新型電力系統(tǒng)下可再生能源如何參與電力市場(chǎng)

朱嬋霞 奚巍民 陳 倩 周佳偉 潘杭萍

2022 年5 月14 日，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》（國(guó)辦函〔2022〕39 號(hào)），提出要穩(wěn)妥推進(jìn)新能源參與電力市場(chǎng)交易?？稍偕茉慈绾斡行⑴c電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)更合理的配置是當(dāng)前一個(gè)重要問(wèn)題。

國(guó)外可再生能源參與電力市場(chǎng)分析

國(guó)外通常是在國(guó)家層面先推出相關(guān)的法律法規(guī)來(lái)激勵(lì)和促進(jìn)可再生能源的發(fā)展，并提出比較具體的發(fā)展目標(biāo)作為要求。同時(shí)建立了相對(duì)成熟的電力市場(chǎng)機(jī)制和相應(yīng)的管理體制具體落實(shí)可再生能源參與電力市場(chǎng)，可再生能源在政策和市場(chǎng)機(jī)制配套下具備良好的發(fā)展環(huán)境，可再生能源的發(fā)展取得了較為不錯(cuò)的成效，2021 年德國(guó)和英國(guó)的風(fēng)、光裝機(jī)比例都已接近或超過(guò)整體裝機(jī)總量的一半，風(fēng)、光發(fā)電量占比也接近或超過(guò)整體發(fā)電量的1/4。

德國(guó)可再生能源參與電力市場(chǎng)分析

德國(guó)在可再生能源發(fā)展初期階段，就頒布了《可再生能源法（EEG）》。這是推動(dòng)德國(guó)可再生能源電力發(fā)展的重要政策推手，先后引入了可再生能源固定電價(jià)、財(cái)政補(bǔ)貼、招標(biāo)制度等多種不同形式的配套制度和市場(chǎng)化激勵(lì)機(jī)制，并且在可再生能源發(fā)展的過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況，《可再生能源法》不斷滾動(dòng)修訂具體的目標(biāo)和執(zhí)行方式以適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的調(diào)整，從而更加有效地發(fā)揮法律法規(guī)的頂層引導(dǎo)和規(guī)范作用。

德國(guó)工業(yè)發(fā)達(dá)，煤炭資源豐富，曾經(jīng)長(zhǎng)期依賴煤電，能源轉(zhuǎn)型和碳減排任務(wù)艱巨。德國(guó)發(fā)展可再生能源最早期是實(shí)行固定電價(jià)政策，主要是以可再生能源的發(fā)電成本確定上網(wǎng)電價(jià)為原則?？稍偕茉窗l(fā)展的空間來(lái)源于利潤(rùn)和技術(shù)兩個(gè)方面，利潤(rùn)主要來(lái)自固定補(bǔ)貼和EEG 附加費(fèi)，技術(shù)配套方面則獲得了強(qiáng)制入網(wǎng)和優(yōu)先并網(wǎng)權(quán)。在固定電價(jià)的政策機(jī)制下，可再生能源的收益有穩(wěn)定的保障，在一定程度上促進(jìn)了其在德國(guó)的快速發(fā)展，可再生能源所占比率從2000 年的6%上升到2014 年的28%。但由于可再生能源其自身的波動(dòng)性、不確定性高等特點(diǎn)，整個(gè)電力系統(tǒng)、特別是電網(wǎng)承擔(dān)了電量平衡方面的較多風(fēng)險(xiǎn)，該政策主要適用于可再生能源滲透率不高的場(chǎng)景。

當(dāng)?shù)聡?guó)可再生能源發(fā)展到一定程度時(shí)，由于德國(guó)的電力市場(chǎng)未設(shè)置容量市場(chǎng)，會(huì)出現(xiàn)尖峰高電價(jià)、負(fù)電價(jià)等較為強(qiáng)烈的市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)，給市場(chǎng)機(jī)制的設(shè)計(jì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。為提高可再生能源開發(fā)過(guò)程中的補(bǔ)貼利用率，德國(guó)在可再生能源的發(fā)展政策中引入了招標(biāo)制度，并規(guī)定了每年各類可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量的投標(biāo)量，提高了可再生能源發(fā)展過(guò)程中的市場(chǎng)化程度。在此過(guò)程中，德國(guó)對(duì)可再生能源的補(bǔ)貼政策曾經(jīng)有所反復(fù)，相繼經(jīng)歷了扶持、補(bǔ)貼退坡和繼續(xù)扶持的不同階段，一定程度上反映了可再生能源在發(fā)展過(guò)程中與電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、社會(huì)整體效益等相關(guān)方面的博弈，同時(shí)也反映了德國(guó)可再生能源發(fā)展過(guò)程中政策的靈活性，一直在根據(jù)可再生能源自身技術(shù)的發(fā)展和國(guó)家整體戰(zhàn)略目標(biāo)進(jìn)行不斷地優(yōu)化和調(diào)整，以更好地推進(jìn)可再生能源的良性生態(tài)發(fā)展，充分發(fā)揮配套機(jī)制、策略的激勵(lì)作用，以促進(jìn)可再生能源及電力系統(tǒng)技術(shù)的迭代更新。

英國(guó)可再生能源參與電力市場(chǎng)分析

英國(guó)在鼓勵(lì)可再生能源發(fā)展政策方面，先后有非化石燃料公約、公共事業(yè)法、可再生能源義務(wù)制度、上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼、差價(jià)合約等激勵(lì)手段。在英國(guó)可再生能源發(fā)展的不同階段中，這些政策各自起到了不同的作用，其中可再生能源義務(wù)制度是較為典型的可再生能源配額制形式，在電量中明確規(guī)定了可再生能源的比例，為可再生能源發(fā)電的發(fā)展留好了市場(chǎng)空間，并在一定程度上促進(jìn)了其發(fā)展。

可再生能源義務(wù)制度實(shí)施的同時(shí)同步建立了可再生能源證書（綠證）市場(chǎng)，使得可再生能源發(fā)電商利潤(rùn)空間來(lái)源于向批發(fā)電力市場(chǎng)出售電力和出售綠證的收入。由于裝機(jī)規(guī)模小的可再生能源發(fā)展空間較小，英國(guó)隨后補(bǔ)充實(shí)施了上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼制度，以推動(dòng)裝機(jī)容量規(guī)模較小的可再生能源發(fā)電市場(chǎng)有合適的生存空間，包括不超過(guò)5 兆瓦的水電、光伏發(fā)電、風(fēng)電和生物質(zhì)發(fā)電，激勵(lì)了一部分對(duì)小規(guī)?？稍偕茉促Y源的開發(fā)利用。在可再生能源義務(wù)制度政策下，成本風(fēng)險(xiǎn)可控、技術(shù)發(fā)展成熟的可再生能源發(fā)電在英國(guó)得到了較好的發(fā)展，可再生能源占總發(fā)電量的比例在2017年達(dá)到了29.6%，其中風(fēng)力發(fā)電占比11.6%，海上風(fēng)力發(fā)電占比6.2%。但是由于英國(guó)自身氣候地理?xiàng)l件限制，加之政治因素的影響及綠證、補(bǔ)貼等制度成本和交易成本的不斷上升，英國(guó)的可再生能源義務(wù)制度及配套機(jī)制對(duì)可再生能源發(fā)展目標(biāo)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、技術(shù)促進(jìn)、投資決策等方面的貢獻(xiàn)度漸趨平緩，適用程度逐漸減弱。2017 年后英國(guó)的可再生能源配額制政策取消，不再發(fā)放可再生能源義務(wù)證書，但已發(fā)證書依然保留20 年有效期，給執(zhí)行過(guò)的制度優(yōu)惠留下了一定期限的延續(xù)性。

英國(guó)在2014 年開始實(shí)施差價(jià)合約機(jī)制，可再生能源通過(guò)競(jìng)價(jià)的方式參與電力市場(chǎng)，可再生能源發(fā)電商與政府指定的差價(jià)合約訂約方簽訂差價(jià)合約，并規(guī)定執(zhí)行電價(jià)。以英國(guó)大不列顛地區(qū)日前市場(chǎng)各小時(shí)的區(qū)域電價(jià)為市場(chǎng)參考電價(jià)，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)。差價(jià)合約一定程度上保障了可再生能源的收益，促進(jìn)相關(guān)投資，同時(shí)引入競(jìng)爭(zhēng)，有效降低了高電價(jià)的發(fā)生機(jī)率。由于英國(guó)本身地理?xiàng)l件約束，電網(wǎng)網(wǎng)架相對(duì)薄弱，并且燃煤電站和老舊核電機(jī)組正在逐步關(guān)停、可再生能源比例不斷增加，電源可靠性裕度不夠，英國(guó)建立了容量市場(chǎng)以維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2022 年4 月，英國(guó)公布了新的能源安全戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略提出，到2030 年英國(guó)95%的電力將來(lái)源于低碳能源。英國(guó)具有廣闊的海岸線資源，發(fā)展海上風(fēng)電成為英國(guó)發(fā)展可再生能源的重要方向。在最新的能源安全戰(zhàn)略中，英國(guó)計(jì)劃到2030 年海上風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到50 吉瓦，氫能發(fā)電裝機(jī)達(dá)10 吉瓦，到2035 年太陽(yáng)能裝機(jī)容量增長(zhǎng)到70吉瓦，這也意味著英國(guó)的電力系統(tǒng)將面臨著更高滲透率的可再生能源場(chǎng)景和更高不確定性的電源出力。在能源電力轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，英國(guó)政府也在出臺(tái)持續(xù)推動(dòng)與可再生能源密切相關(guān)的電力市場(chǎng)政策，如促進(jìn)企業(yè)長(zhǎng)期購(gòu)電協(xié)議簽訂、加強(qiáng)可再生能源收入預(yù)期、可靠容量等方面的更新和調(diào)整，以達(dá)成電力系統(tǒng)脫碳的目標(biāo)。

我國(guó)可再生能源參與電力市場(chǎng)發(fā)展分析

我國(guó)于2005 年通過(guò)了《中華人民共和國(guó)可再生能源法》，并于2009 年進(jìn)行了一次修正，該法規(guī)定了國(guó)家實(shí)行可再生能源發(fā)電全額保障性收購(gòu)制度。2016 年國(guó)家發(fā)改委印發(fā)了《可再生能源發(fā)電全額保障性收購(gòu)管理辦法》，該辦法規(guī)定了可再生能源發(fā)電全額保障性收購(gòu)，是指電網(wǎng)企業(yè)（含電力調(diào)度機(jī)構(gòu)）根據(jù)國(guó)家確定的上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)和保障性收購(gòu)利用小時(shí)數(shù)，結(jié)合市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，通過(guò)落實(shí)優(yōu)先發(fā)電制度，在確保供電安全的前提下，全額收購(gòu)規(guī)劃范圍內(nèi)的可再生能源發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量。2019 年，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)了《可再生能源電力消納保障機(jī)制的通知》，其中對(duì)可再生能源的消納責(zé)任主體作了進(jìn)一步約束：電網(wǎng)企業(yè)、獨(dú)立售電公司、擁有配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)權(quán)的售電公司承擔(dān)與其年售電量相對(duì)應(yīng)的消納量；通過(guò)電力批發(fā)市場(chǎng)購(gòu)電的電力用戶和擁有自備電廠的企業(yè)承擔(dān)與其年用電量相對(duì)應(yīng)的消納量。同時(shí)，該通知也明確了在電力市場(chǎng)中，承擔(dān)消納責(zé)任的市場(chǎng)主體需要向電力交易機(jī)構(gòu)作出履行可再生能源電力消納責(zé)任的承諾。

目前，在我國(guó)電力市場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中，放開的大部分是火電等常規(guī)電源品種，新能源包括風(fēng)、光等非水可再生能源電量直接參與電力市場(chǎng)的相對(duì)較少。我國(guó)自2017 年以來(lái)推出的綠證制度主要是推進(jìn)可再生能源環(huán)境價(jià)值參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，并在2019 年鼓勵(lì)綠證可核發(fā)的范圍至平價(jià)項(xiàng)目。綠證具體的認(rèn)購(gòu)價(jià)格按照不高于證書對(duì)應(yīng)電量的可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼金額，由買賣雙方通過(guò)自行協(xié)商或者通過(guò)競(jìng)價(jià)兩種方式進(jìn)行確定。各級(jí)政府機(jī)關(guān)、事業(yè)單位、社會(huì)機(jī)構(gòu)和個(gè)人均可成為綠證市場(chǎng)的購(gòu)買主體，綠證購(gòu)買后不得二次銷售，綠證對(duì)應(yīng)電量不再享受國(guó)家可再生能源電價(jià)附加資金的補(bǔ)貼?？偟膩?lái)看，國(guó)內(nèi)實(shí)施的以非水可再生能源為主要對(duì)象的綠證交易受價(jià)格機(jī)制影響、自愿市場(chǎng)需求規(guī)模有限等因素制約，市場(chǎng)整體活躍度不高。

三部委在2020 年的《關(guān)于促進(jìn)非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》中，進(jìn)一步指出自2021 年1 月1 日起實(shí)行配額制下的綠色電力證書交易。2021 年5 月國(guó)家可再生能源信息中心正式啟動(dòng)了平價(jià)項(xiàng)目綠證核發(fā)工作，以減少補(bǔ)貼與綠證的掛鉤程度，促進(jìn)綠證交易的市場(chǎng)化程度。截至2021 年底，我國(guó)風(fēng)、光可再生能源裝機(jī)占比已達(dá)26.8%，風(fēng)、光可再生能源發(fā)電量占比已達(dá)11.8%，我國(guó)可再生能源的發(fā)展得到了進(jìn)一步提升，但也開始出現(xiàn)可再生能源最低消納責(zé)任權(quán)重指標(biāo)未完成的省份，可再生能源消納保障機(jī)制的實(shí)施在部分地區(qū)難以落實(shí)到位。2021 年6 月，我國(guó)開始試點(diǎn)以風(fēng)電、光伏等綠色電力產(chǎn)品為標(biāo)的物、電力中長(zhǎng)期交易框架下的綠電交易，將綠電與綠證進(jìn)行捆綁，為有綠色電力消費(fèi)需求的市場(chǎng)主體提供了新的電力市場(chǎng)交易品種，同時(shí)在自愿綠證交易“ 證電分離 ”模式外并行呈現(xiàn)了綠電交易“ 證電合一 ”模式，但綠證、綠電交易非水可再生能源發(fā)電發(fā)展過(guò)程中的配額制銜接關(guān)系尚不清晰，并且存在條線機(jī)制重復(fù)的情況。

在現(xiàn)貨市場(chǎng)方面，2017 年國(guó)家電網(wǎng)有限公司正式啟動(dòng)了跨區(qū)域省間可再生能源電力現(xiàn)貨交易，有效促進(jìn)了可再生能源在全國(guó)范圍內(nèi)的優(yōu)化配置。同時(shí)在山西、甘肅等風(fēng)光資源較為豐富的省份地區(qū)，可再生能源電力也開始試點(diǎn)參與現(xiàn)貨交易，探索了“ 全電力優(yōu)化、新能源優(yōu)先 ”加實(shí)時(shí)市場(chǎng)熔斷機(jī)制、“ 全電量集中競(jìng)價(jià) ”加新能源“ 報(bào)量報(bào)價(jià) ”等市場(chǎng)設(shè)計(jì)原則，為促進(jìn)新能源特別是可再生能源的消納，發(fā)揮市場(chǎng)的優(yōu)化配置作用取得了一些成效，但同時(shí)也出現(xiàn)了由于可再生能源出力不確定性大、發(fā)電峰谷與用電峰谷不匹配而產(chǎn)生的負(fù)電價(jià)、不平衡費(fèi)用等現(xiàn)象，需要通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)貨市場(chǎng)的設(shè)計(jì)來(lái)加以改善。

德國(guó)、英國(guó)、中國(guó)可再生能源電力發(fā)展政策法規(guī)、市場(chǎng)機(jī)制分析情況見表。

新型電力系統(tǒng)下可再生能源參與電力市場(chǎng)建議

風(fēng)、光等可再生能源受氣候變化影響明顯，存在出力不確定性高、波動(dòng)性大等典型問(wèn)題，導(dǎo)致電力供應(yīng)緊張、電力系統(tǒng)安全運(yùn)行不穩(wěn)定、棄風(fēng)棄光等實(shí)際情況同時(shí)存在。建議可從國(guó)際經(jīng)驗(yàn)中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，探索適合我國(guó)可再生能源發(fā)展的電力市場(chǎng)相關(guān)政策、機(jī)制、體制建設(shè)，促進(jìn)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型。

國(guó)外可再生能源發(fā)展情況較好的國(guó)家一般都是通過(guò)明確的規(guī)劃引領(lǐng)，加上強(qiáng)制性的配額制，確定長(zhǎng)期建設(shè)目標(biāo)和分年實(shí)施計(jì)劃，并積極引入招標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制選擇投資方，同時(shí)會(huì)根據(jù)可再生能源不同發(fā)展階段調(diào)整固定電價(jià)、差價(jià)合約、溢價(jià)補(bǔ)貼等不同的激勵(lì)方式或價(jià)格機(jī)制作為配套，以提高可再生能源建設(shè)投資的積極性。建議我國(guó)可根據(jù)不同地區(qū)可再生能源資源稟賦情況、技術(shù)發(fā)展利用情況等，推動(dòng)完善各地可再生能源發(fā)展規(guī)劃滾動(dòng)編制機(jī)制，并出臺(tái)適合本地區(qū)可再生能源發(fā)展的配套政策，在此基礎(chǔ)上合理確定短期、中長(zhǎng)期可再生能源的建設(shè)規(guī)模。在可再生能源建設(shè)投資方面有序引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，對(duì)大型風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目，可通過(guò)集中招標(biāo)等形式選擇投資方。

表 德國(guó)、英國(guó)、中國(guó)可再生能源電力發(fā)展政策法規(guī)、市場(chǎng)機(jī)制分析情況

在可再生能源市場(chǎng)交易方面，國(guó)際經(jīng)驗(yàn)做法是鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電參與中長(zhǎng)期市場(chǎng)交易和現(xiàn)貨交易。中長(zhǎng)期市場(chǎng)提前鎖定收益，現(xiàn)貨市場(chǎng)助力挖掘更高的市場(chǎng)價(jià)值，形成可再生能源發(fā)電不斷調(diào)整出力、匹配負(fù)荷的發(fā)展機(jī)制，激勵(lì)可再生能源發(fā)電不斷提升負(fù)荷預(yù)測(cè)和管理水平。建議我國(guó)可根據(jù)不同地區(qū)現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)情況穩(wěn)妥推進(jìn)可再生能源發(fā)電進(jìn)入現(xiàn)貨市場(chǎng)，完善相關(guān)交易規(guī)則，積極推動(dòng)可再生能源發(fā)電在預(yù)測(cè)出力準(zhǔn)確性方面的能力建設(shè)，加強(qiáng)可再生能源相關(guān)市場(chǎng)主體與氣象機(jī)構(gòu)的合作，鼓勵(lì)可再生能源電力相關(guān)市場(chǎng)主體提供輸電、計(jì)量和交易結(jié)算等技術(shù)支持，探索建設(shè)基于區(qū)塊鏈等技術(shù)應(yīng)用的交易平臺(tái)，支持分布式發(fā)電（含儲(chǔ)能）與同一配電網(wǎng)內(nèi)的電力用戶通過(guò)電力交易平臺(tái)就近進(jìn)行交易?？稍偕茉窗l(fā)電進(jìn)入現(xiàn)貨市場(chǎng)可配套采取“ 溢價(jià) ”補(bǔ)貼或差價(jià)合約的方式，規(guī)避市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，并給予適當(dāng)?shù)募?lì)。

國(guó)際上一般還通過(guò)完善的輔助服務(wù)市場(chǎng)為高比例可再生能源的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)提供支撐，為靈活性手段的應(yīng)用引入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。在系統(tǒng)容量充裕度提升方面，各國(guó)因國(guó)情、資源稟賦等因素采取了不同的處理方式，如建立容量市場(chǎng)、采用容量補(bǔ)償機(jī)制等。同時(shí)還通過(guò)綠證市場(chǎng)、碳市場(chǎng)等關(guān)聯(lián)市場(chǎng)對(duì)可再生能源的發(fā)展起到直接或間接的促進(jìn)和激勵(lì)作用。建議我國(guó)可建設(shè)以實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)為基礎(chǔ)或以招標(biāo)為基礎(chǔ)的調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓、快速爬坡、黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)市場(chǎng)。輔助服務(wù)市場(chǎng)主體可包括傳統(tǒng)電源、靈活負(fù)荷、儲(chǔ)能、區(qū)域性質(zhì)的虛擬電廠等多元化的靈活資源。建議對(duì)于沒有享受“ 溢價(jià) ”等補(bǔ)貼的可再生能源發(fā)電，可加入綠證市場(chǎng)，形成合理的綠色價(jià)值收益。在電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)銜接方面，逐步完善電-碳市場(chǎng)的頂層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)和機(jī)制的貫通，在促進(jìn)綠色電力發(fā)展的同時(shí)，一方面要厘清綠電交易和綠證交易之間的銜接關(guān)系；另一方面也要避免綠電交易、綠證交易等環(huán)境收益再以其他形式在碳市場(chǎng)售賣?？梢詧@區(qū)為試點(diǎn)單位進(jìn)行分布式光伏的整體開發(fā)，培育分布式能源聚合商、綜合能源服務(wù)商，整合分布式能源打捆參與綠電交易。