【深度】可再生能源进入电力市场的必要性及挑战

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【深度】可再生能源进入电力市场的必要性及挑战
2023-05-04

导读

自“双碳”目标设立以来,我国可再生能源进入跃升式发展阶段,电力生产结构发生着巨大改变。各地区都在积极探索并不断优化电力市场设计,搭建以风能、太阳能等可再生能源发电为主体的新型电力市场,以更好地应对可再生能源间歇性、波动性的发电特性;以科学的方法,合理的市场机制,提高可再生能源消纳能力,从而保证电力系统稳定高效地运行,加速推进经济性低碳社会的到来。


本文针对我国可再生能源的发展现状,提出电力市场在推动可再生能源发展上的关键作用,通过电力体制改革的政策演变,回顾我国电力市场的发展过程,并针对现有的市场环境、主体特征,从安全、经济、低碳三方面展开对电力系统的分析,以印证电力市场对可再生能源发展的重要性。


关键词:可再生能源、电力市场、电力体制改革、市场机制


21世纪以来,我国电力系统经历了飞速发展与巨大转变。时至今日,我国已经成为世界上用电量最大的国家。随着绿色低碳理念的提出以及能源转型的深入,我国电力行业需要第一个站出来,承担起提升可再生能源渗透率的责任。在2020年“碳达峰碳中和”目标以及2021年“十四五”规划的指导下,我国可再生能源发展一路高歌猛进,创造着骄人的成绩,但同时也对电力市场提出了新的要求!



历次电力改革形成如今的电力市场



说起我国的电力市场,必然要从我国电力体制改革开始,最早可追溯到20世纪80-90年代。改革开放之后,经济发展对电力的需求量巨大,总是面临电力供应严重短缺的情况,因此国家有了电力体制改革的想法,认为一家办电已经不能满足用电需求,需要电信、电力、石油、石化、民航等领域的多家企业一起。于是在1987年,国务院提出了“政企分开,省为实体,联合电网,统一调度,集资办电”的“20字方针”和“因地因网制宜”的电力改革与发展方针,充分调动起办电积极性。从1987年-1996年,我国走上了“集资办电”的道路。


而后自1997年开始,一直到21世纪初,该阶段的改革重点集中在“政企分开”,以国有企业改革与政府机构改革为核心,从计划经济向社会主义市场经济转变,国家电力公司应运而生。也是在这个阶段,我国电力市场建设先后在上海、山东、浙江等6个省(市)开展试点。


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让电改迈出重要一步的是2002年12月,国务院《电力体制改革方案》(电改“5号文”)下发,提出了“厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网”的16字方针并规划了改革路径。“5号文”拆分了国家电力公司,构建了一个多买多卖的电力市场,意图打破原有国企垄断的局面,引入更多资本进行资源配置,并设立独立监管部门。这启动了真正意义上的第一次电力体制改革,为推动我国电力市场化建设奠定了重要基础。


随着电改的试点推进,工商业用电价格高、清洁能源消纳受限、省间交易壁垒严重、价格信号缺失等一系列问题也逐渐暴露出来,竞价上网试点纷纷落败,独立监管体制也半路夭折。为了应对上述问题,2015年3月,中共中央、国务院联合发布《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(即电改“9号文”)。“9号文”在延续“5号文”基本结构优势的前提下,为更好的构建、完善电力市场体系提出了建设方向及实施路径。


总结两点,一是“售电侧放开”。“9号文”深刻把握了“放开两头、管住中间”的核心策略,向社会资本开放售电业务,多途径培育市场主体,逐步放开用户的购电选择权;同时严格监管电网及输配电环节,限制其进入市场竞争售电业务,这意味着国家电网企业的垄断局面彻底被打破,购售电更加灵活,也激发了电力市场的活力。二是“电价机制改革”。“9号文”提出将上网电价、输电电价、配电电价和终端销售电价分开,政府按照效率原则、激励机制和吸引投资的要求,考虑社会的承受能力,对各环节的价格进行调控和监管,这充分发挥了电力市场资源配置、调剂余缺的作用。自此,我国进入深化电力改革的阶段,电力市场也逐步走上正轨。


时至今日,我国拥有了庞大的市场主体,在能源选择上,除了传统煤电外,更多的风电、光伏、水电、核电等可再生能源发电也加入其中。2022年,全国市场交易电量达到5.25万亿千瓦时,同比增长39%,占全社会用电量比重的60.8%,电力市场活力不断增强。2022年,在电力交易机构注册的市场主体数量首次超过60万家,同比增长29%,两项数据均创历史新高。这其中以风电、光伏为代表的新能源积极加入市场竞争。随着可再生能源装机规模快速增长,常规电源将逐步从目前的装机和电量主体,转变为调节性和保障性电源;可再生能源将逐步成为系统电量的供应主体,同时也将成为电力市场交易的主要来源。那么,新型电力体系的建设过程中,可再生能源参与电力市场的重要意义在哪里?



电力市场是可再生能源发展的关键



我们先看几组数据,来自国家能源局的数据显示,截至2022年底,我国全口径发电装机容量达到25.6亿千瓦,其中煤电装机为11.2亿千瓦,而由风、光、水、生等组成的可再生能源发电装机已达到12.1亿千瓦,占全国发电总装机的47.3%,其中风电3.65亿千瓦、光伏发电3.93亿千瓦,在全部发电装机中占29.6%。


而就2022年这一年来说,我国可再生能源新增装机就有1.52亿千瓦,占全国新增发电装机的76.2%,已成为我国电力新增装机的主体,其中风电新增3763万千瓦、光伏发电新增8741万千瓦,在全部可再生能源新增中占比82.3%。在发电量方面,2022年,可再生能源发电量达到2.7万亿千瓦时,占全社会用电量的31.6%;其中风电、光伏发电量达到1.19万亿千瓦时,占全社会用电量的13.8%。



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从上述数据我们看到,我国可再生能源正在逐步成为能源消费的主体,而煤电未来将转变为协调支撑的角色。我们也不难看出,这其中风电、光伏作为可再生能源的主力,装机规模的增速明显,但相较装机的增长率,实际用电量增速就略显迟缓,这也突显出可再生能源间歇性、波动性的特征,为消纳带来的负面影响;而且,我国风光资源主要集中在西北部地区,而70%以上的用电负荷却集中在中东部,能源逆向分布,供需呈现严重的不匹配,因此电力市场便成为可再生能源消纳的主要环境。构建全国统一的电力市场,是推动我国可再生能源发展的关键因素,更是实现“双碳”目标的重要抓手。



电力市场的未来发展与挑战



2022年5月,国务院办公厅印发《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,提出要稳妥推进新能源参与电力市场交易。其中的“稳妥”二字,是要在实现“保供应、促转型、稳价格、提效率”这一目标的前提下,推动市场化改革,从而发挥出电力市场对新能源的优化调节及新能源体系的支撑作用。这也意味着在以风电、光伏为主的可再生能源电力逐渐过渡成为能源消费主体的过程中,建设全国统一的电力市场体系将是一项长久性、系统性、变革性的工程。


在能环宝看来,在新型电力系统下,电力市场要想充分发挥对新能源的资源配置作用,破除地域限制,良好持续地健康运行,需要从安全、经济、低碳三个维度去考量。


在安全方面,电力市场建设一定要建立在能源安全稳定供应的前提下,因此要统筹可再生能源发电与煤电之间的互补关系,电力市场要建立具有灵活性和稳定性的电价机制,充分调动各方,包括发电企业、交易机构、售电主体、购电用户、电网企业,甚至金融机构,积极参与电力供需的平衡。尤其是近些年,极端天气频发、国际形势也不稳定,在符合低碳发展的基础上,如何应对突如其来的电力缺口,确保能源资源的稳定输出,对电力市场的调配能力都是一种考验。


同时,单纯依靠煤电参与调峰不足以解决可再生能源的消纳问题,因此储能技术在未来必将成为新能源的配套应用,可以将其看作是煤电的清洁性替代。同样的由光伏制造的绿氢也是另一种新能源存续方式,在未来这些新型主体以何种姿态参与电力市场交易,提供更为安全的能源保障,也是一项新的课题与挑战。



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在经济方面,市场存在的意义便是突显产品的经济效益,因此电力市场也要考虑能源的商品属性。可再生能源发电存在出力不稳定的问题,发电峰谷与用电峰谷不匹配,导致新能源参与电力交易以降价为主,部分地区出现负电价、不平衡电费等现象,严重打击可再生能源发电主体进入市场。所以需要进一步优化价格机制,建立适应高比例新能源并网的市场机制,通过差价合约、溢价补贴等激励政策调动其进入市场的积极性,这样可再生能源发电才有机会和常规发电方式进行竞争。


当然,在交易方式上,我们可以针对国情,结合国外的成功案例,比如鼓励可再生能源通过招标形式签订中长期合同,或者根据不同地区的情况推进可再生能源发电进入现货市场,并依靠数字技术建立与气象站、运维平台的链接,提高发电能力的预测准确性,降低可再生能源发电进入现货市场的波动风险。同时,还可以鼓励分布式发电用户主体就近交易等等。现阶段,可再生能源的一切交易都要在收益保障的前提下才能推进。


在低碳方面,电力市场的主要任务是促进消纳,因此需要通过市场引导需求侧进行互动,培育全社会消费绿电的意识,调动交易积极性。同时,还应当先把安全和经济做好,只有可再生能源电力输出稳定,价格优势明显,才能被大众接受。


所以在“双碳”背景下,电力改革还需要进一步深化,电力市场也需要顺应形势不断创新重构,以迎接新的挑战。在未来,伴随新型电力体系的建设,搭配更符合我国国情的电力市场,让更多的企业、家庭、个人参与到绿电交易,共同建设绿色低碳循环发展的经济社会并不是难事;也相信2060年到来之时,我国可再生能源发电占比达到70%以上的目标将会如期实现!


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