中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)中重視發(fā)電容量充裕度機(jī)制已是共識(shí)，但目前對(duì)于發(fā)電容量充裕度機(jī)制在形式上還存在爭(zhēng)議：首先，發(fā)電容量充裕度機(jī)制的類型多，缺乏統(tǒng)一的定義、分類方法；其次，在不同方法的優(yōu)劣、適應(yīng)條件方面，沒(méi)有達(dá)成一致的最佳解決方案。還有一些地方把中長(zhǎng)期合約、差價(jià)合約等也看作特殊的發(fā)電容量充裕度機(jī)制。本文對(duì)發(fā)電容量充裕度機(jī)制的相關(guān)理論方法和實(shí)踐進(jìn)行討論，探討對(duì)我國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)的啟示。
概述
新型電力系統(tǒng)及電力市場(chǎng)環(huán)境下，發(fā)電容量充裕度機(jī)制（Capacity Adequacy Mechanism，CAM）是重要的，但存在爭(zhēng)議的、尚未有一致認(rèn)可的最佳解決方案是其面臨的最大問(wèn)題。CAM的目標(biāo)是保證電力系統(tǒng)發(fā)電容量的充裕性，簡(jiǎn)稱容量充裕性（Capacity Adequacy，CA）。一般來(lái)說(shuō)，CA包括兩方面的含義或目標(biāo)：一是滿足相關(guān)目標(biāo)，二是成本最低。其中，目標(biāo)包括供電可靠、電力系統(tǒng)安全、綠色低碳等，實(shí)現(xiàn)方式包括總?cè)萘康目刂坪筒煌愋桶l(fā)電結(jié)構(gòu)的控制。電力系統(tǒng)提供電能量的資源除了發(fā)電機(jī)組，還有純能量市場(chǎng)、虛擬電廠等，為簡(jiǎn)化描述，本文統(tǒng)一以“發(fā)電”表示。
廣義講，所有促進(jìn)發(fā)電成本回收、保證發(fā)電供給的機(jī)制，都屬于CAM。狹義講，CAM是在正常的市場(chǎng)交易和價(jià)格機(jī)制之外設(shè)計(jì)的，促進(jìn)CA的輔助機(jī)制。CAM可分為兩大類：純能量市場(chǎng)（Energy-Only Market，EOM）和容量機(jī)制（Capacity Mechanism，CM）。其中，EOM下，發(fā)電的收入僅來(lái)自發(fā)電或備用等輔助服務(wù)，不會(huì)僅僅因?yàn)榫哂邪l(fā)電能力而得到補(bǔ)償。CM下，發(fā)電能力在電能量市場(chǎng)之外可以獲得額外的補(bǔ)償。容量市場(chǎng)和容量補(bǔ)償是最典型、常見(jiàn)的兩種CM。此外，常見(jiàn)的CM還有戰(zhàn)略備用、分散式容量義務(wù)、可靠性期權(quán)等。
電力市場(chǎng)為什么需要進(jìn)行CAM設(shè)計(jì)？
對(duì)于一般的商品市場(chǎng)，并不需要單獨(dú)設(shè)計(jì)保障商品充足供應(yīng)的機(jī)制，因?yàn)?，在完美的市?chǎng)中，市場(chǎng)這只無(wú)形的手會(huì)自動(dòng)促進(jìn)供應(yīng)側(cè)的投資和運(yùn)行，驅(qū)使短期、長(zhǎng)期供需的平衡，促使社會(huì)福利最大化的實(shí)現(xiàn)。這里的完美市場(chǎng)指完全競(jìng)爭(zhēng)、信息對(duì)稱、無(wú)交易成本。
但在電力市場(chǎng)中，電能量產(chǎn)品的供應(yīng)、社會(huì)福利最大的均衡結(jié)果很難自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，常常需要設(shè)置單獨(dú)的CAM，特別是在新型電力系統(tǒng)下。其主要原因包括：市場(chǎng)不完美、擱淺成本回收及市場(chǎng)初期的CA問(wèn)題。
完美市場(chǎng)中生產(chǎn)者固定成本的回收機(jī)制
完美市場(chǎng)中，生產(chǎn)者通過(guò)稀缺價(jià)格機(jī)制回收固定成本：在需求高、供應(yīng)緊張的時(shí)段，價(jià)格高于生產(chǎn)產(chǎn)品的變動(dòng)成本，甚至遠(yuǎn)高于變動(dòng)成本，生產(chǎn)者獲得短期租金，用來(lái)回收固定成本。這個(gè)產(chǎn)品價(jià)格高于變動(dòng)成本的“加價(jià)”，也稱為“稀缺加價(jià)”，形成生產(chǎn)者的“短期租金”。
完美市場(chǎng)中，電力市場(chǎng)加價(jià)或短期租金的水平主要由市場(chǎng)的長(zhǎng)期均衡決定：供大于求時(shí)，短期租金無(wú)法覆蓋全部固定成本，發(fā)電虧損，市場(chǎng)引導(dǎo)容量適當(dāng)退出；供需平衡時(shí)，短期租金正好覆蓋固定成本，發(fā)電盈虧平衡，市場(chǎng)平穩(wěn)發(fā)展；供不應(yīng)求時(shí)，短期租金高于固定成本，發(fā)電獲得超額利潤(rùn)，激勵(lì)新的投資。不同時(shí)段的加價(jià)除了與生產(chǎn)者的固定成本有關(guān)，主要受到消費(fèi)者的需求彈性的影響：根據(jù)“拉姆齊”定理，不同時(shí)段的加價(jià)之比與需求彈性之比成反比。
導(dǎo)致電力市場(chǎng)不完美競(jìng)爭(zhēng)的因素
完美市場(chǎng)中，基于市場(chǎng)化的、自由的稀缺加價(jià)的固定成本回收機(jī)制沒(méi)有問(wèn)題，長(zhǎng)期均衡下總的短期租金應(yīng)正好等于總固定成本。但是在電力市場(chǎng)中，多種因素可能造成市場(chǎng)的不完美，因此，基于純粹市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的EOM無(wú)法保證發(fā)電成本的回收，進(jìn)而也無(wú)法保證容量的充裕性。
首先，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不夠充分，包括需求側(cè)和供給側(cè)兩方面的原因。在需求側(cè)，需求彈性小，或者缺乏反映需求彈性的渠道和手段。電力用戶需求彈性小的說(shuō)法其實(shí)不是很準(zhǔn)確，或者說(shuō)不是很全面。一些用戶在一些情況下的電力需求彈性可能很大。之所以很多人感覺(jué)電力的需求彈性很小，其實(shí)是由于用戶側(cè)缺乏響應(yīng)的動(dòng)力或能力。又有多個(gè)方面的因素會(huì)造成這個(gè)結(jié)果，比如用戶沒(méi)有安裝實(shí)時(shí)計(jì)量電表，電力市場(chǎng)沒(méi)有實(shí)施實(shí)時(shí)電價(jià)機(jī)制，電力市場(chǎng)有實(shí)時(shí)電價(jià)但用戶無(wú)法獲得或沒(méi)有按實(shí)時(shí)電價(jià)結(jié)算等。計(jì)量的問(wèn)題可以通過(guò)技術(shù)的進(jìn)步來(lái)解決，實(shí)時(shí)電價(jià)機(jī)制可通過(guò)現(xiàn)貨市場(chǎng)的建立來(lái)解決，而要讓用戶側(cè)直接面對(duì)實(shí)時(shí)電價(jià)，則需要電力市場(chǎng)，特別是零售市場(chǎng)的相關(guān)安全、風(fēng)險(xiǎn)控制機(jī)制的建立和健全，特別是在基本用電保障及長(zhǎng)期控制電價(jià)水平風(fēng)險(xiǎn)方面的機(jī)制，避免用戶基本用電無(wú)法保證，以及用戶電費(fèi)出現(xiàn)過(guò)大的波動(dòng)。分散式容量義務(wù)、可靠性期權(quán)都可以作為實(shí)現(xiàn)這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)控制目標(biāo)而制定的機(jī)制。
在供給側(cè)，集中度大、競(jìng)爭(zhēng)不充分。即使用戶側(cè)缺乏彈性或響應(yīng)能力不足，如果供給側(cè)有充分的競(jìng)爭(zhēng)，也可以通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制引導(dǎo)出合適的、不同時(shí)段的稀缺加價(jià)，促使發(fā)電固定成本的合理回收。但是，如果供應(yīng)側(cè)有較大的市場(chǎng)力，發(fā)電資源具有將一些時(shí)段的價(jià)格抬高到超過(guò)長(zhǎng)期均衡下的短期價(jià)格水平的能力。電力市場(chǎng)中，以下三個(gè)方面的原因可能會(huì)提高發(fā)電側(cè)的市場(chǎng)力：一是發(fā)電機(jī)組投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)；二是發(fā)電企業(yè)數(shù)目少，發(fā)電的投資和運(yùn)營(yíng)集中度大；三是相關(guān)信息不夠透明和公開(kāi)，市場(chǎng)主體掌握的信息不對(duì)稱。對(duì)于第一個(gè)方面的原因，分布式發(fā)電的發(fā)展可以降低其影響，但是如果分布式發(fā)電仍然由少數(shù)發(fā)電集團(tuán)投資和控制，將仍然存在實(shí)際的市場(chǎng)力；對(duì)于第二個(gè)方面的原因，可通過(guò)重組、建立支持小型企業(yè)發(fā)展和參與市場(chǎng)的機(jī)制、增加需求響應(yīng)和虛擬電廠等主體類型的方式來(lái)解決；對(duì)于第三個(gè)方面的原因，可通過(guò)完善、推進(jìn)信息公開(kāi)等來(lái)解決。
其次，供電常被看作一種基礎(chǔ)公共服務(wù)，并有多方面的外部性。電力的保供和穩(wěn)價(jià)常常被認(rèn)為是政府的一種責(zé)任，因此，政府會(huì)對(duì)電力的生產(chǎn)、交易、價(jià)格及相關(guān)企業(yè)的收益等進(jìn)行干預(yù)，進(jìn)而可能影響電價(jià)的水平和結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不完美。這些干預(yù)會(huì)造成多方面的后果：某些市場(chǎng)主體本應(yīng)收回的成本無(wú)法回收、扭曲市場(chǎng)價(jià)格、增加市場(chǎng)力等。另外，電力有環(huán)境、安全等多方面的外部性，相關(guān)價(jià)值無(wú)法通過(guò)自由市場(chǎng)體現(xiàn)，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的電價(jià)無(wú)法保證所有資源固定成本的合理回收。
最后且最重要的一個(gè)方面，電力市場(chǎng)機(jī)制和政策可能不完善，存在市場(chǎng)失靈或政策失靈，導(dǎo)致一些本應(yīng)通過(guò)市場(chǎng)回收的成本無(wú)法回收。導(dǎo)致市場(chǎng)失靈或政策失靈的原因包括：產(chǎn)品體系不完善（如某種調(diào)節(jié)價(jià)值無(wú)法體現(xiàn)）、交易體系不完善（造成市場(chǎng)流動(dòng)性差，一些風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法規(guī)避）、價(jià)格形成機(jī)制不完善（如過(guò)低的價(jià)格上限、不合理的價(jià)格結(jié)構(gòu)）、信息不充分和不對(duì)稱（包括信息公開(kāi)不夠、信息成本高）、交易成本高、市場(chǎng)力監(jiān)控措施不完善、相關(guān)政策的意外效果等。其中，政策的意外效果是指，為了解決某個(gè)問(wèn)題的政策，可能帶來(lái)一些意外的效果，包括部分發(fā)電資源的收入不足。比如，為了促進(jìn)新能源的發(fā)展，對(duì)新能源發(fā)電企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼，但在一些補(bǔ)貼機(jī)制下，可能導(dǎo)致電能量市場(chǎng)價(jià)格的降低，進(jìn)而導(dǎo)致傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組收入不足。
其他需要容量機(jī)制的情況
擱淺成本問(wèn)題。一些發(fā)電資源是在市場(chǎng)化改革前建設(shè)的，其投資建設(shè)不完全是市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)前的電源結(jié)構(gòu)不一定是最優(yōu)的。因此，在自由的市場(chǎng)下，一些改革前建設(shè)的發(fā)電資源可能無(wú)法將全部成本回收，這部分差額的成本即為擱淺成本。從公平的角度看，應(yīng)該有相關(guān)機(jī)制來(lái)保證擱淺成本的回收。
發(fā)電容量不充裕。即使已經(jīng)設(shè)計(jì)了完美的市場(chǎng)和政策機(jī)制，但由于當(dāng)前的電力系統(tǒng)是在歷史的市場(chǎng)條件及政策體系下形成的，可能存在發(fā)電容量不足的問(wèn)題。因此，為了確保當(dāng)前電力的安全可靠供應(yīng)，促進(jìn)相關(guān)發(fā)電的投資，需要設(shè)計(jì)CAM，以解決當(dāng)前的容量充裕度問(wèn)題，如通過(guò)戰(zhàn)略備用機(jī)制給準(zhǔn)備退役的電廠補(bǔ)償，以增加發(fā)電容量供給。對(duì)解決這個(gè)問(wèn)題的容量機(jī)制，需要在相關(guān)容量充裕度問(wèn)題解決后及時(shí)退出。
典型的容量充裕機(jī)制
稀缺定價(jià)機(jī)制。稀缺定價(jià)（Scarcity Pricing，SC）機(jī)制下，在電力稀缺的時(shí)段電能量?jī)r(jià)格上漲，使得發(fā)電資源獲得額外的收益用來(lái)收回固定成本。稀缺定價(jià)機(jī)制下，不應(yīng)對(duì)電能量設(shè)置價(jià)格上限，而應(yīng)采用基于稀缺定價(jià)的純能量市場(chǎng)機(jī)制（EOM with scarcity pricing）。以一個(gè)簡(jiǎn)單系統(tǒng)為例，說(shuō)明稀缺價(jià)格的形成機(jī)制。假設(shè)如下場(chǎng)景：某個(gè)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量為1000兆瓦，每兆瓦容量每天需要回收的固定成本為2400元，發(fā)電的變動(dòng)成本為350元/兆瓦時(shí)；負(fù)荷分為峰、谷兩種時(shí)段，一年中，峰、谷時(shí)段的比為1∶23，即一年有365或366小時(shí)的峰荷時(shí)段；在未設(shè)價(jià)格上限的稀缺定價(jià)機(jī)制下，一種市場(chǎng)均衡的結(jié)果是：峰、谷時(shí)段的電能量?jī)r(jià)格分別為2750元/兆瓦時(shí)和350元/兆瓦時(shí)，該機(jī)組的出力分別為1000兆瓦和200兆瓦。對(duì)含1小時(shí)峰時(shí)段、23小時(shí)谷時(shí)段的24個(gè)小時(shí)，該機(jī)組獲得的短期租金為240萬(wàn)元，正好回收成本。需要注意的是，上述的均衡結(jié)果是在市場(chǎng)的供給能力即發(fā)電裝機(jī)容量和電力需求基本匹配的情況下得到的。在其他情況下，可能有其他的均衡結(jié)果：供大于求，即在裝機(jī)容量過(guò)剩情況下，市場(chǎng)均衡下峰時(shí)段的價(jià)格可能無(wú)法達(dá)到2750元/兆瓦時(shí)，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的固定成本無(wú)法全部回收；供不應(yīng)求，即在裝機(jī)容量短缺情況下，市場(chǎng)均衡下峰、谷時(shí)段的價(jià)格可能分別超過(guò)2750元/兆瓦時(shí)、350元/兆瓦時(shí)，從而使得發(fā)電機(jī)組獲得超額的利潤(rùn)。另外，這里所說(shuō)的均衡，主要強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)中的主體是能動(dòng)的，其在市場(chǎng)中的行為會(huì)隨其他市場(chǎng)主體的行為及市場(chǎng)價(jià)格的變化而變化，市場(chǎng)主體之間的利益是相關(guān)的、存在博弈的關(guān)系。完美市場(chǎng)中，稀缺定價(jià)機(jī)制理論上可以引導(dǎo)充足、合理的發(fā)電投資，保證發(fā)電容量的充裕性。
具有價(jià)格上限的稀缺定價(jià)機(jī)制（EOM with a Price Cap，EOMPC）。實(shí)際電力市場(chǎng)中，即使采用EOM模式，一般仍然會(huì)對(duì)電能量?jī)r(jià)格設(shè)置一個(gè)上限，即EOMPC模式。長(zhǎng)期看，只要這個(gè)價(jià)格上限不至于過(guò)低，并不會(huì)影響發(fā)電資源長(zhǎng)期的總收益，但可能會(huì)影響不同時(shí)段之間的價(jià)格關(guān)系：發(fā)電企業(yè)會(huì)通過(guò)抬高未達(dá)到價(jià)格上限時(shí)段的電能量?jī)r(jià)格來(lái)回收本該在高于價(jià)格上限時(shí)段回收的成本。仍以上面的系統(tǒng)為例，假設(shè)市場(chǎng)設(shè)置了價(jià)格上限，為1600元/兆瓦時(shí)，則峰時(shí)段每兆瓦時(shí)發(fā)電的收入減少1150元。發(fā)電企業(yè)如果存在市場(chǎng)力，可通過(guò)將谷時(shí)段的價(jià)格抬高到600元/兆瓦時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)全成本回收的目的：谷段抬升價(jià)格=峰段缺額價(jià)格×峰谷容量比×峰谷時(shí)間比=1150×5/23=250元/兆瓦時(shí)。按這種方法計(jì)算的原因是基于“市場(chǎng)長(zhǎng)期均衡”原理：長(zhǎng)期看，發(fā)電企業(yè)的總體盈利水平主要取決于電力的總體供需水平、發(fā)電準(zhǔn)入的難易程度等反映發(fā)電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度的因素，而市場(chǎng)中的一些具體的規(guī)則（如價(jià)格上限、容量機(jī)制的形式）主要會(huì)影響不同產(chǎn)品（如不同時(shí)段之間的電能量）的價(jià)格關(guān)系（如峰谷價(jià)差比），即價(jià)格結(jié)構(gòu)?？梢钥吹?，實(shí)行1600元/兆瓦時(shí)的價(jià)格上限時(shí)，峰、谷時(shí)段的價(jià)格比為1600:600≈2.67，相對(duì)沒(méi)有價(jià)格上限時(shí)的價(jià)格比即2750:350≈7.86，兩種情況下發(fā)電的總收入相同。與EOM類似，長(zhǎng)期均衡的具體結(jié)果與市場(chǎng)的供需水平、競(jìng)爭(zhēng)程度等有關(guān)。比如，如果市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常充分，即使價(jià)格上限定為1600元/兆瓦時(shí)，實(shí)際市場(chǎng)的均衡結(jié)果也可能是峰、谷時(shí)段價(jià)格均為350元/兆瓦時(shí)，發(fā)電的固定成本完全無(wú)法回收。另外，各時(shí)段高于變動(dòng)成本的加價(jià)可以通過(guò)發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)形成，如澳大利亞電力市場(chǎng)；也可以通過(guò)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)在市場(chǎng)出清價(jià)基礎(chǔ)上根據(jù)相關(guān)參數(shù)計(jì)算出來(lái)，如美國(guó)得州電力市場(chǎng)。這種機(jī)制下的價(jià)格上限一般較高，可通過(guò)失負(fù)荷損失（Value of Lost Load，VOLL）、拓展的運(yùn)行備用需求曲線（Operating Reserve Demand Curve，ORDC）等設(shè)定。但如果價(jià)格上限設(shè)置得過(guò)低，可能造成發(fā)電企業(yè)無(wú)論如何報(bào)價(jià)都無(wú)法使得全部成本回收。比如，上述例子中如果將價(jià)格上限降為600元/兆瓦時(shí)，即使所有時(shí)段價(jià)格都漲到價(jià)格上限600元/兆瓦時(shí)，機(jī)組每天的成本缺額仍有100萬(wàn)元。如果價(jià)格上限降為550元/兆瓦時(shí)，機(jī)組每天的成本缺額則達(dá)到128萬(wàn)元。如果價(jià)格上限暫時(shí)無(wú)法放開(kāi)，又希望發(fā)電企業(yè)能收回足額的成本，則需設(shè)計(jì)相關(guān)的容量機(jī)制。另外，為保證能夠回收全部的成本，而把價(jià)格上限定為1600元/兆瓦時(shí)，由于價(jià)格上限的存在會(huì)改變峰谷電價(jià)比、扭曲價(jià)格結(jié)構(gòu)，這可以通過(guò)一些容量機(jī)制的設(shè)計(jì)減小相關(guān)扭曲。
容量補(bǔ)償。這是最簡(jiǎn)單的一種容量機(jī)制，由政府或市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)確定發(fā)電容量的補(bǔ)償價(jià)格，所有滿足條件的容量都得到相應(yīng)的補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全部容量或部分容量進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)不同類型的發(fā)電技術(shù)可以設(shè)置不同的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。很多電力市場(chǎng)在早期都采用了容量補(bǔ)償機(jī)制，但之后一些市場(chǎng)改為更加市場(chǎng)化的一些機(jī)制，如2018年前，墨西哥采用容量補(bǔ)償，2020年后引入容量市場(chǎng)；2019年前，意大利采用容量補(bǔ)償，后引入容量市場(chǎng)，2023年進(jìn)一步引入可靠性期權(quán)。
集中式容量市場(chǎng)。這種機(jī)制下，將發(fā)電的可用容量看作一種獨(dú)立的產(chǎn)品，合格發(fā)電容量可以獲得相關(guān)的收入。通常由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)確定容量的需求，可以是一個(gè)具體的兆瓦值或者是一條隨價(jià)格變化的容量需求曲線。市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)組織容量的招標(biāo)，合格的發(fā)電企業(yè)參與投標(biāo)。一般根據(jù)峰荷機(jī)組的固定成本及在電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)預(yù)估的收入情況確定容量市場(chǎng)的價(jià)格上限，容量市場(chǎng)的收入一般用來(lái)回收發(fā)電企業(yè)在能量市場(chǎng)及輔助服務(wù)市場(chǎng)無(wú)法回收的固定成本。在容量市場(chǎng)中標(biāo)的發(fā)電容量，必須保證在現(xiàn)貨市場(chǎng)規(guī)定時(shí)段的可用性，否則將受到懲罰。
分散式容量義務(wù)。這種機(jī)制下，將總的容量需求分解，分配到不同的市場(chǎng)主體，如供電公司、售電公司、公共事業(yè)公司，這里統(tǒng)稱為容量責(zé)任主體。容量責(zé)任主體可通過(guò)多種方式履行容量義務(wù)，如自行建設(shè)發(fā)電容量，與發(fā)電企業(yè)簽訂長(zhǎng)期合同、通過(guò)集中的容量市場(chǎng)購(gòu)買等，相關(guān)市場(chǎng)規(guī)則會(huì)對(duì)合格的容量義務(wù)履行方式進(jìn)行規(guī)定。容量義務(wù)一般需要覆蓋其用戶的峰值負(fù)荷及一定比例的備用。美國(guó)加州、澳大利亞都采用了分散式容量義務(wù)機(jī)制。與集中式容量市場(chǎng)不同的是，分散式容量義務(wù)機(jī)制下，履行容量義務(wù)有多種方式，不一定要給發(fā)電容量以電能量市場(chǎng)之外的其他補(bǔ)償。比如，與發(fā)電企業(yè)簽訂長(zhǎng)期的電能量供給合同可以作為履行容量義務(wù)的一種方式?？梢哉J(rèn)為，分散式容量義務(wù)是市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)對(duì)容量責(zé)任主體在控制供電風(fēng)險(xiǎn)方面提出的強(qiáng)制性要求，這里的風(fēng)險(xiǎn)主要從供電可靠性角度考慮，保證在峰荷時(shí)期有足夠的發(fā)電能力。
戰(zhàn)略備用。由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)與面臨退役或停用的發(fā)電機(jī)組簽訂合約，在系統(tǒng)出現(xiàn)容量短缺時(shí)調(diào)用。與容量市場(chǎng)機(jī)制的差別主要在于，戰(zhàn)略備用的容量屬于專門預(yù)留，只有當(dāng)電量市場(chǎng)無(wú)法提供充足容量時(shí)，戰(zhàn)略備用機(jī)組才會(huì)投入使用。
可靠性期權(quán)。一些研究中，將可靠性期權(quán)也作為容量機(jī)制的一種。可靠性期權(quán)可以認(rèn)為是一種由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)組織的、廣義的金融衍生品，主要起到保障供電、對(duì)沖價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)的作用：合格的發(fā)電容量主體獲得容量費(fèi)，即期權(quán)費(fèi)，代價(jià)是在電力供給緊張時(shí)，以事先規(guī)定的價(jià)格（即：執(zhí)行價(jià)）提供電力，否則需要支付罰金。也可以將可靠性期權(quán)看作一種保險(xiǎn)，容量費(fèi)為保費(fèi)，供給緊張時(shí)市場(chǎng)價(jià)格高于執(zhí)行價(jià)對(duì)應(yīng)的電費(fèi)是保險(xiǎn)的支付?？煽啃云跈?quán)與容量市場(chǎng)、容量補(bǔ)償機(jī)制的一個(gè)主要區(qū)別在于，發(fā)電資源獲得了容量費(fèi)后，是否在保證供電之外有額外的義務(wù)。在容量市場(chǎng)、容量補(bǔ)償機(jī)制下，一般沒(méi)有額外的義務(wù)；可靠性期權(quán)下，具有按規(guī)定的執(zhí)行價(jià)供電的義務(wù)。如果可靠性期權(quán)的執(zhí)行價(jià)與容量市場(chǎng)、容量補(bǔ)償機(jī)制下的價(jià)格上限相同，在需求量相同的情況下，其實(shí)現(xiàn)的效果也基本是相同的。
政府授權(quán)合約。為了支持一些特殊類別的發(fā)電資源的投資和運(yùn)行，可能設(shè)計(jì)一些政府驅(qū)動(dòng)的中長(zhǎng)期合約，并由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)或?qū)ｉT的機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)合約的簽訂和執(zhí)行。典型的政府授權(quán)合約如英國(guó)對(duì)新能源的差價(jià)合約，通過(guò)直接分配、競(jìng)爭(zhēng)性招標(biāo)等方式確定合約的簽約對(duì)象、簽約量、執(zhí)行價(jià)和參考價(jià)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源發(fā)電企業(yè)的支持。也有機(jī)構(gòu)在探索一些新型的合約機(jī)制，如基于收益的合約機(jī)制，以解決新型電力系統(tǒng)下相關(guān)發(fā)電資源的發(fā)電量、市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)性大的問(wèn)題。政府驅(qū)動(dòng)的差價(jià)合約與市場(chǎng)化差價(jià)合約的主要差別在于，市場(chǎng)化差價(jià)合約下，合約價(jià)與基準(zhǔn)價(jià)的均值是一致的，交易的目的是鎖定價(jià)格；而政府授權(quán)的差價(jià)合約，合約價(jià)可能高于或低于基準(zhǔn)價(jià)的均值，以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)發(fā)電資源的補(bǔ)貼或收益回收。
市場(chǎng)化金融衍生品。市場(chǎng)化金融衍生品是發(fā)電、用電雙方自由形成的以規(guī)避市場(chǎng)價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)為目的的金融工具，包括市場(chǎng)化的電力期權(quán)、市場(chǎng)化的雙向差價(jià)合約等。這些機(jī)制的主要目的是規(guī)避電能價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，保證發(fā)電資源比較穩(wěn)定的收入，可以實(shí)現(xiàn)降低資本成本的目的，但其無(wú)法解決由于供需不平衡導(dǎo)致的電價(jià)高于或低于發(fā)電成本的風(fēng)險(xiǎn)。在存在市場(chǎng)失靈或政策失靈的情況下，單獨(dú)的市場(chǎng)化金融衍生品無(wú)法保證發(fā)電容量的充裕度。
電力市場(chǎng)CAM設(shè)計(jì)的流程
首先，辨認(rèn)哪些成本需要回收。電力市場(chǎng)中，并不需要保證所有的發(fā)電固定成本全額回收。是否應(yīng)該回收，應(yīng)該基于市場(chǎng)化改革的目標(biāo)、電力系統(tǒng)規(guī)劃的目標(biāo)，以及對(duì)電力市場(chǎng)長(zhǎng)期均衡的分析。在研究、制定CAM時(shí)，首先要對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析，哪些發(fā)電企業(yè)的哪些成本需要回收？根據(jù)上面分析，擱淺成本需要回收，保證當(dāng)前容量充裕的發(fā)電投資的成本需要回收，能促進(jìn)電力市場(chǎng)長(zhǎng)期均衡和安全經(jīng)濟(jì)供應(yīng)的發(fā)電投資成本應(yīng)該回收。
其次，判斷哪些需要通過(guò)額外的CM回收。根據(jù)前面的分析，在完美市場(chǎng)中，可通過(guò)市場(chǎng)促進(jìn)CA，不需要額外的CM。由于市場(chǎng)和政策不可能完美，實(shí)際市場(chǎng)中一定存在一些失靈，而且市場(chǎng)失靈和政策失靈也很難在短期內(nèi)完全消除，因此，需要結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)的設(shè)計(jì)和相關(guān)政策，確定需要通過(guò)CM回收的成本。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，盡量通過(guò)改善市場(chǎng)機(jī)制和政策體系的設(shè)計(jì)，減少市場(chǎng)失靈及需要通過(guò)CM回收的成本。
最后，根據(jù)CM需要解決的問(wèn)題類型和所在電力系統(tǒng)、電力市場(chǎng)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)、選擇合適的CM。CM的選擇除了考慮在補(bǔ)償發(fā)電成本、促進(jìn)發(fā)電投資方面的效果外，還必須考慮對(duì)市場(chǎng)主體的市場(chǎng)行為、價(jià)格水平、價(jià)格結(jié)構(gòu)等的影響，盡量減小對(duì)市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)的扭曲。下面針對(duì)CM需要解決的問(wèn)題類型，分別分析解決方案及適用的CM。
競(jìng)爭(zhēng)不充分：可加強(qiáng)需求響應(yīng)技術(shù)研發(fā)、完善需求響應(yīng)機(jī)制、還原市場(chǎng)價(jià)格提高分時(shí)價(jià)差等，提高需求側(cè)響應(yīng)的機(jī)會(huì)和能力，或者放松市場(chǎng)準(zhǔn)入、增加市場(chǎng)主體、加強(qiáng)市場(chǎng)力管控等提高發(fā)電側(cè)的競(jìng)爭(zhēng)，并在此基礎(chǔ)上采用EOM盡量放開(kāi)市場(chǎng)的價(jià)格上限。在CM方面，可通過(guò)強(qiáng)制性的中長(zhǎng)期合約降低發(fā)電市場(chǎng)力，通過(guò)分散式容量義務(wù)、可靠性期權(quán)、市場(chǎng)化金融衍生品等降低發(fā)用電雙方所應(yīng)對(duì)波動(dòng)性電能量?jī)r(jià)格帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
公共服務(wù)和外部性：首先需要測(cè)算通過(guò)CM補(bǔ)償?shù)某杀绢~度或特殊類型的發(fā)電容量，然后通過(guò)容量補(bǔ)償、差價(jià)合約、可靠性期權(quán)或?qū)ｍ?xiàng)的容量義務(wù)等機(jī)制來(lái)解決。容量補(bǔ)償?shù)念~度、差價(jià)合約和可靠性期權(quán)的執(zhí)行價(jià)，根據(jù)需要通過(guò)CM補(bǔ)償?shù)念~度計(jì)算，專項(xiàng)容量義務(wù)（如可再生能源容量要求）通過(guò)市場(chǎng)對(duì)特殊類型發(fā)電容量的要求確定。
市場(chǎng)/政策失靈：盡量通過(guò)完善市場(chǎng)/政策來(lái)減少需要CM解決的問(wèn)題，對(duì)短期無(wú)法解決的問(wèn)題，可通過(guò)容量補(bǔ)償、容量市場(chǎng)、差價(jià)合約等機(jī)制解決。
擱淺成本：首先需要測(cè)算擱淺成本的額度，然后通過(guò)容量補(bǔ)償或差價(jià)合約等機(jī)制解決。
當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)電容量充裕度問(wèn)題：可通過(guò)戰(zhàn)略備用機(jī)制或?qū)ｍ?xiàng)的容量補(bǔ)償機(jī)制解決。
關(guān)于電力市場(chǎng)CAM的觀點(diǎn)和建議
一是電力系統(tǒng)資源配置的重要方面是優(yōu)化投資，電力市場(chǎng)建設(shè)的一個(gè)重要目標(biāo)是引導(dǎo)發(fā)電的合理投資，其中“合理”的含義是：在滿足相關(guān)目標(biāo)的情況下，容量充足、結(jié)構(gòu)合理、成本最小，這就是電力市場(chǎng)中發(fā)電容量充裕度機(jī)制需要解決的問(wèn)題。
二是完美市場(chǎng)中，通過(guò)單能量市場(chǎng)，基于邊際成本定價(jià)理論可以使得所有類型的發(fā)電成本合理回收，不需要額外的CM。“合理”的含義是，發(fā)電成本回收的水平與供需情況有關(guān)：供需平衡下，成本全部回收，促進(jìn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展；供大于求下，回收不足，引導(dǎo)適量退出；供不應(yīng)求下，獲得超額收益，引導(dǎo)增量投資。
三是擱淺成本回收問(wèn)題、當(dāng)前容量不充裕、市場(chǎng)不完美，是造成需要CM的原因。導(dǎo)致電力市場(chǎng)不完美的因素包括：需求彈性小、缺乏反映需求彈性的渠道和手段；發(fā)電集中度大，競(jìng)爭(zhēng)不充分；供電作為基礎(chǔ)公共服務(wù)，存在多方面的外部性；市場(chǎng)機(jī)制/政策體系不完善。對(duì)CM的設(shè)計(jì)需要考慮對(duì)市場(chǎng)主體的市場(chǎng)行為、價(jià)格水平、價(jià)格結(jié)構(gòu)等的影響，盡量減小對(duì)市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)的扭曲。
四是電力市場(chǎng)中的價(jià)格上限可能影響分時(shí)價(jià)格結(jié)構(gòu)及發(fā)電成本回收。長(zhǎng)期看，發(fā)電成本回收及收益情況主要由長(zhǎng)期的供需情況決定，但價(jià)格上限的存在會(huì)影響價(jià)格結(jié)構(gòu)：價(jià)格上限偏低可能降低峰荷時(shí)段的電價(jià)，提高谷荷時(shí)段的電價(jià)，降低峰谷電價(jià)差。過(guò)低的價(jià)格上限可能導(dǎo)致發(fā)電成本無(wú)法完全回收。
五是容量補(bǔ)償和容量市場(chǎng)機(jī)制下，對(duì)可用發(fā)電容量的補(bǔ)償應(yīng)是針對(duì)電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)無(wú)法補(bǔ)償?shù)?、缺額的固定成本，而不是全部的固定成本。
六是分散式容量義務(wù)將容量義務(wù)分散到相關(guān)的市場(chǎng)主體，并允許容量責(zé)任主體以多種形式履行容量義務(wù)，可以解決容量補(bǔ)償和集中式容量市場(chǎng)機(jī)制在補(bǔ)償價(jià)格、價(jià)格上限設(shè)置、市場(chǎng)力等方面的一些問(wèn)題。
七是市場(chǎng)建設(shè)初期如果存在容量充裕度問(wèn)題，可以通過(guò)戰(zhàn)略備用機(jī)制解決，盡量減小對(duì)市場(chǎng)價(jià)格的影響。
八是可通過(guò)差價(jià)合約等政府驅(qū)動(dòng)的合約解決擱淺成本、市場(chǎng)力、外部性等問(wèn)題，可以研究基于收益等類型的政府驅(qū)動(dòng)合約。
九是可靠性期權(quán)是一種有效的容量機(jī)制，通過(guò)補(bǔ)償價(jià)格、執(zhí)行價(jià)格的設(shè)定可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償發(fā)電成本、規(guī)避用戶價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)等作用。市場(chǎng)化的金融衍生品可以用來(lái)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖。
十是建議我國(guó)電力市場(chǎng)采用以下容量機(jī)制：適當(dāng)提高電能量市場(chǎng)價(jià)格上限，包括中長(zhǎng)期市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格上限，減小政府對(duì)價(jià)格、交易的干預(yù)；建立政府授權(quán)合約，解決擱淺成本、外部性等問(wèn)題；通過(guò)分散式容量義務(wù)或可靠性期權(quán)解決保供穩(wěn)價(jià)的問(wèn)題。
