉及到的各方主體及資源對(duì)電力系統(tǒng)的價(jià)值也將發(fā)生變化。例如，可再生能源可以提供大量清潔廉價(jià)的能源，但對(duì)穩(wěn)定容量的貢獻(xiàn)要小得多。相比之下，盡管儲(chǔ)能沒(méi)有直接提供能源，但有助于提高電力系統(tǒng)的靈活性和充足率。
短期批發(fā)市場(chǎng)設(shè)計(jì)是建立有效價(jià)格信號(hào)的第一步。批發(fā)市場(chǎng)使市場(chǎng)主體能夠在不同時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行能源交易。設(shè)計(jì)良好的短期批發(fā)市場(chǎng)對(duì)于發(fā)揮電力生產(chǎn)和消費(fèi)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、同時(shí)與行業(yè)協(xié)同支持加速脫碳至關(guān)重要。
建立有效的價(jià)格信號(hào)，可以激勵(lì)市場(chǎng)主體調(diào)整其決策，以符合系統(tǒng)需要。首要目標(biāo)是確保價(jià)格信號(hào)能夠真實(shí)反映市場(chǎng)狀況，并能夠激勵(lì)為電力系統(tǒng)提供價(jià)值的市場(chǎng)主體。對(duì)電力系統(tǒng)脫碳具有特殊價(jià)值的例子包括高峰需求時(shí)發(fā)電、降低碳排放和電力需求響應(yīng)。
在競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)中嵌入脫碳工具。在脫碳技術(shù)中，風(fēng)能和光伏已經(jīng)成為最具成本競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。然而，目前的電力市場(chǎng)和監(jiān)管未能成功刺激足夠的投資。為了加快低碳電力的部署，有必要通過(guò)成本反映負(fù)外部性，并引入與批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)和其他政策工具兼容的額外脫碳機(jī)制，來(lái)縮小投資差距。為了正確有效地實(shí)施這些脫碳機(jī)制，市場(chǎng)設(shè)計(jì)需要通過(guò)長(zhǎng)期價(jià)格信號(hào)平衡穩(wěn)定收益，同時(shí)鼓勵(lì)在日常電力系統(tǒng)運(yùn)行中進(jìn)行資源的高效集成。
未來(lái)幾年，隨著可再生能源在發(fā)電份額中的占比越來(lái)越高，引入市場(chǎng)化工具以確保對(duì)可調(diào)度低碳資產(chǎn)的充分投資至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，政策制定者將需要引入提高電力系統(tǒng)靈活性、充分性相關(guān)服務(wù)的激勵(lì)手段或機(jī)制，同時(shí)保持電力批發(fā)市場(chǎng)的效率。經(jīng)驗(yàn)表明，電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)改良有助于脫碳。為了實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)，如果所有政府均加強(qiáng)推進(jìn)其能源和氣候政策，電力市場(chǎng)可以作為一種有效途徑支持脫碳，特別是在與更廣泛的政策和法規(guī)組合協(xié)作時(shí)。
改變市場(chǎng)結(jié)構(gòu)
使分布式能源價(jià)值最大化
全球范圍內(nèi)分布式能源的多樣化和加速部署正在改變著電力系統(tǒng)。過(guò)去那種電源越來(lái)越集中、機(jī)組容量越來(lái)越大，幾乎沒(méi)有需求側(cè)控制的模式，已經(jīng)不能再支持現(xiàn)代電力系統(tǒng)的有效運(yùn)作。分布式系統(tǒng)能夠兼容很多更小規(guī)模、互相聯(lián)通的分布式資源，使終端設(shè)備和消費(fèi)者發(fā)揮更積極的作用。
在有效部署的前提下，分布式能源具有巨大潛力來(lái)支持可再生能源整合、增加電力系統(tǒng)彈性并減少電網(wǎng)升級(jí)。除了提供需求響應(yīng)外，一些分布式能源資產(chǎn)還可以提供靈活性電源、黑啟動(dòng)服務(wù)等輔助服務(wù)。但在當(dāng)前的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)下，電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商往往對(duì)分布式能源了解不足，其部署可能會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題并導(dǎo)致資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)商的低效行為，比如電氣化程度的提高會(huì)導(dǎo)致更高的峰值負(fù)荷和配電網(wǎng)的擁堵。
因此，強(qiáng)烈建議確保電力市場(chǎng)做好充分接入準(zhǔn)備，來(lái)使分布式能源物盡其用。數(shù)字化可以使系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商更為直觀地了解分布式能源。數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施將促進(jìn)電價(jià)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，充分反映電力的時(shí)間、空間價(jià)值，并確保公平地重新分?jǐn)傠娋W(wǎng)成本，從而使分布式能源發(fā)揮最大效力。此外，政策制定者應(yīng)審查電力系統(tǒng)的接入方案和參與規(guī)則。最后，利益相關(guān)方，特別是輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（TSOs）和配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（DSOs）之間的合作協(xié)議和上網(wǎng)運(yùn)行流程必須適應(yīng)分布式能源的接入，從輸電系統(tǒng)向配電系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。
市場(chǎng)設(shè)計(jì)必須認(rèn)識(shí)到
儲(chǔ)能的獨(dú)特作用
儲(chǔ)能技術(shù)成本的降低已經(jīng)使電力系統(tǒng)的各個(gè)板塊增大了儲(chǔ)能的接入規(guī)模。為了支持儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用，電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)的改變必須考慮儲(chǔ)能的特殊作用和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。儲(chǔ)能的獨(dú)特之處在于其能夠通過(guò)負(fù)載和發(fā)電，在廣泛的時(shí)間尺度上增大電力系統(tǒng)的靈活性。由于儲(chǔ)能無(wú)法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的脫碳，因此必須將其作為一攬子政策的一部分，來(lái)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制和發(fā)電組合的脫碳發(fā)展。關(guān)系到儲(chǔ)能的稅收和上網(wǎng)電價(jià)政策也必須進(jìn)行調(diào)整，以確保其不會(huì)作為消費(fèi)者和生產(chǎn)者被重復(fù)收費(fèi)。最后，市場(chǎng)機(jī)制的設(shè)計(jì)必須從傳統(tǒng)技術(shù)的屬性演變?yōu)楸３旨夹g(shù)中立。
確保電力系統(tǒng)充裕度
需要額外措施
政策制定者有責(zé)任為電力系統(tǒng)設(shè)定理想的可靠性標(biāo)準(zhǔn)，并確保有相關(guān)配套機(jī)制來(lái)滿足這一標(biāo)準(zhǔn)。如果沒(méi)有正確地評(píng)價(jià)所有的市場(chǎng)服務(wù)，電力批發(fā)市場(chǎng)可能無(wú)法為保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的主體提供充足的激勵(lì)措施。即使電力批發(fā)市場(chǎng)放寬了價(jià)格限制（如價(jià)格上限），如果需要采購(gòu)的容量沒(méi)有得到合適的估值，就會(huì)出現(xiàn)資金缺口，甚至導(dǎo)致投資不足。
有三種政策工具可以幫助解決“缺錢”的問(wèn)題：能源價(jià)格加成、容量支付和監(jiān)管采購(gòu)。能源價(jià)格加成通過(guò)在容量短缺期間允許價(jià)格超過(guò)可變成本，將獲取容量?jī)?chǔ)備的成本嵌入批發(fā)市場(chǎng)。獎(jiǎng)勵(lì)在短缺時(shí)期對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行有直接貢獻(xiàn)的容量，會(huì)刺激對(duì)該容量類型的投資。容量支付是由監(jiān)管機(jī)構(gòu)預(yù)先確定費(fèi)用并支付給容量供應(yīng)商，接受容量固定補(bǔ)償?shù)碾姀S可以繼續(xù)參與現(xiàn)貨市場(chǎng)。這些支付有效減少了能源市場(chǎng)緊張時(shí)可能出現(xiàn)的波動(dòng)。監(jiān)管采購(gòu)，即公用事業(yè)公司被授權(quán)提前簽訂足夠的能源合同，以滿足一部分預(yù)測(cè)需求，也可以通過(guò)提供更長(zhǎng)期的激勵(lì)，在支持系統(tǒng)充裕度方面發(fā)揮重要作用。
零售市場(chǎng)需要鼓勵(lì)
高效行為同時(shí)
保護(hù)消費(fèi)者
若想確保電力批發(fā)市場(chǎng)的利益?zhèn)鬟f給最終消費(fèi)者，運(yùn)轉(zhuǎn)良好的電力零售市場(chǎng)至關(guān)重要。鑒于大多數(shù)零售客戶在日常消費(fèi)中不愿直接與能源價(jià)格發(fā)生互動(dòng)，零售商在電力行業(yè)發(fā)揮著關(guān)鍵作用——代表客戶管理和分散風(fēng)險(xiǎn)。電力市場(chǎng)的新形勢(shì)正在改變零售商面臨的風(fēng)險(xiǎn)類型。近期發(fā)生的天然氣價(jià)格飆升（許多市場(chǎng)的電價(jià)由天然氣決定）、極端天氣事件等，都使消費(fèi)者和零售商面臨始料未及的高額電費(fèi)。
零售市場(chǎng)可以在降低電力系統(tǒng)成本的同時(shí)保護(hù)消費(fèi)者。如用戶側(cè)容量訂購(gòu)法等創(chuàng)新電價(jià)機(jī)制，既可以保護(hù)作為消費(fèi)者的市場(chǎng)主體的利益，也能夠通過(guò)技術(shù)手段管理高峰時(shí)的用電需求。這些措施對(duì)客戶體驗(yàn)的影響微乎其微，比如電動(dòng)汽車的智能充電或家電的激活。而傾向于完全規(guī)避市場(chǎng)波動(dòng)影響的用戶，也應(yīng)能夠通過(guò)可靠的供應(yīng)商為相應(yīng)服務(wù)選擇固定費(fèi)率。
系統(tǒng)規(guī)劃是
電力市場(chǎng)的基礎(chǔ)
電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型是清潔能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)既定的氣候目標(biāo)，電力系統(tǒng)將需要更大規(guī)模的電網(wǎng)，以及更多、更好地整合低碳資源（包括需求方的參與）。電力行業(yè)規(guī)劃提供了關(guān)于電力系統(tǒng)長(zhǎng)期需求的信息，因此可以引導(dǎo)競(jìng)爭(zhēng)性投資。因?yàn)橛兄诖_定對(duì)市場(chǎng)設(shè)計(jì)的必要改進(jìn)，這些規(guī)劃還支撐了相關(guān)政策的制訂。
電力系統(tǒng)規(guī)劃是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要考慮到大量的系統(tǒng)不確定性；時(shí)間跨度越長(zhǎng)，系統(tǒng)不確定性的數(shù)量和范圍往往越大。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)模式高度集中且技術(shù)性較強(qiáng)，而時(shí)下的新模式已經(jīng)發(fā)展到讓廣泛的利益相關(guān)者（早期或經(jīng)常）參與到未來(lái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。
作為合作框架，綜合協(xié)調(diào)規(guī)劃匯集了電力行業(yè)和其他行業(yè)許多利益相關(guān)者的優(yōu)勢(shì)和信息。它有助于確保規(guī)劃的穩(wěn)健性和規(guī)則的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，從而支持電力系統(tǒng)脫碳。有效的綜合協(xié)調(diào)規(guī)劃的主要特征是：將電力系統(tǒng)作為一個(gè)整體考慮（包括與其他行業(yè)的整合），激勵(lì)有助于實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)的所有解決方案，保持透明度并讓利益相關(guān)方參與其中，應(yīng)對(duì)未來(lái)可能發(fā)生的廣泛風(fēng)險(xiǎn)及系統(tǒng)不確定性因素（如極端天氣等）。此外，應(yīng)該確立相關(guān)機(jī)制，確保規(guī)劃、政策制定和市場(chǎng)設(shè)計(jì)之間的正向反饋，以便實(shí)現(xiàn)逐步擴(kuò)大的脫碳目標(biāo)。
（本文編譯自IEA官方報(bào)告《Steering electricity markets towards a rapid decarbonisation》）
本文刊載于《中國(guó)電力企業(yè)管理》2022年10期，編譯者李天嬌系本刊記者
