[科普中国]-可再生能源电力市场

简介

近年来，全球环境问题与能源问题的凸显，使得以风电和光伏为主的间歇性可再生能源在世界范围内受到广泛关注并迅速发展。截至2015年底，全球风电与光伏的累计装机容量分别到达432 GW和169 G W，中国风电与光伏装机容量均居世界第一。目前我国风电与光伏装机容量占全国总装机的11. 46%，并且将在未来继续高速增长，逐渐成为主要的能源供给形式。我国可再生能源产业的飞速发展得益于固定上网电价补贴政策的扶持，然而，非市场化的消纳方式随着装机容量的快速增长而受到了严峻的挑战，集中体现在大量弃风、弃光等现象的发生。

当前我国新一轮电力体制改革进展如火如茶，力图构建一个“公平、开放、有序、竞争”的电力市场体系，深化电力资源优化配置，促进可再生能源消纳，实现政府调控市场、市场引导企业的重大转变。如何通过科学的、系统性的、严谨的电力市场机制设计，把间歇性可再生能源纳入电力市场之中，用市场机制促进其高效消纳，无疑是当前电力市场机制设计所面临的新挑战，也是国际学术界、产业界的关注焦点。回顾总结国内的发展现状，分析与借鉴国外的先进经验，形成适用于中国国情的可再生能源发展政策，是我国促进可再生能源消纳的电力体制改革的关键环节。

我国可再生能源政策分析我国可再生能源的发展现状近年来，我国的风电、太阳能等可再生能源发展迅猛。截至2015年，全国风电并网装机容量达147。 6 G W，占全部装机的8。 6%，占世界风电装机1 /4以上;而光伏累计装机容量43. 18 GW，占全部装机的2。 84 %，装机容量居全球之首。根据我国力系统的支柱性技术与能源供应来源2。

然而，受风电与光伏自身特性以及我国电网运行方式的制约，我国的可再生能源消纳问题形势严峻。2015年全年平均弃风率约为15%，全年弃风电量33TWh，甘肃、新疆、吉林三省份弃风率均超过30% 0 2015年全年弃光率预计达到10%甘肃等地弃光率达到28 %。全年弃风与弃光折合经济损失超过170亿元，造成了能源的极大浪费。

我国可再生能源政策总结中国推动可再生能源发展的主要政策包括:特许权招标项目、固定上网电价、价格补贴和国家示范项目等。

我国当前的可再生能源价格机制为固定上网电价，电网公司与可再生能源电站按当地脱硫火电机组的标杆电价结算，剩余部分由国家可再生能源发展基金支付。以风电为例，一方面，对风电全额保障性收购，风电的售电价格和销售量都有保证，无需面对远期市场价格波动的风险;另一方面，风电无需承担平衡辅助服务的义务，其出力波动性和间歇性带来的平衡问题均由电网公司负责，成本最终由用户分摊。

当前我国可再生能源采用固定电价与固定补贴机制，一定程度上为可再生能源接纳带来了一定的阻碍。一方面，可再生能源相比火电而言没有价格优势，电力富余时无法与调节灵活的火电相竞争，电网公司接纳可再生能源没有激励相容的机制;另一方面，可再生能源无法对给予其辅助服务的其他机组进行补偿，使其他机组缺乏动力为可再生能源进行调峰、调频及预留备用。

国外可再生能源参与市场的典型交易模式从国外的实践看，支持可再生能源发展的市场交易价格机制主要分为两类:基于电量的激励政策和基于价格的激励政策3。

基于电量的激励政策的主要形式为可再生能源配额制(renewable portfolio standard } RPS )，代表国家包括英国、美国(大部分州)和北欧国家。其主要方式是指政府对列入可再生能源名单的能源生产实行强制性的具有法律效力的数量规定，要求电力供应商在指定日期之前按照不低于电力产出的某一比例提供可再生能源电量。在政策设计与实施中，引入了绿色证书(green certificate GC)交易制度。绿色证书是电力企业通过生产绿色电量获取的证书，电力企业每隔一段时间需要将规定数量的绿色证书上交监管机构。绿色证书可以在市场上出售或购买，因而具有市场价值。

基于价格机制的激励政策主要包括固定电价、溢价机制、认购价格、差价合约等形式。固定上网电价由政府直接确定各类可再生能源发电的入网价格，电网企业根据这个价格收购可再生能源发电电量，代表国家是德国];溢价机制是指可再生能源的收购价格为随时浮动的市场价格加上固定的政府补贴电价，代表国家是西班牙，可再生能源厂商可自由选择固定上网电价或直接参与市场的溢价机制;认购价格是指政府提出可再生能源发电产品的价格，由消费者按规定价格自愿认购，代表国家是荷兰;差价合约是英国计划于2017年全面取代可再生能源配额制的可再生能源价格结算机制，是指政府部门与发电厂之间签订双向长期合约，确保发电厂以固定的合约价格进行结算，规避市场价格波动的风险，本质上等同于固定上网电价机制可再生能源参与市场的方式。

由于可再生能源内在的波动性与不确定性，导致可再生能源参与市场时投标出力与实际出力可能出现较大偏差，极大削弱了可再生能源参与市场的竞争力。鼓励可再生能源并网交易不仅仅需要国家补贴政策的支持，还需要成熟的预测技术、完善的市场交易机制等条件。美国、北欧等地区作为早期的可再生能源发展中心，在可再生能源参与市场的方式上具有值得借鉴的成功经验。

可再生能源参与区域电力市场的基本条件目前因为可再生能源的发电成本较高，甚至还有间断性发电(如风电)等特殊性，所以再生能源参与区域电力市场的竞争，首先市场要满足基本条件2:

(1)建立较为完善的辅助服务市场或辅助服务补偿机制。可再生能源发电的间断性特点，必然要求在区域电力市场中常规的、调节性能好的发电机组为可再生能源机组发电提供充足的辅助服务，以保证整个电力系统的安全稳定运行。因此，在可再生能源参与竞争的区域电力市场中，必须首先建立较为完善的辅助服务市场或辅助服务补偿制。

( 2)价格机制。可再生能源发电投资成本高，如果对其不实行激励电价机制，可再生能源电力是无i;与常规电力竞争的。因此，在实行两部制上网电价的电力市场中，对于可再生能源应该在常规火电机组容量电价的基础上附加一个激励容量电价;对于实行单一制上网电价的电力市场_对于可再生能源上网电量，应该在市场平均上网电价的基础上，附加一个激

励电价。至于激励电价的制定，有2种定价思路:其一，根据市场中可再生能源与常规火电机组的成本差异，制定一个激励电价;其二，根据可再生能源木身的环境、社会效益，在常规火电的容量电价(两部制)或电量电价(单一制)的基础上制定一个激励电价。

此外，考虑到风能的波动性和目前蓄能技术的不成熟，可再生能源电力应以长期合同交易为主;远期，随着可再生能源技术的成熟，可再生能源发电商将可参与区域电力市场的长期合同交易、目前现货交易和实时交易以及期货交易。

可再生能源发电商参与竞争的区域电力市场，电网公司不仅要为可再生能源电力的接入系统提供额外的支持，保证在可再生能源电力波动时，系统的安全稳定运行;而且，电网公司还要以高于常规电力的价格购买可再生能源电力，为此，地区电力公司可以通过征收系统效益收费(SBC)、申请可再生能源基金、开展可再生能源绿色电力项目等手段同收采购绿色电力的资金，用户可以参加自愿绿色电力市场的交易，获得一定的选择权。

可再生能源参与区域电力市场竞争，不需要进行交易方式的特殊设计和管理等复杂操作;容量电价有利于解决不同种类、不同地区、环境差异的可再生能源的成本差异;而且由于投资同报有基本保证，有利于提高投资者的积极性;电量竞价上网，实现了市场的适度竞争，有利于提高资源的效率。但还要有与之配套的在全国范围内的差价分摊机制，否则容易造成可再生能源丰富的区域电价的上升。

可再生能源的统一绿色电力市场模式统一绿色电力市场是指将基于绿色电价制度的自愿绿色电力市场和基于强制配额制度的绿色电力市场融为一体的绿色电力市场模式，即自愿用户和配额用户均可以参与统一的绿色电力市场交易，这样实施的好处是在充分体现公民的权利和义务的基础上，又有利于更好的运用市场手段来支持可再生能源产业的发展，此外，还可以避免2个市场单独设立所带来的繁琐操作、复杂管理等弊端2。

可再生能源电力的价值分为2个部分:基本部分是可再生能源电力在目前的电力市场中具有的价值，与常规能源所发电力的价值相同，这部分价值体现为实际电能的交易价格，受益者是实际的电能消费者;另一部分是可再生能源与常规燃煤机组相比而具有的环境效益和其他社会效益，这部分价值体现为可再生能源在生产电能过程中保持环境清洁而具有的价值，受益者是局部地区的所有人，也是全国性和全球性的。因此，在统一绿色电力市场中，其市场运作分为2个层次:真正的绿色电力将通过电能量市场交易_通过与常规能源电力同平台竞价获得电量的收益;同时，电力生产商每生产一定数量的绿色电力将得到一份绿色电力证书，国外通常是每1万kWh颁发一份绿色证书，绿色电力与常规电力的差价部分将通过绿色证书交易市场来获得补偿。

绿色电力参与电能量市场的竞价交易，遵守常规能源电力市场的市场规则，因此木文将不对该市场结构进行分析，这里着重阐述绿色证书交易市场的模式，其市场具有以下特征:

( 1)市场主体由发电商、绿色证书交易市场运营机构、配电公司和用户组成。绿色证书交易市场运营机构按照规则登记和组织绿色证书交易，建立绿色证书交易规则和程序，管理、维护绿色证书交易系统，为主管的政府部门提供绿色证书交易系统运行的年度报告;发电商按照认证规则向绿色证书交易市场的监管机构申请认证，当可再生能源电力生产出来之后，按规定制作绿色证书，并向绿色证书交易市场的运营机构进行登记，注册成功的绿色证书可在绿色电力市场交易;在绿色证书交易市场运营初期，考虑2种情况:其一，在输配电网没有分开之前，由于电网公司己经用高价购买了发电商生产的电力，结合我国国情，绿色证书的购买者主要是那些有配额任务的常规化石能源发电公司，按其发电容量或发电量的一定比例分配配额指标;其二，在输配电网分开之后，可以考虑对供电公司和人用户分配一定的配额指标。随着市场的成熟和产业的发展，远期将推到包括中、小用户(自愿购买)的证书交易,零信市场的发展将有助于绿色证书的市场价格准确反映绿色电力的真实使用价值。

( 2)市场准入。发电商提出的申请中将提供生产单位所在地点、发电能力(容量)、可再生能源种类、生产开始日期和发电商的名称等准确信息。监管机构经确认他们的电力生产是来白可再生能源资源和技术，符合绿色证书制作管理规定的，方可批准进入市场;用户以指定的形式和方式向登记机构提出登记申请，提供要求的信息和文件，包括用户所在的地点，用电总量，加入市场的理由，希望参与交易的期限等，此外有配额任务的用户需提供相关证明，经认证机构审核认可申请。

( 3)交易机制。绿色证书的交易可以采用现货交易或长期合同交易的方式。现货交易是指:发电商、电力公司和其他用户按照规定的格式向市场交易机构提供各白的报价信息，由绿色证书交易系统按照规定的交易规则进行交易撮合，形成市场的交易价格，经交易双方确认成交之后，由交易中心进行绿色证书所有权的转让登记;长期合同交易是指:市场主体通过签订长期的绿色证书买卖合同进行绿色证书交易，交易的价格由交易双方协商确定或通过竞价形成，当实际的可再生能源被生产出来获得绿色证书之后，再通过交易中心进行绿色证书的转让登记。

市场的核心是绿色证书交易系统，它的总体功能包括绿色证书管理、绿色证书市场信息发布、绿色证书交易处理3个部分,绿色证书管理包括绿色证书授予、转让和注销，保证数据的准确性、安全性;绿色证书市场信息发布，市场参与者能够依据其权限，随时查阅电网和市场运行的有关信息和数据。电力交易中心向市场参与者公开的信息包括绿色电力装机容量、绿色电力预测值、总消费量、己上网的绿色电力总量、交易的历史记录、交易价格等，此外还为市场成员提供交流学习的电力公告板、电子邮件服务等;绿色证书交易处理，包括数据申报、数据确认、数据以下，并按确定的算法进行交易撮合、交易结算等功能。

( 4)市场监管。监管机构的职责包括以下几个方面:确定量化的可再生能源发展目标，配额比例的确定原则和配额方案的设定;绿色证书的管理，规定证书的制作时间、发电申报、证书的格式、登记、证书的不当制作和处罚措施等具体事项。其维护市场竞争秩序等职责与常规电力市场相同，特别是要对可再生能源发电商的发电量和绿色证书的制作进行监管，对没有达到配额任务的电网公司/其他用户，按规定进行严厉处罚。

( 5)市场效益。绿色证书市场模式将无形的绿色电力交易转化为有形的证书交易方式，绿色证书自由性人、交易灵活、流通性强，有利于形成统一的人市场，竞争机制能有效降低成本;市场价格提供了发电厂关停、新建的信号，供给效益和需求效益在竞争得到了最好的体现，统一绿色电力市场模式是4种模式中经济效率最高的模式。

( 6)实践经验。荷兰己经建立了世界上最成功的自愿绿色电力市场，2000年，荷兰电力总消费的3%来白可再生能源，人约30%的居民自愿购买了绿色能源。垄断模式卜，美国主要有设立绿色电价表、定期交纳固定费用、捐赠资金等3种形式的绿色价格项目。使绿色电价项目的开发者占据垄断地位，供电公司也没有积极性生产绿色电力，降低成木;自愿购买不具有法律约束，与公民的素质、社会文化等相关性很人，施行难度较人。2005年上海成

为我国，也是发展中国家第1个探索绿色电力机制的城市，目前进展顺利，其成功的关键在于绿色电力的总量较小，且上海企业的电价承受能力较强。强制规定份额的绿色电力市场模式，则是一个以市场为基础的、公正的、不需要政府进行人量资金筹集和管理的政策模式，供电企业将通过市场寻求最低成木、最高效率和最灵活的方式来完成配额标准。相对于政府定价，绿色电力市场模式尚属于新型的市场模式，其灵活的市场机制己经体现出其强人的生命力。美国己有12个州建立了强制性绿色电力市场模式，德克萨斯州1999年实施的RPS是美国最成功的案例。澳人利亚在可再生能源的研究开发和产业发展方面处于世界领先地位，2000年绿色证书交易系统正式运行。月一麦执行了若干年的补贴政策后，于2003年起实行绿色证书制度。1998年，荷兰政府颁布了一项新的电力法令引入绿色证书系统，要求所有居民购买一定比例的绿色能源。但配额制强调竞争的充分性，需要完善的市场体系，风险人;绿色证书交易需要客观公正的认证、有效的监督和强有力的惩罚措施;在配额制框架卜，份额标准的确定、可交易的市场体系的建立、处罚标准的制定等都比较复杂，使得制约配额制施行成功的因素多元化。集自愿绿色电力市场和强制性绿色电力市场与一体的统一绿色电力市场模式适应了可再生能源电力市场发展的需要_是可再生能源的远期市场模式。

我国可再生能源的市场模式建议从发挥市场机制的作用、优化资源配置的角度出发，可再生能源应建立全国统一的绿色电力市场模式，但是由于可再生能源电力的发展与目前现有的电力市场模式紧密相关，各区域电力市场的发展隋况各不相同，因此在可再生能源电力市场的建设初期，应结合各区域电力市场发展进程采用不同的交易模式和相应的不完全相同的激励政策_在用户侧试行自愿绿色电力市场交易;当中国电力市场逐步走向成熟和完善，可再生能源产业发展到一定阶段以后，再逐步过渡到统一的绿色电力市场模式。具体建议如下。

在没有建立竞价上网机制的区域在近期模式，可以考虑以下2种模式之一，或者采用2种混合模式;但应随着电力市场的发展过渡到参与区域电力市场竞争的模式。

(1)招投标制度。在该制度下，政府权力机构主持招投标活动，选择最经济的可再生能源开发方式和最有实力的开发商，可再生能源电力供应商与电网公司签订约定价格和期限的长期购电协议。

( 2)政府定价制度。在该制度卜，政府价格管理部门按照合理补偿可再生能源电力与常规电力成本差异的原则，也可以考虑可再生能源与常规燃煤电厂相比所具有的环境效益、社会效益，确定可再生能源电力上网电价，采用当地燃煤机组标杆上网电价加上一定补贴电价的形式构成1。

在已建立区域电力市场的地区1近期模式

(1)两部制的区域电力市场。在容量电价的制定上，可以考虑招标制度或政策补贴机制。通过对新建可再生能源的容量招标，选择开发商，降低造价水平，从而降低电力成本;政策补贴机制，主要是考虑可再生能源的环境、社会效益，在常规火电容量电价的基础上附加一个激励容量电价。

( 2)单一制的区域电力市场。也可以考虑招投标制度或政策补贴，在合同电量的签订时，留出一部分可再生能源电力的竞价空间，通过可再生能源发电商的招投标来决定其产量;政策补贴的运用，主要是基于可再生能源与常规能源的成本的差价，必须给以一定的补贴，以实现可再生能源电力与常规火电电力的同平台竞争。

2远期模式

建立统一的绿色电力市场，通过绿色证书交易实现可再生能源的资源优化配置，从而促进可再生能源的发展。

可再生能源的招投标制度在招投标制度机制下，国家主要通过主持招投标活动，选择最经济的可再生能源开发方式和最有实力的开发商，从而保证可再生能源产业的发展和政策目标的实现，其市场模式如下:

1)市场主体:政府招标机构、发电(投标)商、电网公司、地区电力公司、用户。招标机构确定招投标主要涉及场址的选择、招标的频率、投标者资格、评标规则、防止舞弊、保证安全供电等方面的问题，在中标者运营期间对供电成本、服务质量、以及性能标准进行监督。电网公司、地区电力公司通过采用电价加价或者开展可再生能源电力项目吸引用户参与等手段回收采购绿色电力的成本开支。

2)市场准入。投标商经过资格审查，方可提交投标资料和最初上网电价。

3)电力交易。发电公司通过竞标，与电网运营管理机构签订贸易协议，协议内容包括年上网电量仁或年利用小时数)、上网电价、可用率、电压标准、频率标准等计费条例和奖罚标准。

4)效益分析。发电投资竞争模式也具有完成社会政策目标的能力，可以在指定地点投标建设电厂;采用投标的方法允许多种经济成分、多种所有制的电厂存在，使建设费用得到最大可能的降低。然而招投标耗费的人力、物力、财力很大，不适合于小型可再生能源项目的开发，大公司容易形成市场力，存在一次性竞争、资源好的地点被最先开发的问题。