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新時代轉型環境下的電力市場建設

發表時間:2018/2/9 10:06:35


北極星售電網訊: 黨的十九大報告提出:要“堅持綠色發展理念 ”。綠色發展理念為我國經濟轉型指明了方向,我國只有推動從化石能源為主的工業文明向清潔能源利用為主的生態文明轉變,建設現代能源體系,才能推動經濟發展的根本轉型。

一個國家的經濟轉型定位目標是由當期需要解決的社會發展主要矛盾所決定的。回顧我國社會發展與改革進程,歷次時代轉型均符合這個規律,使今日的中國成為世界第二大經濟體,多領域科學技術領先世界。新中國成立之初,經濟社會的主要矛盾是物質嚴重短缺,生產力嚴重低下,國家與人民的生存與脫貧是主要發展目標。改革開放時期,我國的主要矛盾是經濟基礎和技術嚴重落后,主要發展目標是實現基本小康生活,當時經濟發展需要的三要素:資本、技術和人力資源嚴重不足,成為經濟發展的瓶頸,對內改革、對外開放是突破瓶頸的唯一路徑。今天,綠色能源發展新時期,我國經濟總體要求是從高速增長轉為高質量發展,經濟發展不平衡、不協調是主要矛盾,環境約束成為社會發展的瓶頸,質量提高、效益提升和發展動能轉換是促進綠色發展,全面進入小康社會的必由之路。由上述可見,我國經濟社會轉型過程就是生產關系與生產力不斷調整與適應的過程,是體制機制與市場關系的相互促進與完善的過程,也是加大國內外開放力度、不斷融入更大經濟發展空間的過程。

能源轉型是經濟轉型的關鍵

人類文明從原始文明到農業文明,到工業文明,再到如今的生態文明,生產形態從刀耕火種到小手工業形態,到大工業時代,再到如今的信息與智能互聯時代,促進人類社會由量變到質變的關鍵是技術突變帶來的能源利用方式的不斷轉變。當前,可利用的能源載體趨于多樣化,將一次能源形式轉換成二次能源形式方式,以及二次能源各種形式的互相轉換均出現了大跨越式發展,智能互聯網與儲能技術的快速發展,更是改變了人類對能源轉換利用方式的根本性變化,能源集中供應基地將與分布式、移動式能源站(點)相結合。人類經濟、生活活動以及生產方式因此而產生相適應的新業態。顯然,這一切本質上就是人類技術創新的結果,從某種角度上說,也是能源轉型創新發展演化的結果。

通過技術創新實現能源轉型是實現現代經濟產業系統的必要條件。當前,能源轉型發展的首要任務是加快環境約束條件下的科技創新與市場化體制改革,促進建立雙向可互動、多源可互補、穩定可調節的供應體系和高效節約的消費體系,這是與現代經濟體系相適應的現代能源體系主要內容。

要建設現代能源體系、實現能源轉型發展,就是推進落實能源四個革命。能源四個革命分別是能源消費革命、能源供應革命、能源技術革命和能源體制革命。能源消費革命是能源轉型發展的切入點,是通過市場機制,將能源終端納入現代能源系統,集成消費、供應及其雙向響應,實現綠色、智慧利用,提高能源利用效率。能源供應革命是能源轉型發展的核心,是以加快實現電能對煤炭替代、清潔能源對油氣化石能源替代為途徑,促進能源供應集中與分布式結合、多元化能源綜合梯級可循環利用,實現人類擺脫能源總量、環境約束的終極目標,由此帶來對傳統能源生產企業從組織體系、管理模式、體制機制、生產業態的漸變式革命。能源技術革命是能源轉型發展的手段與催化劑,以技術創新推動能源系統信息化與智能化,實現多種能源在四維時空以及供應與消費鏈上的互濟互補,供需彈性平衡,提升能源利用效率與經濟效益。能源體制革命是能源轉型發展的推動力。將電力消費用戶納入市場主體,成為啟動并活躍市場主體的鯰魚,回歸電力商品交易本質,促使能源生產供應傳統企業不再依賴市場壟斷、資源壟斷或價格壟斷,努力適應新技術與市場環境下的供需關系,讓市場發現能源各品種以時序、位置為變量的價格函數,倒逼政府部門加快建立完善的市場規則和監管機制,保障市場公平、公正有序競爭。能源四個革命從電力領域來看,就是促進電力供應側企業以精準服務終端消費為目的,實現有效投資、綠色運營,鼓勵終端用戶改變能源利用方式,加快全產業鏈的節能、提效、綠色能源消費的轉型和全社會智能化建設。

能源消費轉型發展新態勢

能源消費總量增速趨緩是能源轉型的契機。我國經濟發展階段正在向后工業化階段轉型,技術創新與進步使各個行業的能源利用效率水平大幅度提高,具有資金密集型和能源高強度投入屬性的基礎材料業生產比重有所降低,全社會經濟發展的質量和能效在加快提高,經濟發展對能源投入需求的依賴在減弱。改革開放以來四十年來,燃煤電廠的能源轉換和電力輸送效率均提高了30%以上;全球金融危機后2010年以來的7年間,鋼鐵冶煉能效年均提高一個百分點,水泥提高大致1.5個百分點,公路運輸以及新建建筑能效更是以年均1.8個百分點的幅度大踏步提高。全國歷年平均單位GDP能耗、電耗變化趨勢見圖1。

 

能源消費方式在轉型。“十二五”以來,水電、風電和太陽能發電對我國能源消費增量的貢獻很大,2010年-2016年期間貢獻率達到了32%,這必然加速了全社會電氣化水平的提升,另外技術創新也促進了終端能源消費向以電力為核心的方式轉型,電能在終端能源消費中的比重在加快提高,目前已經超過歐美發達國家水平。

 

多元互補梯級優化利用是現代能源系統轉型的方向。建立綜合能源優化系統以安全、清潔以及能效提高、經濟效益提升為系統優化的總體原則,通過互聯網、大數據、人工智能與實體經濟深度融合,實現開發、轉換、儲備、運輸、調度、消費等多個環節跨能源品種、多時空協同,以及智能化的可調、可測、可控。當然,建立綜合能源優化系統,還需要政府部門加大對綜合能源業務監管下的放權,能源企業的業務要向綜合化、服務化轉型,促進能源不同品種、能源物理商品與金融、碳排放、綠證等多種市場交易的交互對沖,增強有效競爭條件下的市場活力。綜合能源優化系統示意圖見圖3。

 

圖 3綜合能源優化系統示意圖

現代智能電力系統是能源轉型升級的核心。現代智能電力系統形態主要是匯集大煤電、大水電、大風電基地電力電量的公共電網與擁有分布式、清潔能源供應的有源微電網之間相互支持與補充,呈現電源集中與分布式并舉,能源資源調節互濟,供應與消費雙向互動,實物電力供應與虛擬電力(需求響應)、儲能電力調節交織,系統各環節靈活彈性(柔性)等特點。微電網是處于現代智能電力系統末端的有源負荷,俗稱電力系統有源細胞,由分布式電源、用電負荷、配電設施、監控和保護裝置等組成的小型發配用電系統組成,可實現自我控制和自治管理,具備微型、清潔、自治、友好、源—網—荷一體運營等特征。微電網可分為并網型和獨立型(離網、孤島運行)兩類,并網型微電網通常與外部電網聯網運行,且具備并、離網切換控制與獨立運行能力。微電網或微能源網是能源轉型突破口,是能源消費面向用戶端定制化服務的平臺。能源供應轉型面臨轉型考驗

首先,電力供應面臨化石能源轉型的剛性約束。2015年,我國非化石能源消費占比12%,可再生能源發電量占比23.8%,非水可再生能源占比4.4%。“十三五”能源規劃中剛性約束指標明確要求,到2020年,我國非化石能源消費占比15%,可再生能源發電量占比29.1%,非水可再生能源占比12%。剛性約束條件下,電力供應必須轉變以煤電為核心的發展戰略,加大水電、風電及太陽能發電等清潔能源比重,才能實現能源發展戰略目標,但是我國以煤為主的能源資源稟賦特征對能源轉型帶來了嚴重的考驗,簡單照搬西方國家經驗業是不可取的。德國采取的是非水可再生能源發展戰略,即加快去核電,逐步去煤電,提高非水可再生能源比重。法國和英國采取的是非化石能源、清潔能源發展戰略,即逐步去煤電,穩步發展核電,逐步提高非水可再生能源比重。美國采取的是清潔能源發展戰略,即穩步發展核電和水電,逐步去煤電,提高氣電(包括頁巖氣)和非水可再生能源比重。俄羅斯主要發展油氣和水電。日本和韓國在資源約束條件下采取清潔能源穩步發展戰略,逐步發展氣電和可再生能源。另外,歐美發達國家與鄰國的電力交換量占全國發電(消費)量比重較高,例如2015年,中國、美國、德國發電量占世界總發電量比例分別為25.6%、17.6%和2.7%,三個國家與周邊鄰國交換電量占世界各國與鄰國交換總量的比重分別為2.3%、7.3%和8.5%,顯然歐美國家與周邊國家電力交互規模相對較大,借助鄰國在時序和能源品種間的調劑能力較強。中國龐大的能源消費總量不可能依靠與周邊國家調劑以解決調節問題,顯然中國能源轉型之路有別于西方發達國家。

我國煤電比重高,是資源稟賦的體現,也是大工業化階段對電力高速增長需求的體現。2003年廠網分開電力改革以來快速發展的煤電支撐了我國經濟飛速發展,2003年至我國經濟轉型起始的2012年間,火電量增長對應GDP(剔除價格因素)增長的彈性系數接近1。然而為中國經濟發展做出巨大貢獻的煤電產業正在經受能源轉型的嚴酷歷練。隨著經濟增速對電力消費需求增速關系的解耦以及清潔能源發電的飛速發展,煤電的主體能源供應地位正在逐步轉型為保障新能源發展與電力安全供應能力能源,公共煤電機組利用小時較低已經成為常態;超低排放與靈活調峰要求煤電機組加大技術改造力度,使之成為清潔、可調峰機組。然而市場定位的調整、技術改造的資金投入和環保設施運行的成本,均未能在發電市場中予以補償,加上煤炭去產能形成的“計劃煤”高漲和“市場煤電”上網價格的一路下跌,煤電虧損面在不斷擴大。

清潔高效電力產能難以有效釋放。西南水電 “棄水”規模連續兩三年超過300億千瓦時,新投水電因建設成本高而失去市場競爭優勢;風電、太陽能發電在2017年實現了“棄電率”和“棄電量”雙降,但隨著風電、光伏裝機規模快速發展,西北地區風電基地投資運行企業依然棄電嚴重、虧損加劇,各地風電價格正在逐步逼近上網平價,其跨區跨省交易和發電權交易價格接近地板價,光伏發電面臨補貼退坡后企業效益回落的趨勢,新能源投資邊際利潤在快速下降。

大型發電企業能源轉型道路崎嶇。我國大型發電企業發電量占全國比重接近70%。從資源結構看,這些大型發電企業擁有的可再生能源發電裝機比重低于全國平均水平, “十三五”期間大型風電、光伏發電基地因發電消納困難而受到進一步開發的制約,分布式可再生能源發電由于規模小、地緣關系復雜,又難以獲取相應的資源,對大型發電企業而言非水可再生能源發電量比重達到15%的配額要求難度很大。已啟動兩年的電力市場交易中,大型發電公司踴躍參與成為售電主體,導致五大發電集團市場電量比重高于全國平均水平26%近9個百分點,為我國供應側改革降低社會成本幾乎奉獻了全部的利潤,企業轉型能力在弱化。同時,受多年傳統電力產業投資、運行方式及其相應的人力資源結構束縛,面向終端用戶能源消費精細化、定制化服務不適應,在區域綜合能源、分布式能源、微能源網以及新型配電網的投資開發與商業模式創新方面不及社會資本強有力的競爭力,銷售電量、用戶區域被各種能源轉型和市場化建設試點在蠶食。

電力改革是經濟轉型發展的需要

發達國家的電力改革起步于工業化基本完成時期,這些國家的電力市場建設是一個不斷完善的過程。20世紀70年代,歐美國家工業化基本完成,由于石油危機爆發,能源電力供應過剩,消費側希望降低用能成本,電力工業開啟了探索效益最優化目標的電力市場化改革,建立了供應側與需求側平等參與的市場。21世紀初,美國加州大停電危機引發對電力市場化改革的反思,以實現效率和發展并重、競爭和風險防范同步兼顧、集中優化效益和自由選擇效益兼容、充分競爭與規范化監管為目的的第二輪電力改革開始。現階段,隨著新能源利用技術快速發展,各國普遍將新能源發展作為新的經濟增長點,隨機波動的風電、光伏發電量進入市場,改變了傳統能源發電的供需平衡關系、不同能源利用效率及其經濟性,相應地促進清潔能源建設發展與消納的電力市場在不斷建設之中。

我國電力改革始于經濟改革開放初期。第一階段是投資改革探索階段(1978年至1997年),在全國嚴重缺電且投資嚴重不足情況下,采取國際資本大規模引進、省為實體集資辦電、海外上市政策刺激、高耗能企業自備電廠投資放開等政策,有限開放了電源建設投資領域。第二階段是政企分開改革階段(1997年至2002年),主要進行了政企分開管理、創立了國家電力公司,實現了企業效益精細化管理。第三階段是廠網改革階段(2002年至2015年),廠網分開,引入投資競爭,打破發電市場壟斷格局,發電側市場主體多元化,發電工程造價顯著下降,我國發電裝機容量高速增長,獨立電力監管機構日益成熟。第四階段是電力市場化建設探索階段(2015年至今),“管住中間、放開兩頭”,發電市場與售電市場對接,兩年來各地市場交易日趨活躍,交易品種在不斷豐富,市場化電量規模快速擴大,市場化率逐年快速提升,發電和輸配電企業向社會出讓的效益規模遠超預期。

轉型環境下電力市場要素及其分析

電力的特殊商品屬性導致電力市場既有共性要素又有特性要素。電力市場共性要素主要有:市場主體,包括生產者、消費者、貿易商;商品,包括實物與金融、信息產品;物流,包括輸電、信息通道;交易與場所(平臺),即電力交易中心(包括可能實施現貨交易的調度中心)。此外,還有相關的法律、規章、市場信用,計量手段與公正監管等。

電力市場特性要素主要包括交易規則、電價體系、通道安全校核、供需平衡的調節與控制、發電權和用電權及其優先次序、具有時點和位置標志的負荷曲線等。

從共性和特性要素看,又可以分類為國家政策法規、企業體制與市場機制(宏觀層面),金融體系與資金流動、貿易規則(經濟層面)、源—網—荷平衡與信息交互(企業及其商品層面),各類各種要素在四維時空中的各種組合與競爭,就是電力市場呈現出來的五彩繽紛甚至感覺亂象叢生的形態,尤其是電力市場建設初期的當前。

市場主體培育要與國企改革、綠色發展、市場建設相結合。電網企業要創新三集五大管理體制,加強人才隊伍建設,用事業留英才,針對輸電、配電業務不同性質,牢牢抓住非競爭性輸電業務,加大投資效益管理和網損管理,通過提高終端配電業務服務能力,搶占電量份額,黏住終端用戶;針對配電業務正在逐步成為社會競爭業務這個趨勢,可以聯合社會資本,籌劃配電業務基礎上的綜合能源服務內容,形成以區域配電為核心的綜合能源系統,發揮技術優勢和網絡優勢,打造智能化服務高地。發電企業要創新管理體制及人才培育方式;堅持箱能源多元化綜合供應轉型方向發展,將生產業與服務業、集中發電與分布式發電、電量效益與市場競價效益相結合;制定集團本部、各專業公司、跨區分公司與各地售電公司之間有機銜接、優勢互補、風險分擔的系統性戰略。社會多元化資本企業的售電業務應堅持走專業化、標準化、精準化、組合化和綜合化道路;增量配電網投資運營企業的商業模式、產業布局要平臺化;存量小配電網企業應通過微網、多能互補、綜合能源的運行與服務轉型,實現與大電網雙向友好。

新興售電公司的培育應有政府引導與有序規范準入市場規則為管制。售電企業按擁有資產的性質,可劃分為擁有公共電廠、自備電廠的大型發電企業售電公司,擁有多能互補綜合能源、分布式能源、儲能和需求側響應的區域性、園區式能源電力供應側售電公司,擁有能源供應與用戶負荷集成的售電公司,擁有配電資產的供電企業,以及上述各類組合的售電公司等等。按與用戶交集的業務性質,又可分類為以售電交易為主和以服務為主的售電公司。以售電交易為主業的公司可以分類為自有電力電量商品與金融商品(例如發電權等)的直接交易型、批發轉零售型、用戶渠道維護型;以服務為主售電公司主要有以用戶側電氣設備維護運行、節能改造與需求側平臺運行維護業務為切入點。

促進終端彈性、綠色、高效用能用電,才是售電公司拓展市場的商業盈利模式,是能源高效利用的增量市場。電能管家服務是社會資本企業介入售電業務敲門磚也是業務可持續發展的平臺。售電與終端能源服務業結合是激活發電、供電企業轉型的鯰魚,是激發供電企業從生產企業逐步向供應與服務轉型的通道。

電力市場化建設發展時序預想

本輪電力市場化建設發展可以分為四個階段。

第一階段是準備與發動階段(2015年底至2017年)。主要任務是組建交易中心、建立中長期直接交易試點、明確雙軌制下市場電量試點范圍、明確雙軌制下購售電市場主體試點范圍、啟動核定輸配電價工作等。

第二階段是擴大市場范圍、增加交易品種階段(2017年至2018年)。主要任務有:建立并擴大輔助服務試點,啟動現貨交易試點;擴大雙軌制下市場電量比重、市場主體范圍,擴大交易品種,豐富交易方式;培育多元化購售電側市場主體;啟動配電環節混和所有制改革;調整交易中心股權結構;擴大市場交易區域范圍;啟動市場交易信用體系建設;核定分電壓等級配電電價,啟動各類輸電價格核定工作等。

第三階段是深化改革階段(2018年至2019年)。主要內容包括:逐步開展延伸到終端用戶(綜合能源園區、微網等)的配電價格核定;各類輸電價格核定;深化配電改革;擴大輔助服務交易和現貨交易范圍;進一步建設完善市場交易信用體系,探索市場第三方機構(包括交易、調度等)體系及其運行方式等。

第四階段是市場化體制機制基本確立階段(2019年至未來)。主要內容包括:建立發電容量市場;完善電能量市場以及中長期、現貨、輔助服務交易市場;全面推動清潔能源配額制交易,研究電力期貨市場;形成并實施輸電、配電價格核定后評價機制;形成完善的終端用戶配電價格;探索形成符合各地區、各區域乃至全國資源優化配置的各類第三方機構(包括交易、調度等)體系及其運行方式等。

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