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The Regulatory Assistance Project is beginning a new chapter of growth and thought leadership as we continue bringing clarity to the complexity of the clean energy transition. After thoughtful discussions between Richard Sedano and the RAP board of directors, Sedano… View Summary +
Energizing Change Reflecting on the past year, I am struck by many reasons for hope amid the growing climate crisis. You will notice I have signed this as Co-Founder and Interim CEO. Before you dig into the exciting… View Summary +
The possibility of establishing a new capacity payment for power plants has been under debate in China for years. If well-designed and open to competing clean-energy resources, a capacity payment mechanism could be a workable part of a broad power… View Summary +
近日,国家发展改革委、国家能源局联合发布了《电力现货市场基本规则(试行)》,为全国各地区现货市场的建立起到了关键性的指导作用。在现货市场运行日渐成熟的情况下,国家发展改革委在2021年提出的“有序放开全部燃煤发电电量上网电价” 的概念值得继续完善,从而为现货市场的发展起到更好地协调和支撑作用。而继续当前的煤电上网电价机制可能会削弱系统可靠性,增加成本,甚至会减缓清洁能源转型的步伐。 煤电机组的补偿机制应当以现货市场为主,中长期市场为辅。具体来说,应当进一步落实国家发展改革委在2021年提出的计划,“有序放开全部燃煤发电电量上网电价,扩大市场交易电价上下浮动范围”,甚至更进一步,完全取消“基准价+上下浮动”机制。这当然并不是说所有中长期交易都应该被取消,而是取消中长期交易行政定价的限制。在新的机制中,中长期交易仍能够以金融合约的形式扮演重要角色,为现货市场的价格波动提供风险对冲服务,但协调各类电力资源、补偿运行行为和投资的主要平台应该是现货市场。 回望2021年,可以从全国范围内的“停电潮”中看出煤电上网电价机制的一些问题。2021年初,煤价显著上涨,然而当时的煤电上网电价机制难以及时地反映燃料成本价格以及市场供需的变化。因此,年中有许多煤电站都陷入了“发一度,亏一度”的境地,影响了它们的发电意愿,致使多地在发电容量足够甚至过剩的情况下仍产生了供电困难。整体而言,目前的煤电上网电价机制无法灵活反映系统情况的快速变化。这些情况并不仅仅包括上述的燃料煤价格,还包括可再生能源出力的波动性等。 在2021年的电力危机之后,国家发展改革委将上下浮动的范围放宽为20%,且高耗能企业不受价格上限限制。这一举措无疑有利于新能源系统的发展。然而, “基准价+上下浮动”机制也许并非是一个一劳永逸的解决方案。比如,价格上下限的设置仍然可能会削弱电力系统的灵活性,使其无法有效地按照日内以及每小时的系统情况变化进行调整,而随着风电及光伏发电比例的迅速增加,对新型电力系统所应具备的灵活性要求也越来越高。相比之下,现货市场能够鼓励包括煤电在内的各类资源更有效、灵活地进行调整。 当煤电上网电价完全放开后,如何为必要的煤电机组提供足额补偿,以确保电力系统稳定运行?为达成双碳目标,在未来的几十年中煤电容量必然要逐渐减少,但是为了确保系统的可靠性,仍有一小部分煤电容量需要在市场中回收成本。国际经验和分析表明,设计良好的现货市场可以支持合理的容量成本回收。然而在必要时,也可以通过实行容量市场来补充一部分容量成本。不过前提是容量市场的设计必须严格控制补偿的条件。首先,容量资源竞标应当公平面向所有资源(例如能效和虚拟电厂);其次,采购多少容量资源应由科学透明的系统可靠性分析决定;最后,政策标准(例如空气质量标准和排放标准)也应该成为容量补偿资格的考量。 当煤电上网电价完全放开后,工商业用户如何承受现货市场的价格波动?正如在其他国家一样,包括零售商在内的市场参与者可以用中长期合同来缓解价格波动影响并规避风险。这样一来,终端用户就可以缓解电力批发市场价格波动带来的影响。此外,一些国家也推出了一些补贴项目来缓解部分工商业用户在电价高涨期间的压力,比如税收减免,甚至是对受损失严重企业的直接补偿。舒缓用户价格压力的其他手段还有许多,但无论如何,一个重要的原则是要让价格信号发挥指导资源配置的作用。 中国电力行业改革到了一个关键的阶段,传统的定价机制正和如今的市场机制发生新的联结和碰撞。本文从当前的煤电上网电价对能源转型的束缚出发,指出了目前上网电价的根本问题在于无法灵活地反映快速变化的系统情况,而现货市场的价格信号可以有效解决这一问题。随着现货市场的成熟,电力系统的灵活性也会得到进一步的提升。如何更好的完善价格形成机制,并和市场机制有机结合,是电改目前的一大难题,需要从规则、机制、观念等多角度同时发力。… View Summary +
自2021年7月,国家发改委发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》(《通知》)以来,全国各省都积极响应了国家号召。截止到2023年1月,全国32个省级行政区都已经逐渐推出了符合地方负荷及电力资源特性的分时电价(云南、福建处于征求意见阶段)。如此大规模地在全国范围内推广分时电价,中国已在施行范围内走在了世界前列。除此之外,各省也按照《通知》的指示,扩大峰谷比,并且个别省份(如广西)会根据省内电力系统情况,灵活调整分时电价执行。以上几点都能够看出,中国的分时电价整体来看在朝着不断完善的方向发展。 然而,分时电价的成效取决于实施细节。一个研究对美国国内163个试点时变电价设计(time-varying rate design)的结果进行了总结,其中63个采用了分时电价设计(这里的时变电价指的是一切随时间变化的电价定价方法。平时我们所说的分时电价只是时变电价的一种,还有包括实时电价(Real-time pricing)在内的其他定价方法)。 这些分时电价试点的成效不一,其中效果最好的能达到近40%的尖峰负荷削减,而另外一小部分试点则仅有十分微弱的效果。诚然,中国和美国分时电价项目的设计细节有许多不同,不能一概而论。不过也可以从这些效果不一的分时电价试点中得出一个通用的结论:分时电价成效重在细节。对实施情况进行跟踪、总结、改良,是完善分时电价必不可少的步骤。分时电价的广泛推行虽是一个很好的开始,但若要达到《通知》中所构想的“削峰填谷、改善电力供需状况、促进新能源消纳”等目的,还需要不懈的努力。本文结合中国国情,为进一步完善分时电价提出了一些可参考的建议。 在短期内很容易改进的一点是:在制定分时电价时,应主要考虑净负荷而非负荷。汇总目前各省级行政区颁布的有关分时电价的通知,目前设计分时电价的出发点大多是对负荷曲线的重塑——这是一个很好的开端。然而,随着光伏与风电容量的增加,系统压力最大的时候不再是负荷最高的时候,而是净负荷(负荷减去风、光出力)最高的时候。其中最典型的例子就是“鸭子曲线”(Duck Curve)。“鸭子曲线“得名于在风光渗透率高的地区,其日间负荷曲线形似鸭子:在白天由于光伏出力,净负荷较低,而傍晚时分在居民用电量骤增和光伏出力渐出的双重压力下,峰值负荷发电厂需要在很短时间内快速爬坡,导致系统供需趋于紧张。若要能够更好地舒解系统此时的压力,分时电价时段及峰谷比应当反映净负荷的变化。有一些风、光资源较多的省份已经在使用净负荷作为分时电价的主要考量,这些变化会使得分时电价的设计得以更好地适应新能源较丰富的电力系统。图一为加州独立系统运营商“鸭子曲线”。 Lazar J. (2016). Teaching the “Duck” to Fly (Second Edition).睿博能源智库. https://www.raponline.org/knowledge-center/teaching-the-duck-to-fly-second-edition/ 从中长期来看,分时电价的设计根据可以从(净)负荷更进一步,转至全面系统边际成本。前文中提到的以净负荷为设计依据有助于解决新能源系统带来的一些挑战,而以全面系统边际成本作为设计依据则会最大程度地发掘分时电价巨大的未开发价值,包括加强电力系统可靠性,降低系统成本,以及促进可再生能源的消纳。 “全面系统边际成本”这一概念所强调的原则是:在考虑系统边际成本时,不仅仅需要考虑短期成本(如电能量成本),更应该全方位地考虑可规避的长期成本(如电力资源容量及输配电容量成本)。电力资源容量成本和输配电容量成本仅靠市场虽然很难直接确定,但这些容量成本在一些情况下可以占到成本的大部分——充分考虑这部分可避免的成本才能使分时电价的价值得到最大程度的体现。一个电力系统的发电站和电力输配线并不是按照系统的平均负荷建造的,而是为了满足该系统的尖峰负荷。如果分时电价的设计可以考虑到压低尖峰负荷所避免的电力资源及输配线建造成本,峰谷比就可以进一步合理拉大,最大程度地发挥分时电价的价值。 图2. 2022年加州全面系统边际成本细项(小时平均成本) 图 2: 每小时的数值取全年每天中该小时的平均值. 来源:Source: California Public Utilities Commission 2022 Avoided Cost Calculator. View Summary +
中国国家发展和改革委员会于2021年出台了一份重要的政策文件(《关于进一步完善分时电价机制的通知》),要求各省对几乎所有的用户都要设计和实施分时电价。这将极大地推进分时电价在中国的实施,并使中国成为少数几个尝试在全国范围内广泛实施分时电价的国家之一。 通过实行分时电价形成的电力消费模式的改变也可为系统提供多种好处。然而,要实现这些好处,分时电价的费率标准必须要设计得当,确定分时电价的费率要准确反映系统内在的成本,而不是靠更简单的“经验法则”。按照发改委2021年文件的要求,各省已出台了分时电价实施的配套政策,并由此产生了是否、何时以及如何评估和优化这些配套政策的一系列问题。 本政策研究简要回顾了分时电价费率设计的原则及美国一些地区的相关经验,并重点讨论如何设计分时电价的费率结构,从而实现最大化的经济和环境效益。 本文(精简版)首刊于《南方能源观察》(2023年4月26日),… View Summary +
近年来,随着煤电倒挂现象以及电力现货市场的快速发展,容量补偿机制已成为热门话题。睿博能源智库之前已探讨过稀缺电价相关问题,而本文与E3共同撰写,旨在简要介绍美国容量补偿机制的设计原则,并结合中国国情,提出在中国电力市场实施容量补偿机制的建议。这些建议包括: 1)容量补偿机制不应是必须的,而应该根据当地电力资源稀缺情况决定是否实施; 2)容量补偿机制应该基于科学稳健的资源充足性评估过程,避免补偿不必要的资源,并且不应保证所有资源的成本回收; 3)容量补偿机制应该平等对待所有资源,包括需求侧资源;以及 4)容量补偿机制应该采取绩效问责制,对在系统紧张时无法提供电力的资源予以惩罚。 本文(精简版)首刊于《南方能源观察》(2023年3月23日)… View Summary +
As part of the ongoing effort to establish a unified national electricity spot market, in December, China’s National Energy Administration (NEA) issued two draft policy documents, “Electricity Spot Market Basic Rules” and “Measures for the Supervision of the Electricity Spot… View Summary +
国家能源局近日发布的《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》和《电力现货市场监管办法(征求意见稿)》,为达成全国统一市场迈出了重要的一步。这两份文件在许多关键问题上提出了有建设意义的规定——在新能源转型的大背景下,这些市场设计问题在很多国家也已引发了激烈的讨论。 如何设计出运行良好的电力市场,也是睿博能源智库长期以来研究的议题之一。我们非常高兴地看到能源局对此公开征求意见,并在很短时间内,基于我们对中国电力市场的观察和理解,梳理总结出欧洲、美国和其他国家的相关经验,希望可以借此机会提出一些具备实操性的建议,以供参考。… View Summary +
在全世界范围内,政策制定者都面临着在电网减碳的大前提下维持电力系统可靠性的难题。当下,随着新技术的诞生和学界及业界对低碳系统的理解加深,电网减碳从电力系统的负担转化为其不可多得的机遇,然而,如何抓住这些机遇来实现电力系统转型仍有一些挑战。各国的政策制定者应继续深化电力系统改革来优化电力市场运行和电力资源规划流程。这一改革可以确保在向经济、清洁的新能源系统转型的同时,整个电力系统的可靠性也得以保障。 欧盟和美国的决策者和专家都就此问题展开了热烈的政策讨论,尝试寻找新通路优化电力可靠性展望机制。尽管这些讨论的结果尚未完全成型,且电力可靠性的一些问题仍然存在,各国决策者仍可从这些讨论中汲取一些经验。本文就这些政策讨论中的新想法和做法作以简短总结,以供参考。… View Summary +
中国的可再生能源增长势头不减,为达成双碳目标打下了良好的基础。随着可再生能源在能源结构中占比越来越高,如何在保障供电稳定性和系统安全的前提下,调整当前电力系统,深化市场改革,实现可再生能源带来的环境及经济效益的最大化,成为了一个亟待解决的挑战。目前包括中国在内许多国家都在尝试解决这一问题,并在很多方面取得了一定进展。其中,分时电价在全中国范围内的推行是一个很重要的里程碑。本文总结分析了中国在此方面做出的努力及成果,并结合国际经验,为地方政府更好地落实国家政策提供了一些思路。 近年来,为了改善电力供需情况,促进可再生能源消纳,国家发改委及能源局出台了许多措施,而分时电价就是其中的几个主要措施之一。分时电价是指将一天分为多个时段,并且针对各时段制定不同的电价。具体来说,是将电价在电力系统紧张,亦即用电需求高、发电资源边际成本高昂时定价在高位;而在系统形势较宽松时定价在低位。通过价格信号引导用户调整用电时间,以达到削峰填谷的作用。有些地区也会考虑冬夏、枯丰水期对系统成本的影响,制定季节性的分时电价。分时电价还有许多立竿见影的环境和经济上的收益,例如带动负荷向低成本、低排放时段转移,以及减少调峰资源(如火电)的需要。在近期的文章中我们就此分享了更多细节。 国家发改委在2021年颁布的《关于进一步完善分时电价机制的通知》提出了一些指导性的意见,旨在拓宽、深化分时电价政策,进一步塑造以新能源为主体的新型电力系统。根据国家指导,各地区也相应出台了省级分时电价政策。这些政策响应了《通知》的号召,许多地区制定了尖峰电价机制、也将峰谷电价差在合理范围内拉大。 值得注意的是,《通知》中还开创性地提出要“建立分时电价动态调整机制”,并且各地区的分时电价政策也对此有所响应。然而,多数省份暂时尚未提出具体、详尽的实施办法。就此,本文将借鉴国际经验并结合中国国情,简短讨论分时电价动态调整机制的重要性,以及以下三点设计思路:常规评估、有据调整、公开方法。 建立分时电价动态调整机制的重要性 中国各地方在2021及2022年陆续出台了完善分时电价政策的相关文件,然而若想最大程度地发挥分时电价的优势,对分时电价的动态调整也必不可少。例如,在太阳能发电资源快速增长的美国加州,政策制定者近年出台了系统化的动态调整机制来调整分时电价峰段划分,用以解决困扰加州已久的居民电价与电力供需情况不符的状态。以加州南部的圣地亚哥区域为例:这一区域内的分时电价设计在十数年间,都沿袭了大规模开发太阳能资源前的电价——电价高峰时段被定为上午11点至下午6点之间,以降低日间用电量。可随着近年来太阳能发电量比重逐渐增加,低成本且环保的电力资源在日间激增。然而傍晚日落时,太阳能出力逐渐减少,又恰逢居民用电高峰,导致傍晚时段电力系统供电紧张。分时电价调整的滞后导致了电价设计与系统成本的脱节。自2017年开始,为了让分时电价“重回正轨”,分时电价的高峰时段被改至傍晚4点到9点。这样一来,日间的太阳能资源能够得到更好的利用,并且傍晚时段的用电高峰也得以控制。政策制定者通过分析系统情况,给正在发生深刻变化的电力系统“把脉”,并及时调整分时电价以应对这些变化。动态调整分时电价不仅放大了可再生能源的经济效益,也缓解了可再生能源并网波动所带来的系统压力。 常规评估 在日新月异的中国电力系统内 ,实施常规评估有益于保证分时电价与系统总成本变化方向相符。理论上来说,随着可再生能源渗透率与电气化程度越来越高,电力系统的供需条件也会随之改变,并且系统电力成本也会发生变化。此外,由于分时电价的确立是建立在对未来几年的预估之上的,对于中国目前正在经历变革的电力系统而言,这些预估的假设基础很可能在未来几年发生较大的变化,使系统电力成本改变、偏离预估值。确保分时电价可以及时跟进电力成本变化的基础是常规评估——此类评估大多通过对边际成本的分析,来确保分时电价的高峰时段可以贴合电力系统供需较为紧张的时段。此处所讨论的边缘成本,在理想条件下不仅包含系统内部的运维成本(如燃料成本),同时也包含对社会和环境所造成的外部成本,例如二氧化碳及废气排放给环境和健康带来的额外成本。自2017始,加州的政策规定覆盖全州的三大售电公司每三年就要上交相关数据并进行评估,以确保分时电价设计和系统边际成本相符。若评估表明现有分时电价和系统成本脱节,那么售电公司会提交新的分时电价标准,经政策制定者批准后,采用新的分时电价。 有据调整 动态调整并不代表随意调整,对分时电价设计的调整应当建立在明确的目标和扎实的分析的基础之上。“明确的目标”具体是指通过推行分时电价希望达到的目的,例如降低系统电力成本,或者如《通知》中强调的,促进新能源消纳等。设计良好的分时电价往往可以同时达到多个目的,然而,没有任何一个分时电价设计可以一举达成所有的目标。在多个目标中分清主次,并围绕中心目标跟进总结,需要以扎实的分析为基础。目前中国的一大优势在于分时电价的大规模推行。各省不同的分时电价设计和电力供需情况,为政策研究提供了优质的异质性数据。通过对这些数据的详细分析,地方政府、省级电网公司、连同电力交易中心,可以量化环境和经济目标达成度,并总结过去经验,在此基础之上指导未来电价的设计。值得注意的是,近来已经有一些省份根据短期发电预期,及时调整了分时电价结构。例如广西在2021年出台了省内分时电价机制,并在2022年8月因来水偏好等原因,暂停实施了该年度夏季(7-9月)尖峰电价,且缩短了高峰电价时段。类似这样的动态调整对发电量预期做出了及时反馈,并调整分时电价以贴合系统实际成本。此外,河南省就在11月5日发布了新的通知,规定每年国网河南省电力公司都将向省发改委报告分时电价执行和电力系统运行的相关情况,并由省发改委进行评估和调整。若各省能将这种调整常态化、公开化,则更易于政策的平稳实施。 公开方法 公开发布分时电价价格形成与峰段划分的方法论,及上述的常规评估、分析报告,有助于稳定社会投资、激发社会各界建言献策。这些方法的公开有利于需求侧资源投资者——例如分布式可再生能源、需求响应、储能——提前预判,按照未来政策走向布局投资。此外,公开资料也有助于研究机构、电力行业从业人士、以及电力用户积极提供建议,以便更有效地完善分时电价的设计。 结论 在中国电力系统转型为以新能源为主体的新型电力系统的道路上,分时电价是一个不可或缺的里程碑。下一步,可以考虑在中央层面阐明建立分时电价动态调整机制的具体实施准则及时间线,在区域层面进行系统分析及常规评估,并在省级进行分时电价的最终微调。中国在分时电价的实施上已经走在世界前列:国际上,大部分分时电价的实施都还局限在地方层级,而仅有为数不多的国家像中国这样,在国家层面统一实施了分时电价。中国在分时电价上的坚持和成就为电力系统的绿色转型提供了坚实的基础,而分时电价电价设计的完善将进一步助力双碳目标的达成。 本文首刊于《中国电力报》(2022年12月6日)… View Summary +