市場(chǎng)機(jī)制，歐洲可再生能源大發(fā)展的關(guān)鍵

秦炎

可再生能源——尤其是風(fēng)電和光伏——在歐洲發(fā)展迅速，2020年發(fā)電量占比已經(jīng)近40%，這與歐洲對(duì)可再生能源的激勵(lì)政策密不可分，其中2009年發(fā)布的可再生能源指令和歐盟的能源氣候目標(biāo)起到了很大的作用。

總體來(lái)看，歐洲各國(guó)可再生能源的激勵(lì)政策，經(jīng)歷了從大規(guī)模的政府補(bǔ)貼到市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的發(fā)展過(guò)程，推動(dòng)可再生能源逐步深度參與電力市場(chǎng)，通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)高效消納。

可再生能源的快速發(fā)展，通過(guò)集合競(jìng)價(jià)商參與電力市場(chǎng)，也對(duì)電力市場(chǎng)帶來(lái)了變化，導(dǎo)致日內(nèi)市場(chǎng)愈發(fā)活躍，交易品種也更加精細(xì)。另一方面，邊際成本幾乎為零的新能源拉低了電力現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格，但補(bǔ)貼在消費(fèi)端傳導(dǎo)，零售電價(jià)被推高。

隨著新能源成本降低、補(bǔ)貼退坡，以及越來(lái)越多公司提出碳中和目標(biāo)或強(qiáng)制公布綠電份額，長(zhǎng)期購(gòu)電協(xié)議（PPA）日益壯大，成為當(dāng)前新能源進(jìn)一步發(fā)展的常見(jiàn)市場(chǎng)機(jī)制，推動(dòng)了無(wú)補(bǔ)貼新能源的發(fā)展。

歐洲可再生能源參與電力市場(chǎng)的發(fā)展歷程表明，隨著成本下降，退補(bǔ)和提高市場(chǎng)化程度是可再生能源發(fā)展的必然趨勢(shì)。同時(shí)，健全完善的電力市場(chǎng)機(jī)制是實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源消納的有效保障，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)是能夠反映可再生能源發(fā)電極低邊際成本優(yōu)勢(shì)的有效機(jī)制。

但是歐洲從溢價(jià)補(bǔ)貼到拍賣(mài)補(bǔ)貼和PPA的興起，也說(shuō)明了這個(gè)過(guò)程是逐漸發(fā)展的，扶上馬再送一程，仍然需要有力的政策支持。在企業(yè)紛紛出臺(tái)碳中和目標(biāo)和提高綠色電力比例的大背景下，長(zhǎng)期購(gòu)電協(xié)議PPA在歐洲越來(lái)越流行，對(duì)推動(dòng)無(wú)補(bǔ)貼新能源項(xiàng)目的發(fā)展起到了積極作用，值得參考。

圖1：英國(guó)可再生能源差價(jià)合約示意圖

資料來(lái)源：英國(guó)BEIS。制圖：顏斌

補(bǔ)貼在歐洲各國(guó)陸續(xù)退出

歐洲新能源的發(fā)展同樣離不開(kāi)補(bǔ)貼。各國(guó)實(shí)施的補(bǔ)貼機(jī)制包括配額制、綠證、固定上網(wǎng)電價(jià)、差價(jià)合約、溢價(jià)機(jī)制、招標(biāo)電價(jià)等，在可再生能源發(fā)展的不同階段，分別采取不同的補(bǔ)貼政策，大方向是逐步向市場(chǎng)化演變。

以英國(guó)為例，2015年起英國(guó)陸續(xù)停止了新建風(fēng)電光伏項(xiàng)目的配額制，也稱(chēng)可再生能源義務(wù)機(jī)制。并在2017年完全進(jìn)入以招標(biāo)確定價(jià)格、依據(jù)市場(chǎng)價(jià)格靈活調(diào)整電價(jià)補(bǔ)貼總需求的差價(jià)合約（Contract for Difference， CfD）政策，即可再生能源發(fā)電企業(yè)通過(guò)競(jìng)價(jià)參與電力市場(chǎng)，并與政府成立的差價(jià)合約交易公司簽訂購(gòu)電協(xié)議，確定執(zhí)行電價(jià)（Strike price）。

當(dāng)市場(chǎng)參考電價(jià)低于執(zhí)行電價(jià)時(shí)，由政府向發(fā)電商補(bǔ)貼電力售價(jià)與執(zhí)行價(jià)之間的差價(jià);當(dāng)參考電價(jià)高于執(zhí)行電價(jià)時(shí)，發(fā)電商需要向政府退還差價(jià)。市場(chǎng)參考電價(jià)不一定和電力交易的實(shí)際價(jià)格完全一致，但是大致反映了市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)。在此機(jī)制下，可再生能源發(fā)電商會(huì)盡量以接近參考電價(jià)的水平競(jìng)價(jià)，從而獲得差價(jià)合約的收益。

雖然電力市場(chǎng)價(jià)格每日波動(dòng)，差價(jià)合約機(jī)制確?？稍偕茉窗l(fā)電企業(yè)的實(shí)際收益為固定的合同電價(jià)。同時(shí)因?yàn)檎袠?biāo)機(jī)制引入了競(jìng)爭(zhēng)，所以合同價(jià)能比固定補(bǔ)貼的配額制更好地體現(xiàn)真實(shí)發(fā)電成本，有助于降低可再生能源補(bǔ)貼和消費(fèi)者的總支付費(fèi)用。

英國(guó)之前把陸上風(fēng)電和光伏歸類(lèi)為成熟技術(shù)，排除在CfD競(jìng)標(biāo)之外，只包括海上風(fēng)電這樣的新興技術(shù)。但是為了助力“凈零排放”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，英國(guó)宣布2021年CfD招標(biāo)重新向陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電開(kāi)放，預(yù)期將拍賣(mài)12GW新項(xiàng)目。

和英國(guó)類(lèi)似，德國(guó)通過(guò)陸續(xù)修改可再生能源法，改變補(bǔ)貼政策。先實(shí)行固定上網(wǎng)電價(jià)，然后在2012年對(duì)光伏發(fā)電開(kāi)始實(shí)施市場(chǎng)溢價(jià)機(jī)制，陸續(xù)擴(kuò)大范圍。這一機(jī)制下，可再生能源企業(yè)的收入包括市場(chǎng)溢價(jià)補(bǔ)貼和電力市場(chǎng)售電的收入。

2017年德國(guó)正式結(jié)束基于固定上網(wǎng)電價(jià)的政府定價(jià)機(jī)制，全面引入招標(biāo)補(bǔ)貼制度，中標(biāo)項(xiàng)目將享有20年競(jìng)標(biāo)電價(jià)補(bǔ)貼費(fèi)率。主要原因是可再生能源的規(guī)模增大，使得補(bǔ)貼資金連年上漲，增加消費(fèi)者電價(jià)支出，以及風(fēng)電光伏等技術(shù)日益成熟，項(xiàng)目成本日益降低，自身競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高。

圖2：歐洲電力市場(chǎng)示意圖（以EPEX SPOT為例）

資料來(lái)源：EPEX SPOT

德國(guó)的招標(biāo)補(bǔ)貼機(jī)制自實(shí)施以來(lái)，廣受歡迎，投標(biāo)十分激烈，平均中標(biāo)價(jià)格也逐年下降。體現(xiàn)出拍賣(mài)將可再生能源進(jìn)一步推向市場(chǎng)，電價(jià)補(bǔ)貼能更準(zhǔn)確地反映市場(chǎng)需求及真實(shí)的發(fā)電成本。2020年的可再生能源拍賣(mài)也都成功舉辦，并未受到疫情的影響。尤其是光伏項(xiàng)目大受歡迎，部分也是因?yàn)橐咔楹凸?yīng)鏈的中斷提高了用戶(hù)對(duì)能源安全的重視。在去年12月份舉辦的最新一輪拍賣(mài)中，最終有400MW陸上風(fēng)電項(xiàng)目中標(biāo)，電價(jià)在0.0559歐元至0.0607歐元/kWh。中標(biāo)的264MW光伏項(xiàng)目的電價(jià)在0.0488歐元至0.0526歐元/kWh，比2015年下降了近一半。

德國(guó)最近出臺(tái)了2021版可再生能源法，計(jì)劃2021年起每年拍賣(mài)至少8GW的可再生能源項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)在2030年光伏裝機(jī)總量翻倍到100GW，陸上風(fēng)電為71GW，海上風(fēng)電為20GW，生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)增加到8.4GW，屆時(shí)可再生能源占發(fā)電比達(dá)到65%。而其他國(guó)家也不甘落后，紛紛承諾了拍賣(mài)，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，歐洲十國(guó)在2021年將拍賣(mài)至少40GW風(fēng)電光伏項(xiàng)目。荷蘭、葡萄牙、丹麥和愛(ài)爾蘭也將會(huì)舉行拍賣(mài)，還沒(méi)有公布具體容量。這顯示了在歐盟綠色新政以及有力的氣候政策框架的推動(dòng)下，成員國(guó)政府對(duì)可再生能源的大力支持。

靈活多樣、實(shí)時(shí)高效的電力市場(chǎng)

可再生能源在歐洲參與電力市場(chǎng)的方式也隨著補(bǔ)貼機(jī)制逐漸演變。

在發(fā)展初期，可再生能源成本較高，直接參與電力市場(chǎng)沒(méi)有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，歐洲許多國(guó)家主要采用固定電價(jià)機(jī)制，由配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商以固定價(jià)收購(gòu)可再生能源，由輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一納入現(xiàn)貨市場(chǎng)。隨著補(bǔ)貼機(jī)制不斷演變，歐洲各國(guó)的可再生能源參與電力市場(chǎng)的程度越來(lái)越高。因?yàn)檫呺H成本很低幾乎接近零，所以可再生能源在日前市場(chǎng)通常是最優(yōu)先競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的電源。差價(jià)合約和溢價(jià)等補(bǔ)貼機(jī)制都鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電商直接參與電力市場(chǎng)，利用其低邊際成本的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，提高新能源消納能力。

歐洲電力市場(chǎng)相對(duì)成熟，中長(zhǎng)期市場(chǎng)、現(xiàn)貨市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)協(xié)調(diào)配合，共同應(yīng)對(duì)風(fēng)電光伏波動(dòng)性出力特性對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊。同時(shí)歐洲高效互聯(lián)電網(wǎng)鏈接統(tǒng)一電力市場(chǎng)，跨國(guó)輸電發(fā)達(dá)，實(shí)現(xiàn)了更大范圍之內(nèi)配置可再生能源。

電力市場(chǎng)也不斷發(fā)展，來(lái)更好地適應(yīng)波動(dòng)性較大的可再生能源發(fā)電量的逐漸增加。除日前市場(chǎng)外，日內(nèi)交易市場(chǎng)近年來(lái)逐漸活躍，交易產(chǎn)品種類(lèi)也從拍賣(mài)和小時(shí)合約擴(kuò)展到更細(xì)分的15分鐘和30分鐘交易，使得市場(chǎng)參與者能夠在實(shí)時(shí)電力平衡前最大限度地調(diào)整風(fēng)電和光伏出力的預(yù)測(cè)誤差。

以歐洲最大的電力現(xiàn)貨交易所之一EPEX SPOT為例，其日內(nèi)市場(chǎng)交易量近年來(lái)遙遙上升，也反映了可再生能源參與電力市場(chǎng)的程度越來(lái)越高。2020年日前市場(chǎng)交易量為510.4TWh，覆蓋德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、荷蘭、比利時(shí)、奧地利、瑞士和盧森堡八個(gè)國(guó)家，其中德國(guó)份額最高。日內(nèi)交易量達(dá)到了111.2TWh，同比2019年上升21%。而在日內(nèi)市場(chǎng)的各種產(chǎn)品中，15分鐘和30分鐘短期交易產(chǎn)品的交易量也逐漸上漲，也主要以德國(guó)為主。

EPEX SPOT交易所目前約有300名會(huì)員參與交易，大致可以分為發(fā)電企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、用戶(hù)、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商和集合競(jìng)價(jià)商Aggregator等。交易所一般都設(shè)定一定的準(zhǔn)入條件，而集合競(jìng)價(jià)商的引入，便利了小型可再生能源發(fā)電商參與電力交易，作為它們的代理，協(xié)助如小型風(fēng)電場(chǎng)在市場(chǎng)售電和管理平衡成本風(fēng)險(xiǎn)。

集合競(jìng)價(jià)商可以和多個(gè)發(fā)電商簽訂集合的代理合同，確定售電收入曲線(xiàn)，以及每兆瓦時(shí)電量的代理費(fèi)用。然后在電力交易所參與日前日內(nèi)市場(chǎng)等，獲取收入。一般來(lái)說(shuō)，集合競(jìng)價(jià)商會(huì)盡量代理不同類(lèi)型的多個(gè)發(fā)電商，比如新舊風(fēng)電場(chǎng)都有一定的數(shù)量，來(lái)提高效率降低風(fēng)險(xiǎn)。

圖3：歐洲主要國(guó)家與中國(guó)居民電價(jià)比較

資料來(lái)源：Eurostat 2020、中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司

從德國(guó)電力交易量數(shù)據(jù)也可以看出集合競(jìng)價(jià)商代表的可再生能源發(fā)電商參與現(xiàn)貨市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)走勢(shì)。2012年德國(guó)引入“直接市場(chǎng)交易”模式之后，集合競(jìng)價(jià)商在日前市場(chǎng)的交易量激增，每月可以達(dá)到風(fēng)力發(fā)電的70%以上，說(shuō)明大多數(shù)風(fēng)電場(chǎng)參與了交易。每月的風(fēng)力發(fā)電量從2010年的3TWh，隨著風(fēng)電裝機(jī)的增加持續(xù)上升，在2019年達(dá)到了16TWh。 日前市場(chǎng)出售風(fēng)電的投標(biāo)量和風(fēng)電出力趨勢(shì)也大致一致。同時(shí)，可再生能源發(fā)電商再利用日內(nèi)市場(chǎng)繼續(xù)調(diào)整預(yù)測(cè)誤差，減少潛在的不平衡費(fèi)用。

批發(fā)電價(jià)走低，零售電價(jià)升高

可再生能源在電源結(jié)構(gòu)中所占比例越來(lái)越高，其邊際成本又接近于零，對(duì)于以成本決定出清機(jī)組和價(jià)格的電力市場(chǎng)也有影響，主要表現(xiàn)在會(huì)陸續(xù)拉低現(xiàn)貨電價(jià)。第一，白天光伏出力表現(xiàn)最為充分，更容易替代原本作為調(diào)峰機(jī)組的成本較高的氣電和抽水蓄能機(jī)組，壓低峰值負(fù)荷電價(jià)。2019年日前市場(chǎng)峰值負(fù)荷年均價(jià)為40.5歐元，比2011年降低了16歐元。第二，可再生能源作為優(yōu)先機(jī)組先被調(diào)度，在風(fēng)電光伏出力較大再遇上負(fù)荷較低的時(shí)段，容易引發(fā)負(fù)電價(jià)，這就拉低了年度平均價(jià)格。

2013年德國(guó)全年只有64個(gè)小時(shí)為負(fù)電價(jià)，陸續(xù)增加到近兩年的150小時(shí)以上，在2020年則突破了200小時(shí)。德國(guó)最新通過(guò)的可再生能源法，提出如果連續(xù)15分鐘為負(fù)電價(jià)，那么可再生能源發(fā)電方就不再享受補(bǔ)貼。這一新規(guī)則只適用于2021年后新建的項(xiàng)目，已運(yùn)營(yíng)的項(xiàng)目仍然按照之前的“連續(xù)六小時(shí)負(fù)電價(jià)取消補(bǔ)貼額”規(guī)定，但是這一規(guī)則有可能會(huì)略減負(fù)電價(jià)的小時(shí)數(shù)。

雖然高比例可再生能源會(huì)降低現(xiàn)貨電價(jià)，但是日益增加的可再生能源補(bǔ)貼會(huì)逐漸反映在消費(fèi)端，這從歐洲各國(guó)的零售電價(jià)可以反映出來(lái)。居民電價(jià)較高的德國(guó)和丹麥，以及西班牙和英國(guó)，都是風(fēng)電光伏比例較高的國(guó)家，部分也因?yàn)楸緛?lái)稅費(fèi)占比就高。

同時(shí)，可再生能源的波動(dòng)性也會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全約束造成影響，需要更多的靈活性機(jī)組。英國(guó)最新研究報(bào)告指出，盡管近年來(lái)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)平均電價(jià)走低以及負(fù)電價(jià)頻發(fā)，英國(guó)電力系統(tǒng)的平衡成本隨著波動(dòng)性可再生能源比例的提高已經(jīng)比之前增加了20%，平均約為5英鎊每MWh，高于前些年的1英鎊的水平。2021年1月初，因?yàn)楹庇绊懐B加風(fēng)電出力低，英國(guó)電力供給緊張，電網(wǎng)一周內(nèi)兩次發(fā)布缺電警告，1月8日的平衡市場(chǎng)晚高峰價(jià)格飚升為4000英鎊每MWh，這些增加的成本都或多或少會(huì)轉(zhuǎn)移至消費(fèi)者賬單。

長(zhǎng)期購(gòu)電協(xié)議越來(lái)越受歡迎

隨著越來(lái)越多的項(xiàng)目達(dá)到電網(wǎng)平價(jià)，政府補(bǔ)貼也逐漸降低，推動(dòng)可再生能源項(xiàng)目市場(chǎng)化，無(wú)補(bǔ)貼可再生能源購(gòu)電協(xié)議（Power purchase agreement， PPA）在歐洲越來(lái)越受歡迎。也因?yàn)樵絹?lái)越多的公司提出了碳中和承諾，加入RE100全球可再生能源倡議，或者在法律上被強(qiáng)制要求公布其可再生能源在能耗或電耗中的占比，進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)可再生能源 PPA 采購(gòu)。

2013年，歐洲只有3個(gè)國(guó)家開(kāi)發(fā)了PPA項(xiàng)目，2020年增至13個(gè)。歐洲企業(yè)PPA采購(gòu)累計(jì)裝機(jī)容量從100MW上升到2020年底的11GW，145個(gè)項(xiàng)目中的70%為風(fēng)電項(xiàng)目。西班牙和德國(guó)的采購(gòu)量遙遙領(lǐng)先。這大力推動(dòng)了無(wú)補(bǔ)貼的商業(yè)可再生能源項(xiàng)目的發(fā)展。

PPA項(xiàng)目大受歡迎，連煤電大國(guó)波蘭都緊追直上。今年1月28日德國(guó)光伏巨頭BayWa r.e.宣布簽訂了波蘭第一個(gè)無(wú)補(bǔ)貼的PPA光伏項(xiàng)目。位于德波邊境的65MW的Witnica光伏電站將提供綠電給海德堡水泥集團(tuán)下屬波蘭的水泥廠(chǎng)，計(jì)劃在7月接入電網(wǎng)，合同期為10年。BayWa表示，其目標(biāo)是在未來(lái)五年內(nèi)在波蘭發(fā)展超過(guò)1GW的光伏和風(fēng)電項(xiàng)目。

PPA即長(zhǎng)期購(gòu)電協(xié)議，企業(yè)與獨(dú)立的電力生產(chǎn)商、公用事業(yè)公司或金融公司簽署協(xié)議，在約定期限內(nèi)以固定價(jià)格承諾購(gòu)買(mǎi)一定數(shù)量的可再生能源電力。大的工業(yè)用戶(hù)也會(huì)簽一些直接購(gòu)電協(xié)議，以鎖定長(zhǎng)期電價(jià)，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)保證了綠色電力消費(fèi)。實(shí)際中，PPA的種類(lèi)有很多，可以分為實(shí)體PPA（Sleeved or physical PPA）和虛擬PPA（Synthetic or virtual PPA）。合同條款包括如合同期、電量、電價(jià)、綠證價(jià)格、交割期、交割點(diǎn)等，成為買(mǎi)賣(mài)雙方電力購(gòu)售和銀行融資的基礎(chǔ)。

實(shí)體PPA就是售電方和購(gòu)電方直接簽訂，然后售電方再和電網(wǎng)公司溝通將電力輸送給購(gòu)電方，一般兩者會(huì)在同一個(gè)市場(chǎng)區(qū)域，協(xié)議通常為15年到20年，該方法的劣勢(shì)在于協(xié)議條目繁多冗雜。而虛擬PPA則是一種由企業(yè)和售電方簽署的金融差價(jià)合約，企業(yè)通過(guò)合約給定價(jià)格購(gòu)電，售電方需要與電網(wǎng)公司簽署一份獨(dú)立的授權(quán)管理合同，通過(guò)此合同來(lái)獲得即期付款。

虛擬合同能夠使得跨國(guó)企業(yè)可以簽訂風(fēng)電光伏PPA項(xiàng)目，比如德國(guó)企業(yè)采購(gòu)北歐國(guó)家或者西班牙的綠電，推動(dòng)了PPA的快速發(fā)展，不用拘泥于本地發(fā)售用電。這既借助于歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)和豐富的電力金融產(chǎn)品，綠電來(lái)源證書(shū)（Guarantee of Origin，GO）也起到了很大的作用。

虛擬PPA合同機(jī)制下，售電和用電方不需要位于同一電網(wǎng)甚至統(tǒng)一電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)區(qū)域，靈活性很高。上文提到的波蘭光伏電站PPA就是虛擬合同。固定價(jià)格的虛擬PPA近似于差價(jià)合約。購(gòu)電方支付固定價(jià)格給售電方的風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站，收入則為電力現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格以及綠證。

售電和用電方同時(shí)還可以都參與電力市場(chǎng)，售電或者從供電公司購(gòu)電。相比之下，實(shí)體PPA雖然也可以參用電力企業(yè)向購(gòu)電方收取sleeve中介費(fèi)用的方式，來(lái)把售電側(cè)的波動(dòng)電價(jià)轉(zhuǎn)為平滑的固定價(jià)格曲線(xiàn)，同時(shí)售電方提供綠證，但是靈活性還是不如虛擬PPA。

（編輯：馬克）