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在国际能源转型的大浪潮下,制定中国电力行业低碳发展路线的工作也在逐步深入。习近平总书记在2020年底气候雄心峰会上宣布,到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。这已成为中国落实碳达峰的中期目标,然而,未来要实现碳中和,建立以非化石能源为主体、安全高效的电力系统仍然充满了挑战。 2021年3月两会审议通过的“十四五”规划和2035年远景目标纲要,设定了包括单位GDP能源消耗、二氧化碳强度和空气质量在内的“十四五”能源和环境约束性指标,但并未提出具体煤电退出的要求。与之前“十三五”规划相比,新的规划纲要在实现低碳转型和完善系统的能源安全方面进行了部署,这主要体现在: 能源基地更多采用多能互补的开发和外送模式; 在负荷集中的东中部地区发展分布式能源; 合理控制煤电建设规模和发展节奏,在工业、交通、建筑等领域推进节能和电能替代。 表格 1“十三五”和“十四五”规划在能源和环境方面的关键指标 在此背景下,西北地区作为能源资源密集地区,承担着大规模发展清洁能源,建设和更好地利用跨区输电通道以支持中东部和华北地区低碳转型的重任。然而,西北地区的电力行业目前面临着许多制约因素,包括缺乏适应大规模可再生能源并网的运行方式、灵活性资源不足、煤电产能过剩、电力市场还不成熟等。在睿博能源智库最近的报告中,从政策和监管策略角度为西北地区电力行业转型和煤电退出路线图给出了10条具体建议。基于对西北地区电力系统特性的分析,我们认为提高系统运行和投资效率依然应该作为该地区近期政策改革的重点,并分别从三方面进行了详细充分的论述: 促进区域经济调度和更灵活的发电机组安排,能够经济高效地并网可再生能源,降低成本和减少排放。我们更进一步讨论了如何通过改革上网电价、管理中长期合同和分配合同款项等具体措施来更好地支持区域经济调度,并最终向区域现货市场的方向发展。基于对中国其他地区的观察和国际电力市场的借鉴,我们建议在鼓励更高效的跨省调度的基础上,可以授权西北电网调度中心对各省发电机组安排进行调整,为可再生能源发电创造更多的空间;通过实施分时上网电价,奖励与经济调度和区域优先调度相符合的运行;允许燃煤发电集团在其发电机组组合内,以经济的方式更灵活高效地安排燃煤机组发电。以及,在事后的基础上重新分配中长期合同款项以支持高效调度。 协调国资委、国家发改委和能源局与能源供应侧结构改革相关的工作,对激励发电公司支持电力行业转型有重要的意义。特别是,未来国资委可能需要在煤电资源区域整合和发电集团绩效评估方面与电力体制改革的目标更好地协调统一。例如,由于现有的发电企业评价指标未能起到鼓励发电机组清洁灵活高效运行的作用,可以通过增加评估发电企业环保和低碳的指标来弥补这一缺陷。 改善电力行业规划,有助于在保障系统可靠性的前提下,实现低碳转型—如何合理制定煤电退出决策、确定新的资源投资组合、保障资源充足性?区域电力市场和碳市场可以发挥什么作用?我们也对这些关键的问题进行了分析。我们认为通过运用高级的规划模型来预测负荷、进行可靠性评估和成本最低的容量扩充,将非常有助于支持强化五年规划。作为一个长期目标,理想的做法是在区域现货市场结构下以反映市场价格的方式实施更精细的资源规划过程。我们建议西北区域现货市场应采取美国区域输电组织(RTO)的形式。在这种结构下,区域市场定价和包括资源充足性规划和输电规划在内的RTO规划将在引导投资方面发挥关键作用。RTO规划旨在确保即使在投资决策逐渐分散化的情况下,批发市场仍能保持可靠的电力供应,具有充足的竞争力,并具有经济有效水平的输电阻塞。 纵观“十三五”期间,西北地区在低碳减排方面取得了令人瞩目的成就。区域电力市场要进一步发挥西北地区资源整体优势,促进资源在西北地区以及全国范围内的优化配置,这需要对电力规划、系统运行,市场机制,电价政策,机构协调等方面进行持续的政策改革。 在“十四五”规划的开局之年,西北五省已经开始陆续出台省级 “十四五”规划和2035年远景目标纲要。我们希望在未来的五年里,西北地区能够在《电力规划办法》的要求下,统筹衔接传统电源、新能源发电以及输配电网规划;支持非化石能源优先利用和分布式能源发展,努力实现安全可靠、经济合理、清洁环保、灵活高效的电力系统转型。… View Summary +

要满足中国新近制定的气候和能源目标,包括碳达峰和碳中和目标,中国的电力行业需要从以煤炭为主导的发电组合,向非化石资源组合转型。这将需要以提高运行和投资效率为重点的持续的政策改革。 西北地区具有丰富的可再生能源资源潜力,初步的电力市场发展为促进能源转型提供了独特的机遇。然而,该地区目前存在严重的煤电产能过剩问题,是中国煤炭资产重组的试点地区。与此同时,该地区可再生能源弃电量一直很高,虽然近年来已有所下降。 本报告为支持西北地区电力行业转型,发挥成本有效地向其他地区出口可再生能源的优势,提供了一些政策和监管战略,这些建议主要集中在三个领域:(1)采取区域性方法来提高电网运行效率;(2)协调中央和地方的退煤工作;(3)确保规划过程透明、科学以确定成本最低的新资源组合方案。在借鉴国际和中国其他地区电改经验的基础上,本报告提出了10条“下一步”电力行业改革的策略,以帮助西北地区实现脱碳和其他政策目标。 本文分为(上)(中)(下)三期刊登于《南方能源观察》杂志 This paper is also available in English. View Summary +
近年来,中国以及世界各国的电力系统正在发生着根深蒂固的变化。在供应侧,大规模可再生能源并网需要有更灵活的运行机制,在需求侧,新兴的发用电技术和应用包括可再生能源分布式发电、电动汽车、储能和电气化改变了传统的集中式发用电模式。此外,能源通讯系统的数字化智能化使得终端用户可以对外部电价做出响应。这些变化正驱动各国政府思考和完善销售电价政策,以促进电力系统朝着安全,清洁和高效的方向发展。 去年年底,多个省份(甘肃,山东,湖北)出台销售电价改革措施,调整了峰谷分时电价以适应电力系统发用电结构发生的改变,引导用户合理用电,然而依然有很多需要改进的地方。如果市场的价格信号可以传导到需求侧,并且具备一定的智能通讯系统来调节负荷,那么就能在一定程度上避免出现类似个别省份 (湖南,江西,浙江)的拉闸限电情况,通过需求响应经济有效地解决短期缺电问题。 从最近发生的德州电力危机来看,ERCOT有针对工商业用户的需求响应项目,近年来在危机发生之前起到了包括帮助可再生能源并网,减少夏季高峰需求,从而使得ERCOT市场的系统储备维持在较低的水平,降低了成本。虽然本次电力危机中需求响应本身无法应对在极端天气影响下长时间和大规模的缺电,但是更多的需求响应本来可以在减轻灾难的严重性和降低成本方面发挥重要的作用。未来进一步扩展需求响应的种类和规模,将有助于减少紧急状态下系统的压力,将损失降到最低。在气候不断变化,极端天气频繁出现的情况下,需求侧资源对增加系统可靠性和弹性的作用会更加突出。另外,也应该意识到,ERCOT实时电价项目对于用户和零售商存在一定的风险,中国的中央和省级政府对零售市场的参与者资质和市场价格风险防控方面应该加强监管[1]。另外,需要完善市场规则和发展金融工具帮助进入竞争性零售市场的大用户和售电公司对冲实时电价波动的风险,同时对于小型用户,应避免在不知情或者没有智能电价管理途径的情况下暴露于实时电价。 目前面临的机遇和挑战 中国在改善工商业和居民用户的阶梯电价和峰谷电价方面已经取得了一些进步。尽管如此,现阶段销售电价政策改革仍然存在一些问题: 电力市场特别是现货市场的建设和运行仍在进展中,工商业用户的电价并不完全由市场形成,在此情况下,现阶段如何促进工商业用户在增加系统可靠性、节能减排,降低成本方面的作用? 即使未来现货批发市场趋于成熟,实时市场价格波动依然无法传导到不参与市场的需求侧,例如小型商业和居民用户。对于这部分用户的销售价格(目录电价)应该如何改革以适应新形势的需要? 中国现有的输配电价是否能促进包括发电,输配电,储能以及需求侧资源的更高效地配置和利用? 零售市场多大程度放开?售电公司的作用以及零售套餐如何设计? 中国要完成碳中和的目标,意味着大规模的可再生能源并网和终端用能的电气化,销售电价应该如何改进来刺激消费者灵活,低碳用电?如何制定分时电价,以及针对储能/电动汽车的用电政策? 可能的解决方案 在电价设计的问题上很难有唯一正确的解答。关键在于是否能够找到适合电力系统清洁高效发展和符合国情的电价政策,理论上,销售电价设计的一些原则包括: 反映成本。终端销售电价应该能够反映用电真实成本,其中主要有电量,容量,输配电成本等。无论对于市场或者非市场用户,零售电价都应该进行动态调整以反映成本的变化。 提高灵活性。销售电价应该更好地解锁需求侧灵活性,帮助可再生能源并网。 合理化容量电价。容量电价的缺点在于无法充分反映时间地点变化,无法有效激励用户节约用电和转移负荷,除非减少用户的最大需求对降低系统的峰值有所贡献(Coincident Peak Demand)。因此,应该主要通过电量电价来回收系统成本,而容量电价只关注与单个用户负荷相关的配电侧成本。[2]. 谨慎设计分时电价。分时电价(TOU)需要注意峰谷价格的差距,峰谷时段的设计应该符合系统峰谷时段。具体来说,峰,平,谷电价分别对应峰荷,肩荷,基荷发电和输配电导致的成本。尖峰电价则应用于一年中系统处于紧张状态下的几十个小时(例如,监管者根据对需求最新的预测,在规定的有限次数和每次持续的最长时间限制下施行尖峰电价)以激励例如需求响应等灵活性资源。而在波动性可再生能源发电富余的时间段,低谷电价能够激励用户转移用电负荷,帮助消纳可再生能源。[3] 更好地普及和应用智能电表及智能终端。使得用户侧可以响应更为灵活的价格机制[4],(例如, 尖峰电价(CPP), 实时电价( RTP))并为提高系统可靠性做出贡献。… View Summary +

得州能源危机引起了美国以及世界各国媒体的广泛关注。在中国,有关得州事件与中国电改相关性的讨论也正在进行。得州政府和相关专家现在正处于调查分析危机的早期阶段,距离所有相关事实公开还需要一段时间。也许现在给出完全确定的结论还为时过早,但可以从得州的经历中得出一些早期的启示。 目前可以识别出一些与危机相关的因素。2月11日至16日,冬季的天气状况在强度和持续时间上都远远超出了通常被认为是“极端”的水平。得州和其他中西部州的一些地方打破了有史以来最低气温的记录。电力需求在15日和16日达到顶峰,高达约74 GW。这超过了得州独立系统和市场运营商ERCOT去年发布的资源充足性规划中的“极端”冬季规划情景预测的67 GW的高峰需求。这个对“极端”冬季高峰需求的预测,部分来自于2011年发生的一次较小的冬季风暴的经验。然而,得州夏天需求高峰曾超过74 GW,ERCOT对此处理良好。 不幸的是,当时许多发电机组出现了无法使用的状况。在ERCOT假设的冬季“极端”和“低风”情景下,预期风力发电只会占到可用资源的一小部分(约为2 GW )。尽管一些风机被冻结,但风力发电出力超过这一基线,在危机期间,除了几个小时外,风电出力均超过了“低风”情景的预期。与此同时,许多燃气发电和其他火电出人意料地无法使用。ERCOT预测的极端情景下,可调度的火电为58 GW;但在15日,实际可用的火力发电只有42 GW。天然气基础设施的冻结是一个主要因素,一些燃气发电机组无法发电是由于电厂设备的冻结,一些是由于天气作用导致天然气井和管道故障问题。 根据我们国际专家团队对得州和中国能源体系和政策的异同的理解,以下是我们的一些初步想法。 美国各区域独立系统和市场运营商负责资源充足性规划的各级领导和工作者肯定会重新评估各种天气情景。气候变化意味着,在规划情景时,重新审查需要考虑什么样的气候条件将非常重要,包括对“极端”天气的假设。 这场危机凸显了能源政策不同方面相互关联的属性。在规划和政策制定的过程中,应将电力行业改革、天然气行业改革、能效政策和减排政策等方面统筹考虑。 现在说ERCOT电力市场规则的细节是否应该根据危机进行修订还为时过早。正确制定电力市场规则并不容易。必须在必要的地方对这些规则进行不断审查和修订,即使是在像得州这样经验丰富的地方。理想情况下,政策制定者会在需要的地方做出调整,同时保留市场设计的积极因素。 从积极的方面来看,ERCOT市场多年来一直是运用稀缺定价的一个有用例子,它支持经济调度,促进可变可再生能源并网的灵活性,并为需求响应和储能提供激励。ERCOT市场在应对夏季热浪的同时以成本有效的方式做到了这一点。在中国,新的电力现货市场和有弹性的市场机制也有助于向成本有效和可靠的清洁能源转型方面取得进展。对于中国和美国,始终将这些目标放在聚焦的位置是非常重要的,即使在出现新挑战时也需要继续进行调整并确保达到所需的可靠性水平。 科学的规划流程和精心设计的市场都是必要的,并且要相得益彰。得克萨斯州制定了一个资源充足性规划流程,在网上定期公开发布的报告中包含了详细信息,该流程旨在确定电力系统是否有足够的资源来满足未来几年的峰值用电需求。然后,将资源充足性预测的结果用于调整ERCOT市场机制中行政设置的参数,这些参数会影响系统稀缺时电厂和其他资源得到补偿程度。调查结果可能会表明,ERCOT资源充足性规划的假设和统计分析存在一些问题,导致对风险的低估(例如,规划中的统计分析可能没有充分考虑相互关联的风险,即低估了大量发电容量受同一事件影响的可能性)。但是,重要的是这种透明的资源充足性规划过程值得不断完善,对支持成本效益、系统可靠性和可再生能源并网的目标必不可少。得州的危机凸显了在中国现货市场地区正式建立科学且透明的资源充足性规划流程的重要性。 得克萨斯州早已采取一些初步措施来促进需求响应,需求响应是一种非常经济高效且充足的资源,随着风能和太阳能的渗透率增长,可以帮助系统保持平衡。但是,需求响应的巨大潜力才刚刚开始释放。在这场危机中,大量的需求响应本来会非常有价值。虽然需求响应本身无法避免这场灾难,但在减轻其严重性和成本方面可以发挥重要作用。 此外,尽管需求响应在未来应对极端事件中的价值是显而易见的,决策者必须认识到,在非危机时期,特别是随着可变可再生能源的渗透率不断提高,增加需求响应也非常有价值。中国推动需求响应的努力(包括广东省关于需求响应和储能参与现货市场的新政策)是非常值得的。 ERCOT区域的电网与北美其他地区的电网是分离的。尽管ERCOT 周边区域的电网在这次冬天风暴时也遇到了压力,但ERCOT和周边区域如果有更大互联输电容量的话,可能部分缓解得州这次的危机。从更广泛的意义上讲,覆盖更大地理范围的一体化系统运行的电力市场可以带来巨大的好处。出于当地政治原因,ERCOT区域不太可能与周边区域组成一个一体化系统运行的更大的电力市场,但美国一些地区和世界其他地区已经认识到了大规模系统运行和市场一体化的好处,并正在创建具有广泛地理范围的一体化市场。 在这方面,中国南方电网地区,作为中国第一个区域现货市场的经验将非常重要。 得州需要进行的一些重要的改革可能与电力市场设计并不直接相关,在无论选择哪种市场结构和规则的情况下都适用。参与市场的资源缺乏基本的绩效标准,这是系统在极端条件下失效的一个主要原因。尤其是,建议得州政府应该考虑对电力和天然气系统(包括燃气电厂)的各个部分制定新的最低防寒规定。在这个问题上,得州可以借鉴美国其他地区的经验。 就支持终端用户节能的政策和项目而言,得州低于美国各州的中位数水平。更好的隔热建筑和更高效的电器和设备将会减少能源需求。这也将有助于减缓房屋在这种极端寒潮中降温的速度。中国的节能政策和项目在很多方面已经超过了得州,但在成本有效地提高能效方面肯定还有更大的潜力。 随着今后对2月份得州事件了解的更多,我们将分享如何解读这场危机的其他结论和建议。 本文首发于… View Summary +

The revision of the Electricity Law proposed by China’s National Energy Administration (NEA) provides an opportunity to support the Chinese government’s goals for power sector reform, air quality improvements and a zero-carbon economy — including the new 2060 and “before… View Summary +
国家能源局提出的《电力法(修订草案送审稿)》为支持中国政府实现电力行业改革、改善空气质量和促进零碳经济提供了机会,其中包括2060年和“2030年前”需要实现的碳排放目标。国家能源局提出了关于“清洁能源”、“可再生能源”和“需求侧资源” 的条款,再次向前迈出了重要的一步,然而,还有地方尚待完善。在本文中,睿博能源智库在总结国际经验的基础上,为电力法修订草案提供了一些建议,以支持中国早日实现上述目标。 The English version is also available here. View Summary +
早在2017年8月,国家发展改革委、国家能源局印发《关于开展电力现货市场建设试点工作的通知》,选择南方(以广东起步)、蒙西、浙江、山西、山东、福建、四川、甘肃等8个地区作为第一批电力现货市场建设试点。目前,已有多个试点进入了全月结算试运行阶段,然而各省在交易品种,市场模式选择、市场规则等的选择不尽相同,这或许会让市场衔接和统一过程产生制度壁垒。2019年7月,国家发改委、国家能源局在《关于深化电力现货市场建设试点工作的意见》要求统筹协调省间交易和省(区、市)现货市场,并希望通过给出电力现货市场模式和市场组成的备选方案缩小市场设计的选择范围,然而各现货市场试点地区依然存在着多样性,此外,这一意见并未给出具体可操作的区域一体化市场的建设方案和路径设计。 从国际经验来看, 拥有一个单独系统运营商(调度中心)并由一个单独市场交易机构组织的跨多个省的区域市场具有优越性。 此外,保证其他相邻区域市场具有相似的市场设计和运行规则也是非常有益的。缺乏统一的市场设计和运行规则可能导致可再生能源弃电、高成本、而且可能出现经济不足问题――比如, 市场管辖范围内少数寡头企业形成市场力。在其他的文章中,我们已经详细讨论了在更大地理范围内建立多省区市场的益处。在本篇文章中,我们会介绍如何确保相邻市场具有相似的市场设计和运行规则。 从中国现状出发,国家电网和南方电网公司已经在南方、华北、华中、华东、西北、东北区域进行“统一调度和分级管理”的运行方式,拥有比较完善的区域电网网架结构,并在调峰、调频和备用等辅助服务的规则和共享达成一致。这些奠定了中国向多个区域电力市场发展的基础,下一步则是如何建立与区域系统运行相统一的区域现货市场(包括日前电能量市场,实时电能量市场,辅助服务市场)。 南方电网区域是第一个被选作建立统一开放市场的区域。我们在最近的报告中阐述了对于南方电网以及中国其他跨省区域电力市场的建议,认为这些地区理想情况下可以采取类似于美国区域输电组织(RTO)的模式。在这篇文章中,我们主要关注这些未来将要形成的区域市场之间如何有效地进行互动-即区域电力市场之间的协调机制。当然,虽然南方以及其他区域RTO依然处于早期形成阶段– 而区域RTO之间的互动协作(例如,南方区域与相邻华中区域之间的现货交易)在未来几年才会出现。然而,有必要目前就考虑这些问题以便于为今后有效的市场间协调做准备。现在省内现货市场试点做出的市场设计选择会影响到未来区域输电组织之间的协调。在这些方面,美国的经验和教训也许对中国会有启发。 美国区域电力市场的经验和教训 美国在上世纪90年代中期发布了Order 888/889进行电力行业重组,要求电力公司公平开放输电系统,并鼓励形成独立系统运行商(ISO)和区域输电组织。FERC在1999年底进一步出台了Order 2000,这一关键指令旨在继续电力行业改革,通过要求电力公司形成和加入区域输电组织(RTO)提高区域输电网络的技术经济运行效率,更好地无歧视开放电网,增加电网可靠性,完善电力市场。 Order 2000提出了RTO应该具备的特征和界定了RTO的八项功能,对于规范RTO的运行有着必要的作用,为形成透明开放、竞争有序、协调一致的区域电力市场打下了基础。美国的四个RTO(MISO,ISO-NE,PJM,SPP)都有这些基本特征和功能。FERC 在对第八条RTO功能的讨论中强调了RTO之间保持一致的重要性:1)在可靠性方面,例如,可靠性信息共享,潮流管理,输电阻塞的缓解方法,辅助服务标准等,2)在市场边界方面,采取一定程度标准化的跨区域市场标准和操作,包括计算可用输电容量和总输电容量的数据共享,备用资源,机组组合安排方法,以及阻塞管理程序等。当然,这两者相辅相成,可靠性方面的做法会影响到市场如何互相作用,而市场边界的协调也会影响到单个RTO的系统运行。 传统意义上通过完成单个研究课题或者从区域规划层面的轻度协调不足以完成以上两点使命,包括北美电力可靠性协会(NERC)在内的成员认为由于在输电阻塞管理,平行潮流,输电资源的利用,输电成本和规划等问题缺乏一致性,阻碍了向更安全、更高效区域竞争性市场的发展。FERC要求RTO在跨区域甚至在更大的互连网络(interconnections)范围下制定解决方案,各区域市场并不一定需要有完全一样的协调处理方法但是必须在可靠性规则和市场界面的做法上保持兼容性。FERC起初预想在1年内形成有限数量RTO并在之后的两到三年完成其他各项功能的转变和协调,但是进程并不如预期。FERC意识到RTO需要遵守一系列统一的市场设计原则和调度运行规范才能以最小成本促进区域间市场交易。 FERC在2002年7月发布了《关于标准市场设计(SMD)规则制定的提议》,希望在全国范围内通过标准化电力批发现货市场的设计和运行,发挥竞争性电力市场更有效发挥资源配置的功能,形成公平合理的电价。SMD中包含了电力现货市场体系、输电价格、输电规划和扩张、市场监测管理以及长期资源充足性的要求。然而,FERC的SMD规则最终未能实施。这其中的原因有很多是政治性的而不是市场设计本身的问题,例如州政府不想失去对资源充足性、电网规划和电价制定(包括输电成本分摊和堵塞费用)的控制,担心更大范围的电力市场会损害本地消费者利益将其暴露于市场风险,特别是2000-2001年加州电力危机爆发后,一些州的电力市场改革受到影响。另外,国会当时并没有赋予FERC足够的权力来监管SMD相关的内容,无法保证SMD规则的执行。 后来,美国总共形成了四个RTOs(MISO,ISO-NE,PJM,SPP)和三个以州为主的ISOs(CAISO,ERCOT,NYISO),西北和东南的电力公司未加入RTO。从FERC的原本SMD愿景来判断,有七个ISOs/RTOs是一个不尽如人意的结果。而且在2000年代,各个ISO/RTO采取了“自扫门前雪”的态度,把注意力集中在解决自己市场内部的问题,市场之间的协调不足。加上FERC在电力市场之间的协调上缺乏强有力的顶层指导,各方难以达成一致,因此遗留了很多市场“接缝”(seams)问题,也就是由于电力公司、 州或者ISO/RTO市场边界导致的人为电力交易障碍。在2010年代各相邻区域RTO通过签订运行协议和市场交易规范[1],接缝问题有所缓解,但由于美国遗留的问题,电力市场之间的协调依然存在障碍。 尽管如此,FERC原来的RTO提议和SMD中的大部分设想现已广为接受。随着区域电力市场的成熟,可再生能源比例的提高,电网技术的更新,越来越多电力公司加入了RTO,美国西部大部分的电力公司已加入CAISO为系统运营商的电力平衡市场(西部EIM),东南区的电力公司也正在探索形成一个东南EIM。美国不同电力市场的设计也在逐渐规范和融合。这些进程证实了通过区域电力市场的形成和市场和市场之间的连接,能够为消费者带来更大的经济和环境收益。 对中国的启示 中国国家发改委和能源局在年初印发《关于推进电力交易机构独立规范运行的实施意见》的通知,提出了建立区域电力市场和全国统一电力交易组织体系的总体目标,明确了交易机构、市场管理委员会和调度机构的职能定位。为了更好地支持电力体制改革,完成零碳清洁的电力市场转型,需要在形成区域电力市场过程中考虑实施规范化的电力市场设计,避免中国在区域市场一体化的进程中遇到类似于美国的市场协调问题,中央的政策制定者需要在市场规范设计方面给予更多的指导,地方政府可以在各利益相关方(例如,市场主体以及电网公司和交易机构)的参与下完成具体电力区域市场形成和组织协调方案。… View Summary +

2020年,中国各省在电力市场建设方面不断推进,一些地区已经初步建立了区域和省级相衔接的电力中长期交易体系,并加速向区域一体化现货市场方向发展。 七月份发布的国家能源局综合司《关于开展跨省跨区电力交易与市场秩序专项监管工作的通知》(国能综通监管【2020】72号)在工作目标中提出推进跨省跨区电力市场化交易,进一步实现资源在更大范围的优化配置,表明了中央政府对区域电力市场的持续关注和支持。 《通知》明确了六点具体工作内容,其中重点关注现有中长期直接交易,发电权交易,合同转让交易以及富余可再生能源电力现货交易等跨省跨区交易的组织和执行情况,以及对跨省跨区主要输电通道利用率和输送清洁能源情况等进行审查监管。这些工作内容在“计划+市场”的现行体制下,具有一定的指导意义,但是从长期来看,不足以实现未来以区域一体化电力市场为核心的清洁能源路线转型。 目前,中国各省级电力市场都有一部分“优先发电”,其中包括可再生能源、核电、以热定电的火电机组和省外来电等。这部分发电机组是以签订中长期购售电协议为主,按照政府批复的上网电价和约定的电量来确保计划的完成。在电力市场建设的初期,可再生能源保障性收购有利于支持清洁能源,事实上,由于可再生能源的边际成本接近于零,其结果类似于在经济调度下可再生能源得到优先调度。 从长远考虑,现有电力市场中多个交易品种和中长期计划的调整机制带来了显著的问题。首先,为火电机组分配运行小时数和以省外来电作为市场边界的做法会限制市场配置资源和弹性运行的能力,降低系统的运行效率。 其次,虽然现有发电权交易、合同转让交易以及富余可再生能源电力现货交易等机制提供了在一定程度上灵活处理年度双边合同的途径,有利于效率的提升。然而,这些机制对市场规则的制定和具体操作上加大了难度,各个市场主体关系处理更加复杂,很难达到理想的效果。从目前多重体制转变到完善的现货市场需要一个合理设计的路线图。 以南方区域为例,2019年,跨省市场化交易326亿千瓦时,占西电东送比例14.4%,同比增长10.5%,弃水大幅降低。然而即使在南方区域大部分跨省交易(例如,西电东送)仍然延续了政府间协商送受电计划,以此签订中长期合同,分配年度基数电量,并要求合同电量严格执行的做法。近年来,广州交易中心通过开展月度集中交易,月内增量挂牌,发电合同转让,协议外增送等市场化手段,一定程度上激发了市场活力。然而,这些做法对于促进未来高比例可再生能源市场急需的日内系统灵活性的作用有限。区域现货电力市场的优势在于能够支持波动性可再生能源并网, 在更大的地理范围内优化不同的系统资源,降低总成本,更好地消纳清洁能源。政府应该让区域现货市场发挥主导作用,精心设计和协调统一的区域现货市场是提升电源、电网、负荷侧灵活性的有益途径。 2020年8月,广东电力现货市场完成了全月结算试运行,为形成有效竞争的市场体系,发现价格,改善调度运行迈出了新的一步。从中远期来看,目前还没有一个明确的迈向南方区域电力现货市场的路线图,在区域电力市场的构建和运行,各监管部门、交易组织和调度机构如何分工和履行各自的职能以及如何完成各省间现货市场的协调等方面缺乏系统的顶层设计。我们希望国家能源局和发改委等相关机构在未来政策制定中,不断细化区域电力现货市场的规定,为南方电网区域和其他区域电网电力市场一体化给出可操作的方案。针对南方电网的现状,我们建议南方电网采用RTO的模式,将广东现货电能量市场和辅助服务市场扩展到整个南网区域,南网RTO需要在输电规划、区域输电成本分摊规则、区域电力市场的组织和监测以及系统资源调度和阻塞管理等方面发挥重要的作用。在这些方面,南方电网可以为全国其他区域电力市场建设积累经验,成为电力市场改革的试金石。 睿博能源智库在最近的报告中,基于国际经验,以南方电网为例,详细阐述了电力市场如何支持“能源革命”的原则和具体建议。中国在联合国第75届大会上承诺力争于2030年前达到碳排放峰值,于2060年前实现碳中和。我们认为,要支持这种有雄心的减排目标,电力市场需要逐步转变当前一些不灵活的机制: 计划机制 — 取消年度发用电计划,终结行政分配运行小时数并严格执行合同基数电量的做法。让所有的资源,包括火电、可再生能源、储能和分布式能源(包括需求响应),真正参与现货市场和中长期交易市场。 物理合同 — 继续制订中长期合同的金融处理办法。中长期合同应该是差价合同而不是实物合同。也就是说,中长期合同不应影响短期运行(调度)决策;相反,应该严格按照经济调度原则进行调度。合同的偏差率和完成率不应该用来评价中长期市场,需要更详细的政策和监管规则,以促进合理的合同模式以及与现货市场的协调。 输电网的利用和价格 — 对于跨省跨区输电线路的监管应该关注于建立区域输电规划过程,确保输电投资经济可靠;制定规则,将区域输电成本合理地分摊给区域内的省级电网公司(不以进出口交易为基础回收固定成本),从而鼓励区域输电资源的充分利用。 调度 — 在更大的区域内探索实行安全约束机组组合的节点日前电能量市场,节点实时电能量市场以及与日前和实时电量采购协同优化的调频和备用辅助服务市场,以此促进清洁能源的消纳和挖掘低成本灵活性资源潜力。 现货市场价格 — 实施稀缺性现货市场定价,实时反映供求关系,逐步放宽对现货市场的价格上下限,为所需的发电侧和需求侧资源提供充足的补偿。取消对化石燃料发电机组的市场外补贴。 自2015年3月电改9号文颁布以来,中国电力系统在发输配售各个环节都经历了前所未有的变化,“管住中间,放开两头”的思想逐渐深入人心,并在各个地区得到实践。随着电力体制改革逐渐进入深水区,需要坚持市场化路线,逐步减少过去计划经济体制下固有的管理和运作机制,引入竞争,让更多灵活性资源进入市场,促进电力系统以最低成本向清洁零碳方向转型。… View Summary +

2020年11月,国家能源局就第十四个(2021-2025)五年能源规划公开征求意见。我们获悉此消息后在极短的时间内做出了响应,本文在初始回复的基础上进行了修改和完善。我们主要针对能源规划中的电力规划环节提供了一些思路和建议。电力规划是考虑经济高效,清洁可靠的资源组合的重要平台。 制定退煤规划 鉴于中国政府最近宣布的(2030年前)碳达峰和2060年的脱碳目标,五年规划的一个关键主题应该是如何让电力行业走上一条远离燃煤发电的坚定转型之路。本文将基于国际经验和我们对中国正在进行的电改工作的理解,简要分享一些关于如何实现这一目标的建议。 首先,我们想指出,即使没有新的2030/60目标,这种退煤转型也是合理的。与其他国家一样,太阳能、风能和电池储能等替代资源的成本已大幅下降。例如,中国和世界各地最近的估计显示,中国新建太阳能发电的成本接近或低于燃煤发电的运行成本。如果考虑到对空气质量的负面影响——即使是在最新和控制最好的燃煤发电设施情况下,这种影响也是巨大的——以及考虑燃料价格成本波动的风险,那么对新燃煤电厂的投资就会进一步减少。基于这些原因,在国家能源局之前限制新建燃煤电厂投资的工作基础上,包括2016年制定的煤电规划建设风险预警体系下对新煤电项目建设的限制,以及严格执行新煤电投资禁令,将是有意义的。 然而,尽管禁止新建燃煤发电可能是一个非常有效的指导目标,但仍有必要通过在电力部门改革方面继续努力来支持此禁令,以确保最具成本效益的清洁资源组合,可靠性和平稳过渡。在下一节中,我们将简要讨论可以在五年能源规划中得到有效解决的几个重要的改革要素。 完善规划制定的方式 2016年,国家能源局发布了一份宏伟蓝图《电力规划管理办法》(以下简称“办法”),旨在改善五年能源规划的制定方式。“办法”强调“协调”和“综合”的概念。它要求将国家和省级规划工作结合起来,并在水电、煤炭、天然气、风能、太阳能和其他发电投资的规划方面提供急需的协调。它还强调了输电和发电规划的协调。此外,“办法”还要求加强环境影响评估,更广泛地说,需要加强电力部门规划与环境规划之间的联系。这些都是非常有价值的改革。 然而,这些改革似乎尚未得到充分执行。完善规划蓝图,鼓励各省在电力规划方面达到国际标准,将有助于为清洁能源创造公平的竞争环境,减少对煤炭的依赖。第十四个五年能源规划将是朝着这个方向前进的绝佳机会。 我们建议国家能源局可以考虑两项规划改革: 将风险管理分析纳入发电规划。在电力需求增长不确定和资源成本迅速变化的大环境中,风险管理分析可以帮助管理成本和使投资合理化。中国的规划者可以利用多种工具——从情景分析到期权价值分析——来更好地将风险管理纳入发电规划。这样做可以减少因需求预测错误或燃料成本预测错误而导致对燃煤发电过度投资的风险。 更好地将能源效率和需求响应纳入能源规划。对于电力需求超过可用供应、用电高峰不断增长的省份(主要是北部、中部和东部电网地区)来说,与投资新发电容量相比,投资能源效率和需求响应可能是一个成本更低、风险更低的选择。将能效和需求响应投资相比较于传统发电资源的这种对比机制,已经成为北美最佳综合电力部门规划的一个必要和非常具有成本效益的元素。 确保电力市场支持清洁能源转型 国家能源局和各省官员在电力市场实施方面取得了很大进展,要确保电力市场有助于降低成本和减排,还有很多工作要做。如果五年能源规划可以倡导加大力度实施切实可行的电力市场,将会大有益处。 在已公布的“五年规划”的工作范围内,有必要推动的一个关键方面是区域一体化现货市场的发展。世界各国都在努力扩大电力市场的地理范围,以便利用风能和太阳能发电的波动性在更大的地理区域趋于平滑的优势。南方电网已被选定为第一个开展多省区域现货市场的地区,但关于这一过程的路线图还不十分清晰,更不用说其他区域市场将如何形成了。我们建议 “五年规划”在统一的区域经济调度原则上,明确南方电网和其他地区的区域市场化途径,终结按省调度的惯例。此外,我们建议每个区域实施单一的输电成本分摊和输电定价方法,这将有助于减轻每个区域内跨省交易的壁垒,并支持可再生能源并网。另外,还应利用“五年规划”加强一些电力市场设计的关键原则,包括: 稀缺性定价,以便市场价格可以更好地反映出风能和太阳能在电网上的波动; 强有力的市场监管,使剩余的燃煤发电企业无法操控市场,特别是对于正面临资产合并重组,其主导省级交易的能力不断增强的燃煤发电企业。 我们最近的报告“‘能源革命’与电力行业改革:从国际对比视角看中国南方电网面临的挑战”对这些话题进行了详尽的分析并分享了国际经验。 执行对剩余燃煤发电的规定 2015年,中国生态环境部发布了一项标准,要求所有“可改造的”燃煤机组到2020年达到二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)和颗粒物(PM)的“超低”排放标准。这些标准可与天然气发电装置的标准相媲美,要达到这些标准,除污设备的效率需要比诸如美国市场上出售的要高得多。国家政策的支持引发了对燃煤电厂污染控制设备的大量投资,这三种污染物报告的排放量均大幅减少。然而,一些经验证据表明,报告的排放量和观察到的排放量之间存在差异。加强对燃煤发电机组排放标准的执行,将减少燃煤发电企业不准确的报告,并有助于达到空气质量标准。此外,这还将减少对新燃煤电厂的过度投资,因为燃煤电厂在被迫达到排放标准时很有可能会变得不具备经济性。… View Summary +

要想实现交通运输领域的电气化转型,合理规划、采取激励措施、扫清障碍以及建立正确的监管框架都是必要条件。但不同地区的农村和城市生活方式各不相同,需要各自寻找适合自身的解决方案。睿博能源智库(RAP)的Camille Kadoch总结了我们为美国订制的RAP电动汽车路线图,提供了一套可供自由组合的政策工具包,涵盖了目标、资金来源、政策协调、激励措施(包括非财政激励)、充电建筑规范、与电力公司的合作、政策指南、立法模型等。它还包括一个powerpoint演示文稿,以便于向决策者和公民解释各种选择。Kadoch在文章最后引述研究报告称,交通领域的电气化转型每年可创造10万个以上的净新增就业岗位,每年可拉动GDP增长25亿至99亿美元。这对于任何希望走出疫情阴云恢复经济的国家来说都是非常有用的。虽然该工具包是为美国决策者开发制定的,但任何地区的决策者都可以参考。 交通部门的电气化为各国提供了一个契机,可以为公民节省燃料开支,改善地方经济,解决国家安全问题,改善公共卫生和应对气候变化。 其中一些问题比以往任何时候都更加紧迫,比如解决本地就业和改善公共卫生。但是经验和研究却向我们展示了其他可能会被忽视的部分——无所作为的代价。要实现这些利益的全部价值需要积极的立法和规划。若不及时采取行动,利益将会流失。 电动汽车是一种相对较新的技术。在美国,加利福尼亚州和其他大约三分之一的州已经开始实施电动汽车相关法规,但大约三分之二的州仍处于起步阶段。 这是个复杂的问题,涉及各种公共政策主题:交通、电力、空气质量等等。这是一个需要简化的领域。认识到这一点,RAP收集了各种不同的州立法选择,以帮助倡导者和决策者设想电气化交通路线图可以带来的好处以及应当规避的陷阱。 Souce: Roadmap for Electric Transportation / RAP(睿博能源智库) 规划、激励、障碍、法规 RAP电动汽车路线图为各州提供了包括制定交通电气化规划、培育激励措施、清扫障碍和促进监管机构参与的多种选择。这些选择以各州现有的立法为基础,可以让各州自行选择适宜的方案,以最有效地满足其各自需求。 该路线图为交通电气化提供了涵盖不同要素的完整视野。若只看到交通电气化政策的一部分,就如同只见树木不见森林一样。 因地制宜的解决方案 但是,在俄克拉荷马州这样的乡村地区,交通领域的电气化与紧凑、城市化的罗德岛有所不同。 为了确保城市和农村居民都能从向电动汽车的转型中受益,华盛顿州认识到该州不同地区的需求不同,因此选择让地区交通规划组织发挥主导作用。新泽西州正在建立一个“必要的充电网络”,为公众提供足够数量的大功率快速充电站。该路线图为各州提供了大量的选择,以便其能够找到适合自己的电气化路径。 对于有兴趣推进交通电气化的州立法者,我们将立法行动分为四个方面,以帮助他们确定其最佳选择。 1、设定规划目标 交通电气化可以为各州带来多种益处,但固有的障碍意味着需要立法行动来实现利益的最大化并规避一些陷阱。电动汽车规划包括以下部分或全部内容: 电动汽车发展目标和时间表 州电动汽车政策规划应可以促进跨部门的协调 州公用车队电气化,发挥引领作用 对域内的电动汽车进行定期评估 未来交通的资金来源规划… View Summary +
