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聚焦 | “双碳”目标下电力市场的关键问题探讨

北极星电力网新闻中心  来源:中国电力企业管理  作者:武泽辰等  2021/10/27 10:01:20  我要投稿  
所属频道:  关键词: 电力行业 电力市场 新能源

北极星火力发电网讯:实现碳达峰、碳中和是我国应对气候变化作出的庄严承诺,“双碳”目标将作为一项长期发展战略指导未来较长时间的能源转型发展。电力是能源转型的中心环节,也是碳减排的关键领域,电力市场作为能源资源优化配置的重要平台,将在促进可再生能源发展、支撑“双碳”目标落实和新型电力系统建设中发挥重要作用。

(来源:微信公众号“中国电力企业管理”ID:zgdlqygl 作者:武泽辰等)

电力行业面临大变革与大挑战

电力行业是我国碳减排的重点领域,目前能源燃烧占我国全部二氧化碳排放的88%左右,电力行业排放约占能源行业排放的41%,由于要承接其他行业的用能转移,电力行业碳排放占比可能继续上升,减排责任重大。未来随着化石能源替代减排和新能源的跨越式高速发展,电力行业即将迎来大发展、大变革时期,同时也面临一系列重大挑战。

首先是电力平衡问题。新能源对电力平衡的支撑能力不足,随着新能源发电占比提升,新能源小发期间电力供应不足和大发期间消纳困难的问题将频繁交替出现,特别是在极热极寒无风、连续阴雨等特殊天气下,电力平衡保障问题突出。

其次是系统安全问题,随着新能源发电等电力电子静止设备大量替代旋转同步电源,电力系统等值转动惯量将大幅降低,新能源机组在扰动下容易脱网可能引发大面积停电风险,电力电子设备比例不断升高、交互影响加强,电力系统面临新形态的稳定问题。

此外还有系统成本问题。随着新能源跨越式发展,电源环节需要投资更多的系统备用资源、灵活调节资源,电网环节需要投资配套接网送出工程、电网扩展补强工程等,新能源消纳的系统成本将大幅上升,需要通过市场机制合理量化和有效疏导。

电力市场面临新变化与新要求

中发9号文以来,我国电力市场建设取得显著成效,“管住中间、放开两头”的市场格局初步形成。随着碳达峰、碳中和目标的落实,我国电源结构不断优化,电力系统运行机理和平衡模式深刻变化,与之相适应,电力市场也将面临重大变化。

首先,市场建设目标更加丰富。我国电力市场建设起初的目标是促进能源资源优化配置,随着新能源快速发展和煤电机组利用小时下降,电力市场建设需要考虑的因素显著增加,建设目标更加丰富,需要在降碳、安全、发展、效率等多方面考虑,“保供应”和“促转型”将成为未来电力市场建设的主旋律。

其次,市场形态多样复杂。我国新能源的资源分布特性决定未来发展将呈现集中式与分布式并存的趋势,与之相适应,电力市场形态将呈现全国统一电力市场和若干分散小市场并存的格局。一方面,通过全国统一电力市场大范围资源配置,实现新能源分季节、区域间余缺调剂、优势互补。另一方面,微电网、分布式能源系统等多种系统形态的发展将催生若干分散市场。

第三,商品价值差异化更加显著。“双碳”目标下电力商品价值不断细化和差异化,需要通过多样的交易品种,反映不同的价值属性,满足市场主体的多元诉求。如在电能量价值的基础上,通过辅助服务市场反映电能商品的安全稳定价值,补偿灵活调节资源的收入;通过容量成本回收机制,反映电能商品的容量价值,保障充足的发电投资;通过绿色电力交易反映电能商品的环境价值,满足用户绿色消费需求。

第四,电力交易生态圈不断扩大。随着能源互联网形态和功能逐步健全,虚拟电厂、储能、需求侧响应、微网等新兴主体将广泛参与市场互动,并进一步形成电、热、气等多能源耦合与协同优化,市场主体存在多样的交易和服务需求,电力交易生态圈逐步形成和完善。

新的变化对市场建设提出了新的要求,需要重点从提高灵活性、保障安全性、体现外部性、增强开放性着手,开展新型市场体系的研究和设计。

提高灵活性方面,为适应新能源出力的不确定性,需要推动电力市场向更加精细化发展,满足市场主体灵活调整的需求,同时通过市场机制促进源网荷储高效互动、多种电网形态友好互动,提高新能源消纳水平。保障安全性方面,通过辅助服务市场和容量成本回收机制补偿灵活调节资源的收入,通过完善需求侧响应机制激励用户侧参与调节,保障系统充足的调节能力。体现外部性方面,完善可再生能源配额交易、绿证交易,持续开展绿色电力交易,促进形成市场导向的绿色能源消费流通体系。增强开放性方面,不断加大市场模式、交易和服务品种的创新,以市场机制引导各类主体广泛参与和友好互动,加强与一次能源市场、碳市场等外部市场的有效互动,实现能源互联网价值创造和共享。

遵循市场规律,立足我国国情

尽管碳达峰、碳中和目标下电力市场建设呈现出新的特点和新的变化,但电力市场的基本规律和我国电力市场建设的基础条件不变,市场建设必须始终遵循客观规律和实际情况。

电力市场的基本功能是发现均衡价格,反映供需变化,通过价格信号指导资源优化配置,使电力系统的经济效率最大化。“双碳”目标下,电力市场发现价格的功能不变,中长期交易通过形成长期平稳合理的价格,给予市场主体稳定的预期,现货市场通过短期电力供需匹配,形成体现电力商品时间和位置特性的价格信号。

电力市场模式的设计既要借鉴国外成熟经验,遵循市场化建设的一般规律,又必须充分考虑我国实际情况,符合我国社会主义市场经济的基本国情。

我国能源供需逆向分布的特点,决定了能源资源必须在更大范围内进行配置。我国风能和太阳能资源主要集中在“三北”地区,与负荷中心呈逆向分布,本地消纳存在困难,必须依托大电网、构建大市场,统筹利用全网调节资源、深度挖掘消纳空间,为实现可再生能源高效利用提供制度保障。

双轨制是我国推动电力资源配置方式由计划向市场平稳过渡的重要手段和制度安排,将在较长一段时间内成为市场建设的边界与基础。其中,优先发电制度主要保障清洁能源消纳、供热和安全运行所需的调节性发电、跨省跨区资源配置等需求,优先购电制度主要保障居民、农业、重要公用事业和公益性服务等重点用电需求,优先发购电之外的发用电计划逐步通过市场化交易方式放开。电力市场设计时需要充分考虑我国计划和市场双轨制并存的实际。

加强机制创新,持续完善市场体系

“双碳”目标下的电力市场建设要适应新能源为主体的电力系统特征,不断进行机制创新和突破,充分发挥市场作用,为新型电力系统建设提供坚实的体制机制保障。新能源参与市场方面,要建立适应新能源发电的交易组织方式,完善新能源消纳责任分担机制,统筹可再生能源保障政策与市场机制;辅助服务市场方面,要创新辅助服务品种,建立辅助服务费用传导和分摊机制;容量成本回收方面,在市场过渡期建立容量补偿机制,随着市场完善,逐步建立容量市场机制;分布式交易方面,要完善分布式新能源过网费定价机制,探索聚合、直接交易等多种交易组织方式;电-碳市场协同方面,要加强市场空间协同,建立电价与碳价联动机制,推动绿色认证体系联通。

新能源参与市场机制

未来新能源大规模接入电力系统,将逐步发展成为电量和电力供应主体,亟需建立并完善新能源参与市场机制,在电力市场中突出新能源的主体地位。

针对新能源可持续发展的问题,要注重政策的延续性,合理确定并逐步降低可再生能源保障利用小时数,小时数以外部分参与电力市场。探索可再生能源发电商与大用户签订长期购电协议,保障可再生能源发电企业稳定现金流和经济收益。

针对新能源出力波动性和不确定性的问题,要推进中长期交易向更短周期延伸、向更细时段转变,缩短交易周期、提高交易频次,变电量交易为带曲线交易;鼓励新能源报量报价参与现货市场,发挥新能源变动成本低的优势,实现优先调度。

针对新能源参与市场后的系统成本疏导问题,通过可再生能源附加费、电网升级专项资金等模式建立新能源利用成本的疏导机制;通过市场机制量化调频、调峰、容量、备用、爬坡、转动惯量等系统成本,按照“谁收益、谁承担”的原则合理疏导。

电-碳市场协同机制

全国碳市场已于7月16日正式上线交易,目前只纳入发电行业,首批共2162家火电企业和自备电厂。电力市场和碳市场以火电作为共同的市场主体,通过价格进行连接,共同促进可再生能源发展。我国电力市场正处在计划向市场转型期,碳价难以通过电力市场向用户传导,同时由于其他行业纳入间接排放,我国电-碳市场耦合度很高,更需要碳市场和电力市场协调。在市场空间上,碳配额分配空间及行业基准线制定要有利于电力行业发展,不影响电力供应安全;价格机制上,要建立电价与碳价联动机制;绿色认证体系方面,建立绿证和用电碳排放之间的互认和抵消机制,探索CCER和绿证两种体系的信息联通。

本文刊载于《中国电力企业管理》2021年09期,作者武泽辰、马莉、范孟华供职于国网能源研究院有限公司

本文系《中国电力企业管理》独家稿件,版权所有,如需转载、使用或翻译成其他语言,需经本刊同意并注明出处。

原标题:“双碳”目标下电力市场的关键问题探讨

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