碳中和背景下的電力行業(yè)系列8---容量補償電價
昨天和大家分享了碳中和背景下的電力行業(yè)系列的第七部分：當前電價體系的一些問題和舉措
今天和大家分享第八部分：容量補償電價
1、建立容量成本補償機制的必要性
2、容量成本回收機制的選擇
3、容量補償?shù)木唧w實施方式
1、建立容量成本補償機制的必要性
風光大規(guī)模的并網(wǎng)需要足夠的配套儲能或者輔助能源才能保障電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
為了實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，清潔能源將逐步成為我國的主力電源。根據(jù)能源局發(fā)布的《關(guān)于 2021 年風電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項的通知(征求意見稿)》，到 2025 年我國風電、 光伏發(fā)電量占比總發(fā)電量比將達到 16.5%左右。
根據(jù)國家發(fā)改委能源研究所等機構(gòu)的預(yù)測， 到 2050 年，我國光伏和風電的發(fā)電量占比將分別達到 39%和 33%。由于風光電源出力不穩(wěn)定的特點，大規(guī)模風光裝機接入電網(wǎng)需要配套儲能或者輔助電源，在國家能源局印發(fā)的《2021 年能源工作指導(dǎo)意見》中就明確提出要加強電力應(yīng)急調(diào)峰能力建設(shè)。
在儲能實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化運用前，參與調(diào)峰的火電機組容量決定了風光的并網(wǎng)裝機規(guī)模。目前電化學(xué)儲能成本較高，抽水蓄能對地理環(huán)境有要求，只有火電具有大規(guī)模調(diào)峰能力。
內(nèi)蒙古能源局下發(fā)《關(guān)于實施火電靈活性改造促進新能源消納工作的通知》，探索火電靈活性改造促進新能源高比例消納的體制機制。根據(jù)文件，開展火電靈活性改造后新增的新能源消納規(guī)模，按照不低于改造后增加的調(diào)峰空間 50%的比例配置給開展靈活性改造 的企業(yè)，原則上新增的新能源規(guī)模不能超過火電靈活性改造后增加的調(diào)峰空間。
我們認為在中短期內(nèi)火電參與調(diào)峰的機組容量將直接決定我們接入電網(wǎng)的新能源裝機容量。在火電機組大量承擔調(diào)峰任務(wù)后，必須出臺合理的容量成本補償機制保障相關(guān)企業(yè)運營和投資的積極性。
為了確保清潔能源的快速發(fā)展，未來火電的角色將由主力電源逐步變?yōu)橐哉{(diào)峰、應(yīng)急為主的輔助電源。當火電承擔了更多的調(diào)峰任務(wù)后，其機組利用小時數(shù) 必將持續(xù)下降，在現(xiàn)行的商業(yè)模式下，火電運營企業(yè)將出現(xiàn)大面積虧損。因此需要出臺 相應(yīng)的容量成本補償機制，保障火電企業(yè)正常的收益，以此維持其運營和投資的積極性， 從而保障整個電網(wǎng)的運行穩(wěn)定。
2、容量成本回收機制的選擇?
合理的發(fā)電容量成本回收機制應(yīng)該能夠引導(dǎo)在適當位置建設(shè)適當類型和適當水平的發(fā)電容量，并且一個設(shè)計合理的機制應(yīng)該能夠降低相應(yīng)能量市場所存在的風險和市場力。
當前建立了競爭性電力批發(fā)市場的國家和地區(qū)所采用的容量成本回收機制大致可歸納為三類：稀缺定價機制、容量市場機制以及容量補償機制。三種機制各有優(yōu)缺利弊及適用的條件。
我國當前市場環(huán)境下，采用稀缺定價機制實現(xiàn)發(fā)電容量成本的回收可能會存在以下問題：稀缺定價機制下監(jiān)管難度較大、形成的投資環(huán)境具有高風險性、價格上限管制有可能背 離機制設(shè)計的初衷。
容量市場機制實現(xiàn)發(fā)電容量成本的回收也可能會存在一些問題：系統(tǒng)預(yù)測能力不足、信息公開程度不高、市場管控能力不足。
容量補償機制是對發(fā)電企業(yè)的裝機容量或可用容量進行直接補償以刺激發(fā)電投資的方法。在該機制下，由政府或監(jiān)管機構(gòu)根據(jù)負荷預(yù)測、對用戶停電損失的評估、要求的系統(tǒng)可靠性水平和發(fā)電機組的可用性等因素，確定容量電價。
發(fā)電企業(yè)按其裝機容量或可用容量獲得收入，所能引導(dǎo)出的裝機容量大小由市場確定，成本由用戶承擔。實踐中，容量補償機制通常是在政府相關(guān)主管部門的指導(dǎo)下，通過對單位容量補償標準和各發(fā)電機組可補償容量的核算，實現(xiàn)對發(fā)電容量成本的合理補償。該機制具備較好的理論基礎(chǔ)，國內(nèi)外均有成功實踐，可以促使發(fā)電企業(yè)保持機組的可用性，促進電能市場競爭，能夠有序引導(dǎo)發(fā)電容量投資，優(yōu)化資源配置。
對比來看，結(jié)合我國國情及電力行業(yè)實際情況，容量補償機制可能是我國在向現(xiàn)貨市場逐步過渡階段時，發(fā)電容量成本回收機制的較優(yōu)方案。
3、容量補償?shù)木唧w實施方式?
容量補償機制的基本思路為，由政府相關(guān)主管部門制定容量電價定價規(guī)則，充分考慮系 統(tǒng)實際需求和發(fā)電機組實際發(fā)電能力來核算各臺發(fā)電機組的可補償容量，進行容量補償。
1）容量電價和可補償容量?
容量電價水平?jīng)Q定了對單位容量的補償標準。
經(jīng)濟學(xué)理論認為以邊際成本來制定受管制行業(yè)的商品價格水平是一個完美的解決方案，發(fā)電邊際容量成本是為了滿足電力負荷微增所需增加的最小的發(fā)電投資成本。
發(fā)電邊際容量成本是一個長期邊際成本，依據(jù)其定價是要以一個基于中長期負荷預(yù)測的、具有一定供電可靠性水平、年費用最小的電源擴展規(guī)劃方案以及系統(tǒng)以最優(yōu)方式運行為前提的。正因如此，采用這種方法制定的容量電價水平才能起到引導(dǎo)未來投資和資源優(yōu)化配置的作用。
具體到以邊際成本法制定發(fā)電容量電價，需要首先確定系統(tǒng)的邊際機組，再以此邊際機組為基礎(chǔ)確定系統(tǒng)的發(fā)電容量邊際成本。
可補償容量是指能夠按照核定的容量電價水平獲得補償?shù)陌l(fā)電容量。
首先計算初始容量，再計算可調(diào)容量。機組的初始容量對應(yīng)于峰值負荷期間機組可用容量對系統(tǒng)總?cè)萘康念A(yù)期貢獻。對于某個發(fā)電廠，還應(yīng)充分考慮機組計劃檢修、廠用負荷以及一次能源供應(yīng)等因素對發(fā)電機組可用容量的影響。
確定可調(diào)容量后，為確定各機組的可補償容量，需根據(jù)峰值負荷對各機組可調(diào)容量進行修正，并根據(jù)線路阻塞情況進行調(diào)整。該修正主要是根據(jù)系統(tǒng)峰值負荷對所有機組的可調(diào)容量按比例進行下調(diào)，使得修正后的所有機組可補償容量總值與系統(tǒng)峰值負荷持平。
2）容量電費計算?
各發(fā)電機組依據(jù)制定的容量電價水平及各自的可補償容量獲得容量電費，當前國內(nèi)市場一種可行的方式為：
（1）每年末，依據(jù)對當年市場供需的分析和下一年度的預(yù)測，選擇邊際機組，計算容量電價水平。
（2）每年末，依據(jù)對下一年最大負荷（含備用等）的預(yù)測及各類機組可用性分析，計算各機組可補償容量。
（3）依據(jù)上述容量電價水平和系統(tǒng)總的可補償容量預(yù)測，計算系統(tǒng)總?cè)萘侩娰M，將該總?cè)萘侩娰M計入銷售電價，向各類終端用戶收取。
（4）在實際執(zhí)行年的每月初，依據(jù)上月實際最大負荷（含備用等）及各類機組的實際可用性，計算各機組可補償容量，乘以容量電價支付各機組上月容量電費。
（5）每年末，將實際支付給各機組的容量電費與通過銷售電價實現(xiàn)的容量電費之間的偏差在下一年度容量電費中統(tǒng)籌。
3） 銜接問題?
在向全面競爭的電力批發(fā)市場發(fā)展的過渡階段，部分保留的執(zhí)行政府定價的“計劃電量” 承擔著回收容量投資成本的重任。但是隨著“計劃電量”占比的逐步縮減以及政府定價由 “標桿價”向“基準價+上下浮動”的演化，發(fā)電容量成本的回收失去了有效的渠道。
容量補償機制的實施將彌補這一缺失，承擔起發(fā)電容量成本回收的重任。未來，在電力現(xiàn)貨市場環(huán)境下，若建立了容量補償機制，則電能量市場、輔助服務(wù)市場、 容量補償機制等一起構(gòu)成了較為完備的電力市場價格體系。
發(fā)電企業(yè)在電力批發(fā)市場的收入將主要由容量補償收入、電能量市場收入以及輔助服務(wù)收入三部分組成。發(fā)電企業(yè)在不同機制下回收不同的成本，三者相互協(xié)調(diào)，互為補充。
容量補償機制通過對“有用”發(fā)電容量提供經(jīng)濟補償，幫助發(fā)電企業(yè)實現(xiàn)容量成本回收， 引導(dǎo)發(fā)電容量有序投資，保障發(fā)電容量長期充裕。該機制由政府相關(guān)管理部門主導(dǎo)，更多的體現(xiàn)市場相關(guān)管理部門負有的保障市場長期穩(wěn)定、安全運行的職責，并可將原有的 “單一制標桿電量電價”演變?yōu)椤皹藯U容量電價”，從而既能實現(xiàn)長期的容量規(guī)劃目標，又能 “獎優(yōu)罰劣”，約束成本，提高效率。
該機制實施后，電能量市場的競爭將真正轉(zhuǎn)變?yōu)槎唐谶呺H成本的競爭，競爭形成的價格主要體現(xiàn)電力短期供需。此時，市場規(guī)則對電能量競爭價格的約束（上下限）以及發(fā)電企業(yè)的報價策略都應(yīng)與實施容量補償機制前有所區(qū)別，電能量市場價格上限將基于邊際機組的變動成本確定。
電能量市場價格相比于沒有建立容量補償機制前預(yù)計有所降低。電力輔助服務(wù)市場與容量補償機制均有利于保障電力系統(tǒng)發(fā)電容量的充裕性，但二者在時間尺度上有所差別。電力輔助服務(wù)市場是為了保障電力系統(tǒng)短期（小時、日、周）可 用調(diào)節(jié)容量的充裕性，而容量補償機制是為了保障長期（年、多年）發(fā)電容量供應(yīng)的充 裕性。
從發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的角度來看，電力輔助服務(wù)市場與容量補償機制提供了不同 成本的回收途徑。發(fā)電企業(yè)通過電力輔助服務(wù)市場回收的成本應(yīng)主要為提供輔助服務(wù)的變動成本、預(yù)留發(fā)電容量導(dǎo)致無法提供電能所帶來的機會成本。發(fā)電企業(yè)通過容量補償機制回收的成本主要為容量投資成本。
在當前環(huán)境下，建立容量補償機制可能會對現(xiàn)行的輔助服務(wù)市場（補償）機制造成影響。調(diào)峰服務(wù)方面，各區(qū)域“兩個細則”對調(diào)峰服務(wù)進行考核時一般與機組上網(wǎng)電價掛鉤，而政府制定的上網(wǎng)電價考慮了容量投資成本的回收，因此建立容量補償機制后可能需要調(diào) 整調(diào)峰服務(wù)的補償標準和考核辦法。
冷備用方面，當前南方區(qū)域“兩個細則”將冷備用作 為一項輔助服務(wù)品種，對發(fā)電企業(yè)容量成本回收起到了一定的作用，因此建立容量補償機制后是否還將冷備用作為一項輔助服務(wù)品種需要進行研究。
碳中和背景下的電力行業(yè)系列的第八部分的內(nèi)容就分享到這里，明天和大家分享第九部分的內(nèi)容：容量補償電價的案例測算。
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