【深度报告】中国上网电价机制分析研究（数据）

(7)对不同上网电价机制下不同的机组成本情况进行对比，得到最优上网电价机制。

常规能源发电包括煤电机组和天然气机组。天然气机组具有固定资产投资较低，爬坡迅速，调节方便等优点，但由于使用天然气作为发电原料，变动成本相对较高。因此发电机组既不能都是煤电机组，也不能都是天然气机组，需要组合才能达到最优水平。

目前天然气机组主要有两种技术类型。一种是 CT 机组，即天然气燃气机组，这种机组只有燃气发电机组，所以投资成本较低，但是能耗较高，另一种是 CCGT 机组，即天然气燃气-蒸汽联合循环发电机组，这种机组包括燃气发电和水蒸汽发电联合循环机组，投资成本较高，但能源利用效率较高，能耗较低。

为了知道什么情况下利用哪种发电机组成本最低，首先需要建立机组成本组合优化模型，该模型示意图如图 7 所示。横轴表示利用小时，纵轴表示单位机组总成本，单位机组总成本=单位固定成本+单位变动成本*运行小时。

图 7 机组成本组合优化示意图

结果显示，在 0 到 T1 时间段内利用 CT 机组最经济，在 T1 到T2 时间段内利用 CCGT 机组最经济，在T2 时间段以上则利用煤电机组最经济。

在机组成本组合优化的基础上，进一步利用“净”负荷持续曲线得到在成本最优情况下天然气发电机组和煤电机组的最优装机容量和电量。具体得到过程如图8所示。

图 8 机组最优组合示意图

常规机组最优组合的得到过程为首先根据机组成本优化模型得到不同机组的最优利用时段，然后根据“净”负荷持续曲线确定在最优时段内不同发电机组的装机容量和利用程度，从而得到各自的电量水平。例如根据图所示结果，CT 机组应该是在最尖峰时刻被调用，其装机容量为尖峰负荷与 T1 时间所确定装机容量之间的差值，电量为“净” 负荷持续曲线与 T1 时间所确定水平线之间的面积;CCGT 机组应该其次被调用，其装机容量为 T1 时间所确定装机容量与T2 时间所确定装机容量之间的差值，电量为“净”负荷持续曲线与 T1 时间所确定水平线和T2 时间所确定水平线之间的面积;煤电机组则应该最后被调用，即负责基荷调用，其装机容量为T2 时间所确定装机容量，电量为“净”负荷持续曲线与T2 时间所确定水平线和横轴之间的面积。

天然气的成本构成与煤电机组类似，也包括固定成本和变动成本。但是不同发电上网电价机制下可能会带来不同的结果，比如都实行一部制电量电价，则有可能导致煤电机组优势过大，天然气机组没有办法得到最优的电量安排，两部制电价则相对更优一些。所以通过不同发电上网电价机制下机组总成本的比较，可得到最优上网电价机制。

(8)通过上网电价机制对不同利益主体的影响，分析上网电价机制如何改革最为合适。

针对电力交易价格机制的不同情景，假设各个类型发电方为不同利益主体类型，从成本的角度，在保障电力系统平衡的基础上，实现个体成本最低，整体收益最优。因此，不同的电力交易机制，将会对各种利益主体产生影响，例如，单一电量价格制度为满负荷火电机组利益最大化提供保障;而两部制容量电价和电量电价，则有利于新能源和燃气电厂，特别是小容量燃气电厂，可以因而收回高额资本投入。

3 基本参数及假设

本课题中的所有参数及假设除了特殊说明的以外，都来源于《“十二五”电力发展若干问题研究》( 俞燕山 胡军峰 林卫斌 吴疆著)和《电力行业应对气候变化技术与政策选择》(俞燕山等《电力应对气候变化对策》课题组著)。

3.1 电力需求预测

2014 年全社会用电量为 55233 亿千瓦时，随着经济不断发展和城镇化率的不断提升，我国未来电力需求还会不断增加。电力需求预测分为三种情景，分别是高电力需求情景，中电力需求情景以及低电力需求情景。2020 年和 2030 年各电力需求情景的具体电力需求水平如表 1 所示。

表 1 电力需求情景(万亿 KWh)

3.2 发电机组可能开发规模

截止到 2014 年底电力行业各发电机组已有装机容量规模如表 2 所示。

表 2 电力行业 2014 年装机容量规模

根据资源调查的情况，我国可再生能源可利用程度还是非常高的。根据 2003 年水力资源复查结果，全国水力资源技术可开发装机容量 5.42 亿千瓦，经济可开发装机容量约 4 亿千瓦。核资源我国较为贫乏，目前我国已探明的核原料大约可供 2500 万千瓦核电站运行 40 年，因此核原料将主要靠从国外进口，根据国际原子能机构动力堆信息系统(PRIS)、世界核协会 2008 年的统计，目前全世界核资源储量为 157.6 万吨，如果按照 1 千克铀的能量相当于 2800 标准吨煤进行折算，可供 474 亿千瓦核电站运行 40 年，而现有全世界核电站装机容量仅有 3.74 亿千瓦，因此核能发电的利用还是非常有前景的，如果从国外进口核原料很容易，则核能发电基本不受限制。风能资源也非常丰富，根据国家气象局的资料，中国离地 10 米高的风能资源总储量约 32.26 亿千瓦，其中可开发和利用的陆地上风能储量有 2.53 亿千瓦，50 米高度的风能资源比 10 米高度多一倍，为 5 亿多千瓦;近海可开发和利用的风能储量有 7.5 亿千瓦。太阳能资源更是丰富，据测算，我国太阳能总辐射量在 120-280 瓦/平方米之间，2/3 的国土面积年日照小时数在 2200 小时以上，年太阳能辐射总量大于每平方米 5000 兆焦耳(相当于 170 千克标准煤)，因此太阳能发电基本没有资源限制。可再生能源根据资源决定的可开发规模如表 3 所示。

表 3 可再生能源可开发规模(万 KW)

但是水能发电的开发还要考虑到移民、环保等问题，核电发电一方面原料需要从国外进口，另一方面也需要考虑核电站选址，核废料处理等问题，风能发电和太阳能发电则受到自然条件的约束，发电具有间歇性、不确定性和不可调峰性，对电网安全影响很大，因此受到接入电网的限制。最终根据现有技术条件和资源条件，在没有重大技术变化的情况下，各种发电技术在 2013-2030 年比较容易实现的开发规模如表 4 所示。

表 4 电力行业可能开发规模(万 KW)

由于电力行业新投产装机一般在下半年，所以设新投产装机容量的 1/3 为有效装机容量。同时可再生能源的利用小时数相对较低。根据《“十二五”电力发展若干问题研究》，可知水电平均年利用小时为 3500 小时，风电平均年利用小时为 2000 小时，太阳能光伏平均年利用小时为 1500 小时。

核电建设周期较长，根据核电发展规划，2020 年为 6000 万千瓦，2030 年 2 亿千瓦。同时其利用小时相对较高，本课题设定 7800 小时。

燃气发电也是相对清洁的能源。2008 年 8 月，国土资源部公布第三次全国油气资源评价结果。我国天然气远景资源量 55.89 万亿立方米，地质资源量 35.03 万亿立方米，可采资源量22.03万亿立方米。2008年生产776亿立方米，2000-2008年均增长20.6%，消费 807 亿立方米，2000-2008 年均增长 15.8%，其中 2008 年燃气发电占 10%。根据专家分析，2020 年天然气可消费量为 4000 亿立方米左右，2030 年天然气可消费量为 6500 亿立方米左右。如果天然气用于发电的比例保持不变，则燃气发电可发电量 2020 年 2000 亿千瓦时，2030 年 3250 亿千瓦时。

相关阅读：

【深度报告】中国上网电价机制现状及其问题(涉及火电、水电、风电、核电等)

【深度报告】中国上网电价机制影响及设计分析