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新能源時代容量補償?shù)钠惹行枨?/strong>
隨著可再生能源比例的快速提高，電力系統(tǒng)面臨比從前更大的不確定性。如果僅靠傳統(tǒng)的煤電等資源來應對這種波動，調峰成本會過高。而當前的電價機制通常只能反映電量價值，對容量價值的補償不足，這使得煤電及其他可調節(jié)資源缺乏調峰的動力，會抑制新能源的消納空間。因此，建立容量補償機制，對可提供容量價值的各類資源進行有效激勵，使其在系統(tǒng)需要容量調節(jié)時發(fā)揮作用，對于新能源高占比電力系統(tǒng)的運營穩(wěn)定性至關重要。
具體來看，新能源高占比導致電力系統(tǒng)容量調節(jié)需求增加的原因主要有兩個：一方面，新能源預測難度大，給系統(tǒng)容量規(guī)劃帶來挑戰(zhàn)。即使預測技術不斷提升，其間歇性還是難以完全消除。這需要備用調節(jié)資源具有足夠的容量來應對預測誤差。另一方面，新能源高峰時段的可利用性較差。光伏發(fā)電受時間影響，發(fā)電高峰相對固定，難以與負荷高峰時段完全匹配；風電受地域影響，不同地區(qū)風電輸出高峰錯開的可能性大，且存在較大波動性。這意味著新能源可能無法在用電高峰時提供足夠的可用容量，而在用電低谷時段又可能會擠占其他電源的經濟出力空間。
面對上述挑戰(zhàn)，如果不能建立起有效的容量補償激勵機制，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行就會面臨風險。隨著低短期邊際成本的電力涌入電網，現(xiàn)貨市場的低價出清時段會頻繁出現(xiàn)，可能不足以支撐煤電機組為主的調節(jié)性電源長期運營，煤電提前退出會造成系統(tǒng)可調節(jié)容量下降。這種局面既不利于保持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，也不利于新能源的經濟消納。因此，全球多個國家和地區(qū)已基于此推出了各具特色的容量補償機制改革方案。這些改革不僅增加了電力系統(tǒng)運營的靈活性，還進一步促進了可再生能源的發(fā)展。我國電力體制改革也將推進容量補償機制建設作為重要工作之一，以適應高比例可再生能源時代的需求。
容量補償?shù)哪Ｊ健⑻攸c和復雜性
發(fā)電容量補償理論是電力市場理論的一部分，至今已經歷了多個發(fā)展階段。發(fā)電容量補償機制的運行基于電力系統(tǒng)的以下幾個特點：
1) 電力負荷存在周期性波動，高峰期對系統(tǒng)容量提出更高要求。
2) 可再生能源發(fā)電具有不確定性，其輸出波動會加劇系統(tǒng)容量需求的波動性。
3) 電源投資存在長期鎖定效應，需要考慮未來多年甚至數(shù)十年的容量規(guī)劃。
4) 電力市場中常存在“Missing Money”（收益缺口）問題，使得電量價格難以為電源提供足夠的投資回報。
由于上述特點的存在，電力企業(yè)在進行發(fā)電投資時，會基于平均負荷水平判斷，而忽略峰谷差異帶來的額外容量需求。這會導致高峰時段系統(tǒng)容量不足。而電量價格又無法彌補這部分成本缺口。發(fā)電容量補償機制可以提供額外的容量收入，彌補電源企業(yè)提供備用容量的投資成本，從而激勵其考慮峰谷需求差異，投資建設足夠的發(fā)電容量。
發(fā)電容量補償機制可分為容量市場模式、容量義務模式、戰(zhàn)略備用模式和可靠性期權模式。容量市場模式是通過集中交易形成容量價格信號，電源企業(yè)根據(jù)自身成本狀況參與競價并獲得容量收入；容量義務模式是政府強制要求電源企業(yè)按一定比例保有備用容量；戰(zhàn)略備用模式是指運營商與特定電廠簽訂備用服務合同，對可調用容量付費；可靠性期權模式是系統(tǒng)運營商或者負荷服務商向資源擁有者購買一定時段的調用權。
這幾種模式各有優(yōu)劣：容量市場模式市場化程度高，但對交易平臺要求高；容量義務模式實施簡單，但不靈活。戰(zhàn)略備用模式運營商可控性強，但涉及直接交易；可靠性期權模式引入了市場競爭，但激勵作用有限。在不同改革階段可以采用不同模式，或者結合使用以兼顧改革進程和資源配置優(yōu)化，但目的都是提前確定價格，激勵備用容量投入，改善電力供需平衡。
通過市場化的容量價格形成機制和嚴格的容量履約考核措施，可以確保獲得補償?shù)碾娫雌髽I(yè)提供所承諾的可用容量。這為電力系統(tǒng)提供了應對高峰的能力，也為電源企業(yè)提供了穩(wěn)定的投資回報。在實際操作中，不同類型電源的容量補償機制可以進行差異化設計，但核心思路均遵循提前激勵投資，確?？捎萌萘康囊恢略瓌t。據(jù)此，可以嘗試從以下幾個方面設計發(fā)電容量補償機制的評估指標，主要包括：提高系統(tǒng)靈活性的效果、對電源企業(yè)投資激勵的作用、不同電源獲得補償?shù)墓叫浴τ脩綦妰r的影響、政策實施的復雜程度、監(jiān)管能力需求等。
國外容量補償機制得失
英國于2014年建立了容量市場，是較早開展容量補償改革的國家之一。其容量市場覆蓋了火電、可再生能源、需求響應、儲能等多種資源，對新技術參與設置了較低門檻。拍賣獲得容量協(xié)議的資源需要在緊缺時段提供容量。英國的經驗顯示，容量市場可以有效提高系統(tǒng)靈活性，但補償范圍過廣也存在一定爭議。在英國容量市場中，非發(fā)電設備——如需求響應和儲能等的容量價值主要通過容量拍賣前的預估確定。例如，需求響應資源減少用電量的潛力會通過預先測試確定其在峰谷時段內可提供的最大負荷調節(jié)量，并據(jù)此折算為等效的發(fā)電容量進行拍賣；儲能裝置也會根據(jù)儲能系統(tǒng)的充放電能力、響應速度等技術參數(shù)，預估其可提供的等效發(fā)電容量并參與容量拍賣。
美國PJM電力市場從2007年開始建立RPM（Reliability Pricing Model，可靠性定價模型）容量市場。該市場僅面向發(fā)電側，要求獲得容量補償?shù)陌l(fā)電企業(yè)在供電時段內提供與其競拍獲得的容量證書數(shù)量相匹配的實際發(fā)電容量，同時還建立了嚴格的容量考核機制，強化履約動力。該模式改善了PJM區(qū)域電力供需狀況，但也存在過度補償?shù)膯栴}。PJM市場目前也在探討放開需求響應和儲能的容量資格，明確調用基準、考核要求等，以在高峰時段調用非發(fā)電資源，并評估其等效容量貢獻。
由此可見，容量市場中并不是簡單購買某類技術設備的容量，而是通過衡量不同資源對系統(tǒng)容量需求的滿足程度，按效果購買容量產品。不論技術類型如何，關鍵是在需求高峰時提供減負荷的等效容量。這也體現(xiàn)了容量補償機制的目的在于激勵更多可用容量投入到電力系統(tǒng)中，購買對象應該是具備這一效果的各類資源。
從國外經驗看，理想的容量補償機制需要在電源范圍、價格機制、履約檢查等方面找到最優(yōu)平衡點。對新技術的容量補償也需要審慎設定，確保其增強系統(tǒng)靈活性的同時不產生新的市場扭曲。
煤電容量補償著眼當下、謀局未來
隨著2023年11月《關于建立煤電容量電價機制的通知》的發(fā)布，我國煤電容量補償機制得以確立。該機制實行兩部制電價，新增容量電價以補償煤電的系統(tǒng)調節(jié)價值。這一舉措對促進煤電改造調峰和保障電力安全具有重要意義。容量電價可以提高煤電靈活性，使之更好服務于系統(tǒng)需求而非追求發(fā)電量最大化，同時可為煤電提供長期投資激勵，讓其獲得一定的收入保障。該機制也提高了用戶分擔調節(jié)成本的公平性。這是兩部制電價在主力電源上的重要嘗試，為后續(xù)在更廣范圍內建立統(tǒng)一的容量補償機制奠定了政策基礎。
當然，這次煤電容量補償機制的出臺，更多是立足解決當下的矛盾與困難，政策具有明確的適用場景和時間窗口，距離真正成為長效性的容量補償機制，還存在一些值得進一步完善與改進的地方：
第一，煤電容量補償機制中不同省市之間的容量電價標準存在較大差異，容量電價回收固定成本的比例一些地方為30%，一些為50%。這種容量電價標準不統(tǒng)一的情況，如果長期存在，很可能會導致跨區(qū)域之間的煤電資源配置出現(xiàn)一定的失衡與扭曲。未來需要依托全國電力市場的建設進程，逐步統(tǒng)一補償標準，降低區(qū)域間的政策差異。
第二，跨省跨區(qū)煤電容量補償電費的分攤機制還不夠明確，不同區(qū)域之間如何合理分配容量調節(jié)成本在機制上還不清晰。未來需要進一步明確跨區(qū)域容量補償費用分攤的計算方式，使之更加公平合理，減少糾紛風險。
第三，在現(xiàn)貨市場體系尚不完善的情況下，煤電容量補償電價的形成也面臨一定監(jiān)管難度。在缺乏通過競爭性市場交易形成的價格信號的支撐時，政府部門很難判斷容量補償?shù)臉藴适欠襁m當。未來隨著現(xiàn)貨市場建設持續(xù)推進，可以引入市場化機制優(yōu)化容量價格的形成，也有助于降低監(jiān)管難度。
第四，雖然此次政策僅針對煤電容量進行補償，但設計的出發(fā)點還是立足滿足電力系統(tǒng)對長期可靠的靈活調節(jié)能力的需求。這反映了煤電正加速向調峰電源轉型的趨勢。未來補償范圍也應逐步擴大到更多經過驗證可有效提供容量價值的資源，再結合既有的抽蓄兩部制電價規(guī)定，“由點到面”統(tǒng)籌形成系統(tǒng)化的容量補償機制。
可以看出，這次的煤電容量電價機制是一種先導性的嘗試。未來還需繼續(xù)推進電力市場建設，不斷完善容量補償范圍、調整價格機制、明確費用分擔、提高監(jiān)管效能等，以形成科學系統(tǒng)、公平高效的容量補償長效機制，更好地服務電力體制改革進程和能源轉型大局。
發(fā)電容量補償機制展望
建立科學合理的容量補償機制是電力市場化改革的重要內容，也是應對可再生能源高滲透的重要舉措。這既需要立足電力系統(tǒng)的基本運行規(guī)律，也需要借鑒發(fā)達國家的改革經驗，并結合我國電力行業(yè)的具體情況。
從長遠看，隨著適應新型電力系統(tǒng)的電力市場機制建設的深入，容量補償模式也將不斷進化，將更多類型的資源納入其中。未來的容量補償機制有待進一步完善的幾個關鍵環(huán)節(jié)包括：
第一，核算容量需求曲線。這需要預測不同電價下用戶的容量需求，并將其轉化為系統(tǒng)購買容量的需求曲線，應能反映電力供需和容量價格之間的關系，為后續(xù)的補償定價提供依據(jù)。
第二，細化容量補償范圍及標準。明確不同類型電源提供容量的計量方法，將更多新興的可調節(jié)資源如儲能、虛擬電廠納入補償范圍，同時還需考慮不同電源的技術特性，提供差異化的容量補償模式。
第三，構建市場化的容量價格形成機制。隨著電力現(xiàn)貨市場的發(fā)展，可以引入集中競價的容量市場，形成市場化的容量價格。
第四，健全容量檢查考核制度。通過必要的懲罰措施確保電源企業(yè)履約，同時防止虛報容量等問題。
第五，協(xié)調容量補償機制與其他政策的關系，如與碳市場、可再生能源政策的關系。
我國正處在能源轉型的關鍵期，容量補償機制的設計需要兼顧改革進程和技術發(fā)展。只有深化理論研究、積極探索實踐，持續(xù)完善補償機制，才能激活更多包括可再生能源在內的各類新資源的容量潛力，助力“雙碳”目標以更高效經濟的方式實現(xiàn)。
