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新时代转型环境下的电力市场建设

党的十九大报告提出:要“坚持绿色发展理念 ”。绿色发展理念为我国经济转型指明了方向,我国只有推动从化石能源为主的工业文明向清洁能源利用为主的生态文明转变,建设现代能源体系,才能推动经济发展的根本转型。

一个国家的经济转型定位目标是由当期需要解决的社会发展主要矛盾所决定的。回顾我国社会发展与改革进程,历次时代转型均符合这个规律,使今日的中国成为世界第二大经济体,多领域科学技术领先世界。新中国成立之初,经济社会的主要矛盾是物质严重短缺,生产力严重低下,国家与人民的生存与脱贫是主要发展目标。改革开放时期,我国的主要矛盾是经济基础和技术严重落后,主要发展目标是实现基本小康生活,当时经济发展需要的三要素:资本、技术和人力资源严重不足,成为经济发展的瓶颈,对内改革、对外开放是突破瓶颈的唯一路径。今天,绿色能源发展新时期,我国经济总体要求是从高速增长转为高质量发展,经济发展不平衡、不协调是主要矛盾,环境约束成为社会发展的瓶颈,质量提高、效益提升和发展动能转换是促进绿色发展,全面进入小康社会的必由之路。由上述可见,我国经济社会转型过程就是生产关系与生产力不断调整与适应的过程,是体制机制与市场关系的相互促进与完善的过程,也是加大国内外开放力度、不断融入更大经济发展空间的过程。

能源转型是经济转型的关键

人类文明从原始文明到农业文明,到工业文明,再到如今的生态文明,生产形态从刀耕火种到小手工业形态,到大工业时代,再到如今的信息与智能互联时代,促进人类社会由量变到质变的关键是技术突变带来的能源利用方式的不断转变。当前,可利用的能源载体趋于多样化,将一次能源形式转换成二次能源形式方式,以及二次能源各种形式的互相转换均出现了大跨越式发展,智能互联网与储能技术的快速发展,更是改变了人类对能源转换利用方式的根本性变化,能源集中供应基地将与分布式、移动式能源站(点)相结合。人类经济、生活活动以及生产方式因此而产生相适应的新业态。显然,这一切本质上就是人类技术创新的结果,从某种角度上说,也是能源转型创新发展演化的结果。

通过技术创新实现能源转型是实现现代经济产业系统的必要条件。当前,能源转型发展的首要任务是加快环境约束条件下的科技创新与市场化体制改革,促进建立双向可互动、多源可互补、稳定可调节的供应体系和高效节约的消费体系,这是与现代经济体系相适应的现代能源体系主要内容。

要建设现代能源体系、实现能源转型发展,就是推进落实能源四个革命。能源四个革命分别是能源消费革命、能源供应革命、能源技术革命和能源体制革命。能源消费革命是能源转型发展的切入点,是通过市场机制,将能源终端纳入现代能源系统,集成消费、供应及其双向响应,实现绿色、智慧利用,提高能源利用效率。能源供应革命是能源转型发展的核心,是以加快实现电能对煤炭替代、清洁能源对油气化石能源替代为途径,促进能源供应集中与分布式结合、多元化能源综合梯级可循环利用,实现人类摆脱能源总量、环境约束的终极目标,由此带来对传统能源生产企业从组织体系、管理模式、体制机制、生产业态的渐变式革命。能源技术革命是能源转型发展的手段与催化剂,以技术创新推动能源系统信息化与智能化,实现多种能源在四维时空以及供应与消费链上的互济互补,供需弹性平衡,提升能源利用效率与经济效益。能源体制革命是能源转型发展的推动力。将电力消费用户纳入市场主体,成为启动并活跃市场主体的鲶鱼,回归电力商品交易本质,促使能源生产供应传统企业不再依赖市场垄断、资源垄断或价格垄断,努力适应新技术与市场环境下的供需关系,让市场发现能源各品种以时序、位置为变量的价格函数,倒逼政府部门加快建立完善的市场规则和监管机制,保障市场公平、公正有序竞争。能源四个革命从电力领域来看,就是促进电力供应侧企业以精准服务终端消费为目的,实现有效投资、绿色运营,鼓励终端用户改变能源利用方式,加快全产业链的节能、提效、绿色能源消费的转型和全社会智能化建设。

能源消费转型发展新态势

能源消费总量增速趋缓是能源转型的契机。我国经济发展阶段正在向后工业化阶段转型,技术创新与进步使各个行业的能源利用效率水平大幅度提高,具有资金密集型和能源高强度投入属性的基础材料业生产比重有所降低,全社会经济发展的质量和能效在加快提高,经济发展对能源投入需求的依赖在减弱。改革开放以来四十年来,燃煤电厂的能源转换和电力输送效率均提高了30%以上;全球金融危机后2010年以来的7年间,钢铁冶炼能效年均提高一个百分点,水泥提高大致1.5个百分点,公路运输以及新建建筑能效更是以年均1.8个百分点的幅度大踏步提高。全国历年平均单位GDP能耗、电耗变化趋势见图1。

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能源消费方式在转型。“十二五”以来,水电、风电和太阳能发电对我国能源消费增量的贡献很大,2010年-2016年期间贡献率达到了32%,这必然加速了全社会电气化水平的提升,另外技术创新也促进了终端能源消费向以电力为核心的方式转型,电能在终端能源消费中的比重在加快提高,目前已经超过欧美发达国家水平。

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多元互补梯级优化利用是现代能源系统转型的方向。建立综合能源优化系统以安全、清洁以及能效提高、经济效益提升为系统优化的总体原则,通过互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合,实现开发、转换、储备、运输、调度、消费等多个环节跨能源品种、多时空协同,以及智能化的可调、可测、可控。当然,建立综合能源优化系统,还需要政府部门加大对综合能源业务监管下的放权,能源企业的业务要向综合化、服务化转型,促进能源不同品种、能源物理商品与金融、碳排放、绿证等多种市场交易的交互对冲,增强有效竞争条件下的市场活力。综合能源优化系统示意图见图3。

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图 3综合能源优化系统示意图

现代智能电力系统是能源转型升级的核心。现代智能电力系统形态主要是汇集大煤电、大水电、大风电基地电力电量的公共电网与拥有分布式、清洁能源供应的有源微电网之间相互支持与补充,呈现电源集中与分布式并举,能源资源调节互济,供应与消费双向互动,实物电力供应与虚拟电力(需求响应)、储能电力调节交织,系统各环节灵活弹性(柔性)等特点。微电网是处于现代智能电力系统末端的有源负荷,俗称电力系统有源细胞,由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统组成,可实现自我控制和自治管理,具备微型、清洁、自治、友好、源—网—荷一体运营等特征。微电网可分为并网型和独立型(离网、孤岛运行)两类,并网型微电网通常与外部电网联网运行,且具备并、离网切换控制与独立运行能力。微电网或微能源网是能源转型突破口,是能源消费面向用户端定制化服务的平台。

能源供应转型面临转型考验

首先,电力供应面临化石能源转型的刚性约束。2015年,我国非化石能源消费占比12%,可再生能源发电量占比23.8%,非水可再生能源占比4.4%。“十三五”能源规划中刚性约束指标明确要求,到2020年,我国非化石能源消费占比15%,可再生能源发电量占比29.1%,非水可再生能源占比12%。刚性约束条件下,电力供应必须转变以煤电为核心的发展战略,加大水电、风电及太阳能发电等清洁能源比重,才能实现能源发展战略目标,但是我国以煤为主的能源资源禀赋特征对能源转型带来了严重的考验,简单照搬西方国家经验业是不可取的。德国采取的是非水可再生能源发展战略,即加快去核电,逐步去煤电,提高非水可再生能源比重。法国和英国采取的是非化石能源、清洁能源发展战略,即逐步去煤电,稳步发展核电,逐步提高非水可再生能源比重。美国采取的是清洁能源发展战略,即稳步发展核电和水电,逐步去煤电,提高气电(包括页岩气)和非水可再生能源比重。俄罗斯主要发展油气和水电。日本和韩国在资源约束条件下采取清洁能源稳步发展战略,逐步发展气电和可再生能源。另外,欧美发达国家与邻国的电力交换量占全国发电(消费)量比重较高,例如2015年,中国、美国、德国发电量占世界总发电量比例分别为25.6%、17.6%和2.7%,三个国家与周边邻国交换电量占世界各国与邻国交换总量的比重分别为2.3%、7.3%和8.5%,显然欧美国家与周边国家电力交互规模相对较大,借助邻国在时序和能源品种间的调剂能力较强。中国庞大的能源消费总量不可能依靠与周边国家调剂以解决调节问题,显然中国能源转型之路有别于西方发达国家。

我国煤电比重高,是资源禀赋的体现,也是大工业化阶段对电力高速增长需求的体现。2003年厂网分开电力改革以来快速发展的煤电支撑了我国经济飞速发展,2003年至我国经济转型起始的2012年间,火电量增长对应GDP(剔除价格因素)增长的弹性系数接近1。然而为中国经济发展做出巨大贡献的煤电产业正在经受能源转型的严酷历练。随着经济增速对电力消费需求增速关系的解耦以及清洁能源发电的飞速发展,煤电的主体能源供应地位正在逐步转型为保障新能源发展与电力安全供应能力能源,公共煤电机组利用小时较低已经成为常态;超低排放与灵活调峰要求煤电机组加大技术改造力度,使之成为清洁、可调峰机组。然而市场定位的调整、技术改造的资金投入和环保设施运行的成本,均未能在发电市场中予以补偿,加上煤炭去产能形成的“计划煤”高涨和“市场煤电”上网价格的一路下跌,煤电亏损面在不断扩大。

清洁高效电力产能难以有效释放。西南水电 “弃水”规模连续两三年超过300亿千瓦时,新投水电因建设成本高而失去市场竞争优势;风电、太阳能发电在2017年实现了“弃电率”和“弃电量”双降,但随着风电、光伏装机规模快速发展,西北地区风电基地投资运行企业依然弃电严重、亏损加剧,各地风电价格正在逐步逼近上网平价,其跨区跨省交易和发电权交易价格接近地板价,光伏发电面临补贴退坡后企业效益回落的趋势,新能源投资边际利润在快速下降。

大型发电企业能源转型道路崎岖。我国大型发电企业发电量占全国比重接近70%。从资源结构看,这些大型发电企业拥有的可再生能源发电装机比重低于全国平均水平, “十三五”期间大型风电、光伏发电基地因发电消纳困难而受到进一步开发的制约,分布式可再生能源发电由于规模小、地缘关系复杂,又难以获取相应的资源,对大型发电企业而言非水可再生能源发电量比重达到15%的配额要求难度很大。已启动两年的电力市场交易中,大型发电公司踊跃参与成为售电主体,导致五大发电集团市场电量比重高于全国平均水平26%近9个百分点,为我国供应侧改革降低社会成本几乎奉献了全部的利润,企业转型能力在弱化。同时,受多年传统电力产业投资、运行方式及其相应的人力资源结构束缚,面向终端用户能源消费精细化、定制化服务不适应,在区域综合能源、分布式能源、微能源网以及新型配电网的投资开发与商业模式创新方面不及社会资本强有力的竞争力,销售电量、用户区域被各种能源转型和市场化建设试点在蚕食。

电力改革是经济转型发展的需要

发达国家的电力改革起步于工业化基本完成时期,这些国家的电力市场建设是一个不断完善的过程。20世纪70年代,欧美国家工业化基本完成,由于石油危机爆发,能源电力供应过剩,消费侧希望降低用能成本,电力工业开启了探索效益最优化目标的电力市场化改革,建立了供应侧与需求侧平等参与的市场。21世纪初,美国加州大停电危机引发对电力市场化改革的反思,以实现效率和发展并重、竞争和风险防范同步兼顾、集中优化效益和自由选择效益兼容、充分竞争与规范化监管为目的的第二轮电力改革开始。现阶段,随着新能源利用技术快速发展,各国普遍将新能源发展作为新的经济增长点,随机波动的风电、光伏发电量进入市场,改变了传统能源发电的供需平衡关系、不同能源利用效率及其经济性,相应地促进清洁能源建设发展与消纳的电力市场在不断建设之中。

我国电力改革始于经济改革开放初期。第一阶段是投资改革探索阶段(1978年至1997年),在全国严重缺电且投资严重不足情况下,采取国际资本大规模引进、省为实体集资办电、海外上市政策刺激、高耗能企业自备电厂投资放开等政策,有限开放了电源建设投资领域。第二阶段是政企分开改革阶段(1997年至2002年),主要进行了政企分开管理、创立了国家电力公司,实现了企业效益精细化管理。第三阶段是厂网改革阶段(2002年至2015年),厂网分开,引入投资竞争,打破发电市场垄断格局,发电侧市场主体多元化,发电工程造价显著下降,我国发电装机容量高速增长,独立电力监管机构日益成熟。第四阶段是电力市场化建设探索阶段(2015年至今),“管住中间、放开两头”,发电市场与售电市场对接,两年来各地市场交易日趋活跃,交易品种在不断丰富,市场化电量规模快速扩大,市场化率逐年快速提升,发电和输配电企业向社会出让的效益规模远超预期。

转型环境下电力市场要素及其分析

电力的特殊商品属性导致电力市场既有共性要素又有特性要素。电力市场共性要素主要有:市场主体,包括生产者、消费者、贸易商;商品,包括实物与金融、信息产品;物流,包括输电、信息通道;交易与场所(平台),即电力交易中心(包括可能实施现货交易的调度中心)。此外,还有相关的法律、规章、市场信用,计量手段与公正监管等。

电力市场特性要素主要包括交易规则、电价体系、通道安全校核、供需平衡的调节与控制、发电权和用电权及其优先次序、具有时点和位置标志的负荷曲线等。

从共性和特性要素看,又可以分类为国家政策法规、企业体制与市场机制(宏观层面),金融体系与资金流动、贸易规则(经济层面)、源—网—荷平衡与信息交互(企业及其商品层面),各类各种要素在四维时空中的各种组合与竞争,就是电力市场呈现出来的五彩缤纷甚至感觉乱象丛生的形态,尤其是电力市场建设初期的当前。

市场主体培育要与国企改革、绿色发展、市场建设相结合。电网企业要创新三集五大管理体制,加强人才队伍建设,用事业留英才,针对输电、配电业务不同性质,牢牢抓住非竞争性输电业务,加大投资效益管理和网损管理,通过提高终端配电业务服务能力,抢占电量份额,黏住终端用户;针对配电业务正在逐步成为社会竞争业务这个趋势,可以联合社会资本,筹划配电业务基础上的综合能源服务内容,形成以区域配电为核心的综合能源系统,发挥技术优势和网络优势,打造智能化服务高地。发电企业要创新管理体制及人才培育方式;坚持箱能源多元化综合供应转型方向发展,将生产业与服务业、集中发电与分布式发电、电量效益与市场竞价效益相结合;制定集团本部、各专业公司、跨区分公司与各地售电公司之间有机衔接、优势互补、风险分担的系统性战略。社会多元化资本企业的售电业务应坚持走专业化、标准化、精准化、组合化和综合化道路;增量配电网投资运营企业的商业模式、产业布局要平台化;存量小配电网企业应通过微网、多能互补、综合能源的运行与服务转型,实现与大电网双向友好。

新兴售电公司的培育应有政府引导与有序规范准入市场规则为管制。售电企业按拥有资产的性质,可划分为拥有公共电厂、自备电厂的大型发电企业售电公司,拥有多能互补综合能源、分布式能源、储能和需求侧响应的区域性、园区式能源电力供应侧售电公司,拥有能源供应与用户负荷集成的售电公司,拥有配电资产的供电企业,以及上述各类组合的售电公司等等。按与用户交集的业务性质,又可分类为以售电交易为主和以服务为主的售电公司。以售电交易为主业的公司可以分类为自有电力电量商品与金融商品(例如发电权等)的直接交易型、批发转零售型、用户渠道维护型;以服务为主售电公司主要有以用户侧电气设备维护运行、节能改造与需求侧平台运行维护业务为切入点。

促进终端弹性、绿色、高效用能用电,才是售电公司拓展市场的商业盈利模式,是能源高效利用的增量市场。电能管家服务是社会资本企业介入售电业务敲门砖也是业务可持续发展的平台。售电与终端能源服务业结合是激活发电、供电企业转型的鲶鱼,是激发供电企业从生产企业逐步向供应与服务转型的通道。

电力市场化建设发展时序预想

本轮电力市场化建设发展可以分为四个阶段。

第一阶段是准备与发动阶段(2015年底至2017年)。主要任务是组建交易中心、建立中长期直接交易试点、明确双轨制下市场电量试点范围、明确双轨制下购售电市场主体试点范围、启动核定输配电价工作等。

第二阶段是扩大市场范围、增加交易品种阶段(2017年至2018年)。主要任务有:建立并扩大辅助服务试点,启动现货交易试点;扩大双轨制下市场电量比重、市场主体范围,扩大交易品种,丰富交易方式;培育多元化购售电侧市场主体;启动配电环节混和所有制改革;调整交易中心股权结构;扩大市场交易区域范围;启动市场交易信用体系建设;核定分电压等级配电电价,启动各类输电价格核定工作等。

第三阶段是深化改革阶段(2018年至2019年)。主要内容包括:逐步开展延伸到终端用户(综合能源园区、微网等)的配电价格核定;各类输电价格核定;深化配电改革;扩大辅助服务交易和现货交易范围;进一步建设完善市场交易信用体系,探索市场第三方机构(包括交易、调度等)体系及其运行方式等。

第四阶段是市场化体制机制基本确立阶段(2019年至未来)。主要内容包括:建立发电容量市场;完善电能量市场以及中长期、现货、辅助服务交易市场;全面推动清洁能源配额制交易,研究电力期货市场;形成并实施输电、配电价格核定后评价机制;形成完善的终端用户配电价格;探索形成符合各地区、各区域乃至全国资源优化配置的各类第三方机构(包括交易、调度等)体系及其运行方式等。

(本文是根据作者在2018年全国电力造价高端论坛暨第三届全国电力造价咨询企业年会上发言整理)

 来自: 中国电力企业管理

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