電力工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，不僅關(guān)系到國家經(jīng)濟安全的戰(zhàn)略問題，也與人們的日常生活、社會穩(wěn)定密切相關(guān)，因此電力市場改革必須慎之又慎。市場化后的電力系統(tǒng)成為復(fù)雜的“工程——經(jīng)濟”耦合系統(tǒng)，也是目前世界上規(guī)模最龐大、因素最復(fù)雜、資金和技術(shù)最密集的人造工業(yè)系統(tǒng)計。

 

作為一種行業(yè)經(jīng)濟體制，電力市場的模式和交易機制與各國的政治經(jīng)濟制度、法律環(huán)境、文化背景、工業(yè)發(fā)展水平等密切相關(guān)，不存在一成不變的所謂“普世真理”。近年來，國外電力市場的問題紛紛浮出水面，也印證了這一點：

 

近期美國能源部與各大區(qū)域電力市場運營商ISO/RTO就電力市場價格形成機制等問題發(fā)生激烈爭論。2017年9月28日美國能源部長R. Perry(里克˙佩里)給聯(lián)邦能源管理委員會(FERC)的信中提到，美國電力市場的短期市場可能無法提供充分的價格信號，以確保合理的長期容量投資。

 

此外，當(dāng)前的批發(fā)市場價格形成機制也受到質(zhì)疑，甚至被認(rèn)為已威脅到美國電網(wǎng)安全和國家安全。里克˙佩里敦促FERC立即采取行動，確保不同類型發(fā)電廠的可靠性和彈性得到充分估價，并制定新的市場規(guī)則實現(xiàn)這一緊迫目標(biāo)。

 

美國能源部給FERC的通知(Grid Resilience Pricing Rule, Docket No. RM17-3-000)則對煤電、核電過早退役給電網(wǎng)彈性帶來的威脅等問題進(jìn)行了進(jìn)一步闡述，并提到現(xiàn)有的容量市場不能確保足夠可靠的電力供應(yīng)。

 

此前美國能源部報告重點研究了當(dāng)前電力批發(fā)市場的問題及其與電網(wǎng)可靠性/彈性的關(guān)系，建議FERC應(yīng)加快與聯(lián)邦、RTO / ISO和其他利益相關(guān)方的合作，改革集中組織的電力批發(fā)市場的價格形成機制。報告明確了幾個亟需研究的課題，特別是市場結(jié)構(gòu)和公平合理的定價機制，以確保電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟性的實現(xiàn)。

 

作為對里克˙佩里部長要求的回應(yīng)，2017年10月4日，聯(lián)邦能源管理委員會發(fā)出電網(wǎng)可靠性和彈性定價的文件(Grid Reliability and Resilience Pricing, Docket No. RM18-1-000)征求各方意見。由于認(rèn)為能源部理由不充分，2018年1月8日，聯(lián)邦能源管理委員會暫停市場規(guī)則的修改并啟動一項新的對各大RTO/ISO所運營區(qū)域的大電網(wǎng)彈性進(jìn)行評估的行動。R. Perry部長當(dāng)日即在美國能源部官網(wǎng)上(https://www.energy.gov)作出回應(yīng)：“我感謝聯(lián)邦能源管理委員會所作的考慮和努力，以進(jìn)一步評估使我們的電網(wǎng)的長期彈性面臨風(fēng)險的市場扭曲。按照原先的意圖，我的提案啟動了關(guān)于電力系統(tǒng)彈性的全國性辯論。但毫無疑問的是，多樣化的燃料供應(yīng)，特別是現(xiàn)場燃料供應(yīng)能力，在為美國人提供可靠、有彈性和價格可承受的電力方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，特別是在我們現(xiàn)在看到的與天氣有關(guān)的緊張時期。我期待繼續(xù)與聯(lián)邦能源管理委員會委員們合作，以確保電網(wǎng)的健全。”

 

歐盟在2016年12月公布的新電力市場設(shè)計方案中尖銳指出：“當(dāng)今能源市場規(guī)則是為了滿足過去火力發(fā)電為主和沒有需求側(cè)響應(yīng)的能源系統(tǒng)而設(shè)計的。”由于光伏、風(fēng)電低邊際成本的特點，將火力發(fā)電在以邊際成本為基礎(chǔ)的現(xiàn)貨競價交易中擠出，使市場出清價格降低，甚至出現(xiàn)負(fù)值，導(dǎo)致火力發(fā)電難以生存。

 

而同時，光伏和風(fēng)電的不可預(yù)測性、波動性，給電力系統(tǒng)的安全可靠性和靈活性帶來了挑戰(zhàn)。在2012年11月到2013年2月歐盟針對電力市場問題的調(diào)查中，被調(diào)查者一致認(rèn)為，確保市場更健康地運行和市場進(jìn)一步融合對于電力安全供給十分關(guān)鍵，對現(xiàn)有市場設(shè)計是否能夠充分吸引投資以保障發(fā)電容量充裕度則觀點各異。相當(dāng)多觀點認(rèn)為，可再生能源的補貼機制、優(yōu)先發(fā)電和電力平衡責(zé)任缺失扭曲了市場。

 

澳大利亞電力市場現(xiàn)貨價格劇烈波動，而且只要有機組跳閘，現(xiàn)貨價格就猛漲，用戶需要為機組跳閘買單。2016年9月28日，臺風(fēng)和暴雨等極端天氣襲擊了新能源發(fā)電占比高達(dá)48.36%的澳大利亞南部地區(qū)電網(wǎng)，最終導(dǎo)致全南澳大利亞州大停電，50小時后才全部恢復(fù)供電。這是世界上第一次由極端天氣誘發(fā)新能源大規(guī)模脫網(wǎng)導(dǎo)致的電網(wǎng)大停電事故。

 

在澳大利亞國家電力市場中，發(fā)電機組需在現(xiàn)貨市場競價以滿足實時負(fù)荷需求，并舍棄出清后剩余的發(fā)電機組，因此報價越低的發(fā)電廠中標(biāo)幾率越大。電力市場環(huán)境下報價低的風(fēng)電侵占報價高的燃?xì)鈾C組發(fā)電空間、大規(guī)模安裝光伏自發(fā)電系統(tǒng)導(dǎo)致用電負(fù)荷減少、天然氣市場波動及輸送管道地緣格局不利等因素導(dǎo)致南澳電網(wǎng)燃煤機組及燃?xì)鈾C組大量退出運行。隨著燃煤燃?xì)鈾C組數(shù)量減少，南澳電網(wǎng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量逐年減少。“9.28”事故當(dāng)日南澳系統(tǒng)慣量呈現(xiàn)歷史最低，頻率振蕩時間最短、切機容量最大，是導(dǎo)致大停電事故的重要原因。

 

 

① 電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行需要保持多樣化的發(fā)電機組類型，當(dāng)前電力市場設(shè)計雖然對新能源有利，但對傳統(tǒng)電源沖擊過大，無法確保電力系統(tǒng)的長期可靠性與彈性;

 

② 電力市場需要對靈活性資源合理定價，才能保障可再生能源的消納，但當(dāng)前電力市場設(shè)計無法對靈活性資源提供合理的經(jīng)濟激勵。因此，歐美在20多年的電力市場運營經(jīng)驗基礎(chǔ)上，進(jìn)行了各種各樣的更新和嘗試。

 

總之，世界上并沒有一個完美的電力市場設(shè)計方案，各國電力市場仍都在不斷實踐中逐步修改和完善。因此別國市場模式雖可借鑒但無法照搬，而經(jīng)濟學(xué)教科書上的理論也難以直接應(yīng)用于實際市場設(shè)計。這些問題在理論與實踐上都是我國電力市場設(shè)計亟需解決的重大挑戰(zhàn)。

 

(作者系華南理工大學(xué)電力經(jīng)濟與電力市場研究所所長)

 

原標(biāo)題:認(rèn)識要清楚！沒有完美的電力市場設(shè)計可以照搬