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当前日本电力体制改革与电力市场建设新形势(三)

作者:周杰 来源:武汉新能源研究院 发布时间:2020-09-01 浏览:
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作者:周杰

国际清洁能源论坛(澳门)副理事长兼秘书长

中国经济社会理事会理事

武汉新能源研究院研究员

前 言

2020年是日本第五轮电力体制改革的收官之年,从4月1日起,一般输配电企业与各大电力公司实现了法定脱钩,标志着1995年以来的日本电力自由化改革基本完成。日本电力体制改革的核心是电力市场建设,经过前四轮的电改,日本已建立起了竞争性的电力批发市场(JEPX),形成了日前市场、日内市场以及远期市场的多市场交易体系。而福岛核事故以来的第五轮电改又创建了非化石电力交易市场、基荷电力市场、间接输电权市场、容量市场、供需调节市场5个新市场。那么,这些新市场的建立在日本发挥了哪些作用,是进一步放松了管制还是对自由化改革的背离?本文从评估当前日本电力体制改革以及电力市场建设的成效入手,探讨了日本创建电力相关新市场的目的、意义及其存在的问题,并从中总结出对我国深化电力市场化改革的启示。

6月9日连载第一期

一、 电力自由化与电力市场新发展

6月10日连载第二期

二、新电力市场的制度设计与构建

三、新市场的建立是放松管制还是对自由化改革的背离

为防止垄断企业决策与社会整体利益的不一致,日本政府长期以来对电力企业的价格、服务质量进行严格监管。日本电力企业基本都是私营企业,此轮电力自由化改革的核心任务就是如何放松管制,减少政府对市场准入和定价等方面的严格限制。发展电力市场的作用就是优化电力行业资源配置,提升整个电力投资、运行、管理效率。通向这一目标的路径是放松管制还是加强管制?这是电力改革和市场设计需要首要确定的价值取向原则。

1. 新市场在整个电力市场系统中的位置及其相互关系

总体来看,新一轮日本电力体制改革所开启的新电力市场建设增加了辅助服务市场,进一步丰富了市场交易品种,满足市场主体的交易需求,完善了电力市场交易机制,但另一方面这些新市场的制度设计过于复杂,过于强调顶层设计的政策引导作用,反而背离了利用市场机制促进竞争、提高效率的初衷,电力供给和交易成本反而增加。因此,新市场在现实运用阶段还需要不断试错才能逐步完善,新市场的建立并非意味着电力改革的完成。

第一、从新市场建立的政策目的和意义来看(图13):这些新市场具有不同的价值理念,各个市场的政策目标指向不尽相同,但大致可分为三大类:(一)基荷电力市场、间接输电权市场是以促进市场竞争,提高经济效益为目的,重点是推进kWh市场交易更加活跃;(二)供需调节市场、容量市场是以确保中长期和实时电力稳定供给为目的,重点将kW容量价值和⊿kW调节价值从kWh价值中剥离出来,单独量化可调度性和灵活性的价值;(三)非化石价值交易市场以非化石证书交易体现环保价值为目的,重点是优化能源结构、电力结构,助力实现既定的减排目标。总体来说,这些市场并非完全为了通过市场自由交易实现资源优化配置,而是为了达到一定的政策目标而设立的政策性市场。

图13:新市场的政策目标分类

第二、从新市场的交易时序关系来看(图14):以市场关闸时间为逻辑起点,各个市场的交易时间断面分别设定为:供需调节市场是从关闸1小时前至实时运行;日内市场是从交付前1日的17点至关闸前1小时;日前市场是从交付前11日的8时至交付前1日的10时;期货市场是从交付前1个月至1年;远期市场是交付前1年至3年;容量市场是交付前4年,不足时可交付前1年追加补充;而间接输电权市场、非化石电力市场则是全天候交易市场。

图14:新市场的时序表逻辑

第三、从新市场之间的耦合关系来看(图15):可以从新市场在一日电力负荷曲线图所处的位置来看它们相互之间的耦合关系。按照边际发电成本从小到大顺序交易的现货市场占据腰荷和峰荷的中心位置,位于最底部的基荷电力市场是兜底的电能量保障市场,而间接输电权市场则依附于电能量市场交易,包含整个负荷曲线所覆盖的交易部分面积。非化石价值市场限于可交易电源品种,分为上下两部分,若包含一些长期闲置的装机容量则还有部分超过容量水平界线之上。保障中长期电力供给的容量市场水平线位于发电与负荷曲线的顶部,需求调节市场为系统运营商的备用负荷,体现在虚线部分,包括DR等可中断负荷。容量水平线与负荷曲线的空白处则为备用容量。

图15:新市场与负荷曲线的关系

注:红线为负荷曲线、黑线为发电曲线

第四、从与国际电力市场比较来看(图16):日本新市场设计借鉴了欧美国家电力市场的成熟做法,但欧美没有一个国家像日本这样一口气创建了五个新市场。以德国和美国德州市场为例,日本的需求调节市场相当于德国的平衡市场、德州的辅助服务市场;日前与日内市场均为通用标配,所不同的是欧美国家日内市场与实时市场的边界越来越模糊,以5分钟作为交易单位,时间粒度越短可更有效地调节供需平衡,而日本的日前与日内市场都以30分钟为交易单位。尽管欧美大多数国家都已建立起配套的容量市场机制,但德国电力市场则用战略储备制度替代容量市场,不对容量电厂进行直接补贴。美国德州也不设容量市场,通过实时市场与电力辅助市场的有效组合替代容量市场功能。日本新设的容量市场与供需调节市场都有备用服务功能,区别只是竞价交易是交付年的4年前还是1年前。基荷电力市场是日本特色的市场,一般不会存在只有大型电力企业单方承担义务的市场。这种不对等的约束一般在电力改革初期使用,而不会在电力改革深化时期运用。现在世界上只有法国电力有类似的制度,即核电站要为新增电力公司提供电力供给义务,但这一制度有效期限15年内。至于非化石价值交易市场更是日本独有的另类市场。

图16:日本与德国、美国德州电力市场的比较

2.新市场存在的主要问题及其借鉴意义

“新电改”迎来了五周年,我国电力市场化建设呈现加速发展趋势。现货试点正在紧锣密鼓地开展,交易价格、机制和品种在不断的优化与完善,辅助服务、容量等配套市场也在探索之中。实际上,我国新一轮电改的电力市场设计在很大程度上参考了欧美典型国家市场建设的经验,但既有的视角往往注重欧美国家电力市场建设过程中的成功经验,对这些国家市场发展存在的问题以及适用性却缺乏分析。日本作为我国隔海相望的邻国,与欧美很多国家不同,电力也曾经垂直垄断经营,与我国有很多相似之处,因此,研究日本推进市场建设中面临的问题挑战及其教训或许对我们更具有借鉴意义。

第一、新市场是一个非完全竞争的市场。经济学理论认为市场价格由商品供求关系变化所决定,而日本电改所创建的新市场价格并非完全由市场参与者通过自由交易决定。其中基荷电力市场必须由大型电力公司提供一定比例的基荷电源来满足市场需求;间接输电权市场则是在调度机构管理下,由系统运营商设定的电网可传输容量决定;非化石价值市场则需要根据政府确定的电力结构目标确定供给比例;供需调节市场和容量市场更是由市场外部力量决定。新市场是在各种事前确定的规则、规定以及政策目标等约束下设立的,总体来看,新市场还是一个行政干预色彩深厚的政府管制型市场。

第二、容量市场有可能成为维持旧机组运行的金饭碗。日本的中长期电力供给本已有中长期合约、远期市场和期货市场等保障机制,只要现货价格合理,容量定价机制并非优先考量。现有的容量市场设计偏向保障旧机组发电,并没有将所有可再生能源装机容量考虑在内,这只能有利于固化既有电源结构现状,而不利于新电源的开发建设。德国和美国德州电力市场对设立容量市场一直保持慎重开展的态度,其主要原因也是这种确保中长期电力供给的做法会扭曲现货批发市场的价格。容量市场的需求曲线往往是人为设定的,如果这一设定曲线远远偏离了电力批发市场的实际供需,不仅达不到抑制电价的效果,而且还有可能成为补助煤电、核电的救济市场,成为维系低效率老旧机组的金饭碗,而这些成本最终都会转嫁到消费者头上。如果大发电公司新增的容量收入不再用于电源维护和开发,直接或间接补贴给所属的售电公司,那所谓的竞争就全然没有任何意义了。

第三、基荷电力市场是一个单方的市场。基荷电力市场是为了帮助新增电力公司获得基荷电源,以创造公平的竞争环境。但基荷电力市场是一个不对称的市场,单向强制卖方向市场投放基荷电力,而且还对卖方设定了最低供给量和最高出让价格,不能自由交易的基荷市场只徒有市场之名,表面上是一个政策性市场,还不如说是一项制度性措施。由于如此管制与自由市场竞争原则是不相容的,这种市场难以可持续发展;而且这一市场还会严重冲击远期市场的交易量,如果大电力公司所属的售电企业专注于内部交易,低于基荷市场的竞标价格取得基荷电力,那设立基荷电力市场的意义就荡然无存。

第四、需求调节市场会增加电力交易成本。尽可能减少系统运营商的运行管理,由市场参与者自行利用透明、高效的批发交易市场平衡实时负荷偏差是全球电力市场发展的新方向。如德国随着风能、光伏等间歇性电源比例增加,平衡市场的服务需求不升反降,被称之为“德国悖论”现象。随着电力数字化、智能化、分散化的技术进步,柔性调节的手段、方法和能力越来越强。平衡调节成本一般须通过输配电费和不平衡费用回收。以日本今年2月23日现货市场10:30-15:30交易时段为例,此时段的电能量市场供给充裕,日前市场价格仅为0.01日元/kWh,日内市场为1.88-3.29日元/kWh,而此时的不平衡费用却高达16.4-21.18日元/kWh,由此可见价格扭曲会造成市场失灵。而且需求调节市场很容易与容量市场互相竞争备用容量,一旦很多机组被系统运营商或售电企业圈定备用,很可能带来容量过剩的浪费,导致批发市场“无米下锅”。总之,新市场开设过多,交易分散化,反而不利于批发市场降低交易成本和价格稳定。

第五、非化石电力市场是一个不公平的市场。非化石电力市场是日本独创的电力交易形式,大水电、核电等非化石电源基本都由大电力公司掌控,政府要求电力公司严格执行售电量的非化石能源占比,迫使其从市场购买非化石证书达标。其实非化石电力占比与可再生能源发展、电力需求、核电重启等多重客观因素相关,与售电企业本身完全无关。根据专家计算,新增电力公司为此每年需要额外花费730-2340亿日元购买大约585亿kWh的证书才能达标[15]。这笔费用相当于新增电力公司的全年利润,显然这一市场对新增电力公司是不公平的;而且可再生能源电力证书和补贴,都属于环保收益的一种手段,如果补贴和证书交易同时并存,可能会产生事与愿违的后果。

第六、“管住中间”是间接输电权市场健康发展的前提。在电力系统中,只有输配电网具有自然垄断的特征,因此“管住中间、放开两头”是各国电改的通行做法,日本实现输配电企业与电力公司脱钩就是其中最重要的改革举措。此轮电改的重点是在过去财务脱钩、功能脱钩的基础上,继续完成法定脱钩,但留下了所有权未脱钩的尾巴,也就是说发电企业或售电企业与输配电企业之间仍可维持资本纽带的关系,所以输配电企业还有可能为同属一个集团旗下的发电企业或售电企业输送不透明的“利益或便利”。尽管政府为此制定了输配电部门的“行为规范”,并交由电力交易监督委员会监管,但实际运行过程中,输配电部门的中立性还是值得存疑的,势必影响间接输电权市场的健康发展。为保证输配电网的中立性,保障发电侧和售电侧的企业公平竞争,政府必须对作为公共基础设施的电网及其系统运营商进行强有力的监管。

结语

日本是全球电力品质最高的国家之一,尽管电力体制改革的步伐和进度晚于欧美国家,但中日两国电力体制具有很多共同点和相似性,当前两国电力体制改革都进入了深水区,都处在电力市场探索和建设的关键时期。日本循序渐进、集中全力、优先培育全国统一批发市场的发展路径可借鉴之处很多,此轮电改新市场的设计和创建仍坚持以做强做大批发交易市场为中心。日本的经验表明,在还原电力商品属性的同时,还必须确保输配电环节的公共服务属性。没有电网的中立性就不可能建立起公开、公平、公正的电力市场,而没有交易的透明性、多样性和流动性,电力市场只能徒有虚名而无实际存在的意义。因此,放开市场并不意味着就自然会出现竞争市场,创造有利于竞争的条件和环境才是电力市场改革和发展的关键所在。

关键字:电改

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