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《风能》专栏 | 电改7周年再出发:重新确立改革的成功标准

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无论交易层面达成何种结果,都不构成物理统一运行的约束,物理的潮流需要“往供需平衡更加困难的地方流动”。

在新的政治经济环境下,市场VS政府的范式已越来越为人们所抛弃。因为市场也是一种基础设施,离不开规则的保障。

电改能否成功需接受新标准的检验,如果没有这些方面的本质性变化,电力系统的安全、可靠、高效运行就难以保证。

来源|《风能》杂志作者|《风能》杂志特约评论员张树伟从2015年算起,我国的电力体制改革(下称“电改”)已经步入第7个年头。相应的现货市场试点、中长期交易推进、各类市场主体建设仍处于攻坚阶段。过去的2021年,我国发生了因煤炭短缺导致的拉闸限电,电煤价格涨至2000元/吨的高位;国际能源,尤其是欧洲天然气的价格暴涨。经济、能源与电力环境的重大变化,影响着人们对于未来的预期。

就我国而言,电改迎来了“不进则退”的阶段。

2015年实施改革之初,笔者曾经发表文章论证用什么样的标准来确定改革成功才是合适的。答案是,设定盯住美国电价水平的目标,上网电价低于美国的5%~10%,终端税前电价水平低于美国的10%~20%。目前,随着能源价格的暴涨与暴跌以及各种市场要素的变化,特别是我国电价体系的进一步多样化和复杂化,衡量这一标准的准确操作变得更加困难,一些相关的可比性因素同样发生了很大变化。

2021年间,顶层设计提出了“建设新型电力系统”的目标。然而,对于何为新、与旧的有何区别、需要打破哪些旧秩序(所谓“革命”的内涵),依然缺乏必要清晰可衡量的界定,仅停留在设定期望与表达需求的层面。相关利益主体则开始向这个概念中“注水”,如大而不当的“全国统一电力市场”(省内尚未统一)、误导性的多层次市场等提法。针对新的情况,迫切需要运用新标准来衡量电改的成败。

本期专栏文章将对此进行探讨。

“新型电力系统建设”重要而迫切

让我们先回顾一下2021年这段快速进化的历史,以及意料之外的电力紧张情况。

3月15日召开的中央财经委员会第九次会议强调,“十四五”期间,要深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统1。

此前的2月26日,国家能源局局长到国家电网公司调研,提出不断提升新能源消纳水平,推动抽水蓄能发展的希望2。

3月4日,国家发展改革委副主任到国家电网公司调研,希望电网积极向适应碳达峰、碳中和目标要求的电力系统转型3。

3月30日,国家能源局首次在国务院新闻发布会上界定“新型电力系统”,强调“推进电力市场建设和体制机制创新,构建新型电力系统的市场体系”,突出系统安全可靠、灵活调节、系统效率以及技术能力四大关切4。

“新型电力系统”的提出,表明旧有的系统是不可行与不可持续的。国家发展改革委能源研究所原所长、“十四五”能源规划专家委员会副组长周大地提及,目前,中国的发电结构、电源布局、电力系统运行方式乃至电力价格机制都需要做出调整5。

恰恰在这之后,电力系统的“僵直”问题以一种不太愉快的方式——拉闸限电事故完全暴露出来。

系统运行的“僵直”问题尚未解决

任何一个系统,往往都(需要)具有一定的“鲁棒性”,也就是面临外界条件的非大幅变化,仍旧可以运转“不离谱”,具有或高或低程度的容错性,不至于酿成危机或彻底崩溃。例如,汽车发动机往往可以在85~105℃的高温下正常运转;一个自动削皮的机器,不会因为土豆的大小各异就无法使用。

然而我们发现,中国电力系统的“僵直”程度依旧很高,以至于外界条件出现些许变化,系统往往就无法应对。东北限电期间,还“雷打不动”地向华北送电,不是停送,也不是反过来,结果酿成了更大的拉闸事故,就是这方面的体现。

2021年9月23日,东北电网下发“事故拉闸停电预通知”。通知单显示,鲁固直流通道送山东约450万千瓦,高岭直流送华北约60万千瓦。“在山东、华北都很缺电的情况下,只能讲究契约精神,依据合同输送。但目前考虑在华北电网能够承受的范围内,调减了部分东北外送电量。”某调度人士称6。

这种说法具有误导性。电力系统最大的特点是类似于“泳池”的总体平衡,不需要交易双方严格对应。给定双方签了双边合同,调度也有充分的其他手段尊重这种交易,而服从于区域总体平衡的原则。比如东北停止外送,华北其他地区(山西等)的电厂增加出力。

事实上,此前在处理三峡“僵直”外送电的问题上就如此操作过。原国家电监会的报告指出,在2009年年底湖北缺电时,江西组织的临时送湖北交易,实际上是三峡原计划送往江西的电量直接改送至湖北,江西则在省内挂牌向火电企业采购电量。

无论交易层面达成何种结果,都不构成物理统一运行的约束,物理的潮流需要且有条件遵循“往供需平衡更加困难的地方流动”的自然规律。

高度割裂的市场发育的机会微小

在7年的电改过程中,出台过多项政策,但它们往往并不触碰旧有体制,反而对过去的指挥型体制,特别是系统运行粗尺度“自由量裁”有所加强。

“深思熟虑”设计的“双轨制市场”——绿色电力市场与传统电力市场分割的体系即为一例。系统的物理平衡由两者共同来实现(需求等于总供给),而它们各自的出力决定则来自于两套体系。量一旦增加,必然引发系统总体平衡的冲突问题,“校核”无法通过,由此注定了这样的体系根本无法“发育”。

另一个“深思熟虑”的设计,是通过“双边交易”方式消除过去的政府定价模式。相较于必须与短期市场结合的“电力库”(PowerPool)模式,双边交易为主避免了交易信息的公开以及成交价格的透明,也极大削减了参与者的“市场影响力”。这种体系,过去通常仅存在于一些发电主体高度集中(可能存在垄断市场力问题)的岛屿国家电力系统中。

在我国,此类双边交易往往跨越了单一电力平衡区(目前是省级),从而因为存在巨大的信息与客户资源不对称,成为事实上的政府放权,不再管价格之后的平台提供者“有选择地给予恩惠”的小市场。价格的任意性更强,电力交易中的垄断势力并未有效消除。割裂市场、降低电厂与用户谈判能力的“双边撮合”而非统一市场大行其道,交易中心成为组织电力买卖的“掮客”,类似于制药公司去代理生产别人发明的新药,而不是一个基础设施提供者。

从这一视角来看,既有的电改存在增加电力系统安全风险的可能性。对于微观层面出现的供需突然变化(如缺煤停机)问题,电网调度体系(调度存在完全没必要的“上下级”关系)做出的宏观“提前量”计划安排,根本无法加以应对。这不是一句缺乏抽象形容词界定的“科学合理安排系统运行方式”7,就能够解决的。

在新的政治经济环境下,市场VS政府的范式已经越来越为人们所抛弃。因为市场也是一种基础设施,离不开规则的保障,而谁来设计规则,体现谁的利益,关系到这个市场如何运作。短期市场试点存在对不同机组的选择性恩惠或歧视,以及设置各种任意性的边界,其可以运作的前提往往是市场不能再扩大或增加流动性。

电改成功的新标准:我们的建议

基于对现状的理解,我们建议的判断电改成功与否的新标准包括:

是否以自动稳定机制的方式,有效规避东北出现拉闸限电时仍旧持续外送的现象?这种自动稳定机制已经在欧盟统一市场、美国竞争性市场得到充分运用。如法国核电停机时,会有更多的电力潮流(powerflow)从德国进入法国。反之,当德国的风速偏低时,则会出现更多的相反潮流。

这是由市场耦合价格算法8形成的自动机制,即跨区的潮流是多大量,取决于两侧市场的供需动态,是内生的,而不能外生“僵直”确定,甚至成为两侧平衡的计划前提。

是否能够以明确的产业政策要求或消除的激励,彻底停止新建煤电项目,同时保证系统的容量充足性?舒印彪等(2021)的文章9显示,2020年即使按照煤电60%出力计算,我国的电力系统容量仍旧能够充分满足预期中的最大需求负荷。考虑到20%的常规备用,仍存在20%的冗余煤电装机。系统并不缺足够的容量资源,即使这一评估建立在风电、光伏仅能提供其容量的6%作为保证容量的极端保守假设之上。此外,在可再生能源,尤其是风电长期成本完全低于煤电的情况下,建设新的大型煤电项目已经丧失经济理性。

机组“下调”辅助服务的定价能否趋近于零?要检验我国的电力市场设计是否合理,这种几乎不存在额外机会成本的“下调”服务能否得到合理定价无疑是一个“试金石”。

目前,这仍旧不是现实。国家能源局在2021年颁布的《电力辅助服务管理办法》10中,对有功平衡辅助服务的固定补偿作出如下描述:“由于提供电力辅助服务而减少的有功发电量损失”。这仍旧属于从发电机组“注入”系统视角的描述,认为机组提供了系统“向下”的调节服务,促进了一个供大于求的系统的平衡(需要部分机组减少出力)。

这无疑是具有价值的,否则系统有功功率无法达到平衡。然而,从成本定价的视角来看,“向下”调节机组存在成本吗?机组的确是少发电了,在计划电量体系中减少了收益,但它同时也减少了燃料消耗。即便“减少的有功发电量损失”的参考基准再一次是事先划定的某种计划电量(或者不变功率的情况,认为机组拥有不跟随需求变化的特权),也必须考虑燃料成本的节省,否则将再次成为一种“热空气”式的过度补偿。

从市场定价视角来看,一台发电机组应当获得的补偿,并不是对应于它所创造的价值,也往往不对应于它的成本,而是它避免的成本,比如与之竞争的另一台机组的成本。这种“向下”的调节(如果看作一种负备用采购),给定节省燃料成本,以及不同市场间的价格差别(系统供过于求了,自然意味着平衡市场的“影子价格”要低于能量市场,甚至是负的,将这部分已卖出电力买回来还能额外赚钱),并不具有额外的机会成本。

无论是何种平衡市场设计,它往往都是一种过度补偿的安排。

总结

我国的电力体制改革能否成功,需要接受上述三大标准的检验。同时,我们已经看到并将更多地看到,如果没有这些方面的本质性变化,电力系统的安全、可靠、高效运行就会是一件不那么确信的事情。深层次体制机制障碍,就在于电力系统的物理调度运行体制。

体制、机制与政策相辅相成,目前它们之间尚未形成一个互相影响的良性循环。今后的2~3年,是考验所有人对电力体制改革耐心的关键时刻。让我们拭目以待!CWEA

注释:1:http://www.xinhuanet.com/politics/leaders/2021-03/15/c_1127214324.htm2:https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_114875443:http://www.sgcc.com.cn/html/sgcc_main/col2017021449/2021-03/05/20210305091856396686106_1.shtml4:http://www.scio.gov.cn/xwfbh/xwbfbh/wqfbh/44687/45175/zy45179/Document/1701277/1701277.htm5:https://opinion.caixin.com/2021-03-16/101675799.html6:https://weekly.caixin.com/2021-10-08/101784198.html?p0#page27:http://www.anquanlvshi.com/lore/xiaofang/212811.html8:publicdescriptionsinglepricecouplingalgorithm,Tech.rep.,NEMOCommittee(2019).URLhttp://www.nemo-committee.eu/publications9:舒印彪,张丽英,张运洲等.我国电力碳达峰、碳中和路径研究[J].中国工程科学,2021,23(6):1-1410:http://zfxxgk.nea.gov.cn/2021-12/21/c_1310391161.htm

来源:《风能》杂志

作者:张树伟卓尔德环境研究(北京)中心主任兼德国能源转型智库高级顾问

可再生能源时代的电力市场与数字化专题

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