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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(yīng)對這種波動，調(diào)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(diào)節(jié)資源缺乏調(diào)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(diào)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(guān)重要。
具體來看，新能源高占比導(dǎo)致電力系統(tǒng)容量調(diào)節(jié)需求增加的原因主要有兩個：一方面，新能源預(yù)測難度大，給系統(tǒng)容量規(guī)劃帶來挑戰(zhàn)。即使預(yù)測技術(shù)不斷提升，其間歇性還是難以完全消除。這需要備用調(diào)節(jié)資源具有足夠的容量來應(yīng)對預(yù)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(fēng)電受地域影響，不同地區(qū)風(fēng)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(jīng)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(fēng)險。隨著低短期邊際成本的電力涌入電網(wǎng)，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(diào)節(jié)性電源長期運營，煤電提前退出會造成系統(tǒng)可調(diào)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(jīng)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(shè)作為重要工作之一，以適應(yīng)高比例可再生能源時代的需求。
容量補償?shù)哪Ｊ?、特點和復(fù)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(jīng)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(yīng)，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(dǎo)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(shè)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(wù)模式、戰(zhàn)略備用模式和可靠性期權(quán)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(wù)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(wù)合同，對可調(diào)用容量付費；可靠性期權(quán)模式是系統(tǒng)運營商或者負荷服務(wù)商向資源擁有者購買一定時段的調(diào)用權(quán)。
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(wù)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(quán)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(jié)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(yīng)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(shè)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(shè)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?、對用戶電價的影響、政策實施的復(fù)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(yīng)、儲能等多種資源，對新技術(shù)參與設(shè)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(jīng)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(shè)備——如需求響應(yīng)和儲能等的容量價值主要通過容量拍賣前的預(yù)估確定。例如，需求響應(yīng)資源減少用電量的潛力會通過預(yù)先測試確定其在峰谷時段內(nèi)可提供的最大負荷調(diào)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(yīng)速度等技術(shù)參數(shù)，預(yù)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(cè)，要求獲得容量補償?shù)陌l(fā)電企業(yè)在供電時段內(nèi)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(yīng)和儲能的容量資格，明確調(diào)用基準、考核要求等，以在高峰時段調(diào)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(shù)設(shè)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(chǎn)品。不論技術(shù)類型如何，關(guān)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(yīng)該是具備這一效果的各類資源。
從國外經(jīng)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(shù)的容量補償也需要審慎設(shè)定，確保其增強系統(tǒng)靈活性的同時不產(chǎn)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(guān)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(diào)節(jié)價值。這一舉措對促進煤電改造調(diào)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(wù)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(diào)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(nèi)建立統(tǒng)一的容量補償機制奠定了政策基礎(chǔ)。
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(dǎo)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(shè)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(diào)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(fēng)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(shè)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(shè)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(diào)節(jié)能力的需求。這反映了煤電正加速向調(diào)峰電源轉(zhuǎn)型的趨勢。未來補償范圍也應(yīng)逐步擴大到更多經(jīng)過驗證可有效提供容量價值的資源，再結(jié)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(dǎo)性的嘗試。未來還需繼續(xù)推進電力市場建設(shè)，不斷完善容量補償范圍、調(diào)整價格機制、明確費用分擔、提高監(jiān)管效能等，以形成科學(xué)系統(tǒng)、公平高效的容量補償長效機制，更好地服務(wù)電力體制改革進程和能源轉(zhuǎn)型大局。
發(fā)電容量補償機制展望
建立科學(xué)合理的容量補償機制是電力市場化改革的重要內(nèi)容，也是應(yīng)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(jīng)驗，并結(jié)合我國電力行業(yè)的具體情況。
從長遠看，隨著適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的電力市場機制建設(shè)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(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：
第一，核算容量需求曲線。這需要預(yù)測不同電價下用戶的容量需求，并將其轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)購買容量的需求曲線，應(yīng)能反映電力供需和容量價格之間的關(guān)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(diào)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(shù)特性，提供差異化的容量補償模式。
第三，構(gòu)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(diào)容量補償機制與其他政策的關(guān)系，如與碳市場、可再生能源政策的關(guān)系。
我國正處在能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，容量補償機制的設(shè)計需要兼顧改革進程和技術(shù)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(nèi)的各類新資源的容量潛力，助力“雙碳”目標以更高效經(jīng)濟的方式實現(xiàn)。
