低碳化電力市場論文

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1英國電力市場改革的動力

1．1英國的當前電力市場及相關政策

英國第3次電力市場改革是在已經運行的電力市場基礎上的改進。目前英國電力市場總體是穩健、高效的，但是市場形勢已有改變，氣候變化成為未來最重要的影響因素，而當前的電力市場無法滿足未來能源形勢的變化，因此電力市場改革勢在必行。英國電力市場可以分為如下幾類。1）電能市場（發電廠、售電公司和大用戶交易電能的場所）：其中，批發市場進行中、長期雙邊交易和現貨交易；為了實施平衡電力供求，有30min的實時競價市場，由獨立調度實時安排平衡電力市場。發電廠之間的競爭是為了激勵效率的提高和技術進步，降低成本及投資風險。目前，影響發電廠投資風險的因素有：技術水平、開發和建設風險、投資時機選擇、經營風險、燃料價格風險、碳價格風險、電價格風險以及監管風險。2）輸配電網絡：英國國家電網公司下屬的輸電公司負責輸電網的建設與發展，而配電網絡運營商負責運營各自區域內的配電網。各輸配電公司有義務發展和維持一個協調、高效和經濟的輸配電網絡。值得一提的是英國電力市場已完全實現配售分開。3）零售市場（售電公司賣電給家庭和企業用戶）。零售市場上，售電商之間的競爭和鼓勵用戶選擇提高了售電商的服務質量，同時使政府壓力變小且得到更高的稅收收入。隨著市場形勢的改變，氣候變化成為未來工作最重要的影響因素，政府鼓勵推進可再生能源政策和脫碳目標陸續出現，主要激勵措施和法規如下。1）歐盟排放交易系統：2005年開始，制定全歐洲的碳價格，推動各個方面的脫碳工作。2）可再生能源義務：2002年開始，對售電商要求增加一項提供一定比例的可再生能源電力或支付相應費用的義務。3）氣候變化稅：2001年開始，與政府簽訂氣候變化協議的企業可減免該稅的80％，可再生能源發電、發熱廠免征該稅。4）繼續對發展碳捕捉和封存技術的電廠投資。5）對小規模發電實行固定電價制度：2010年4月開始鼓勵5MW以下的可再生能源發電；政府鼓勵社區擁有可再生能源計劃。6）激勵企業和公共部門以提高能源效益為目標的減排承諾能源效益計劃，很快也將包括家庭和非住宅的綠色新政計劃。政府也支持歐盟電力市場的進一步整合以增加供電可靠性并為用戶提供低碳經濟的電能。改革方案也將充分考慮歐盟市場一體化的趨勢。

1．2電力市場改革的必要性及關鍵因素

目前，英國能源行業處于更新換代的關鍵時期，未來10年，大概有1／5的英國發電設施將被陸續關閉，其中包括大量的老舊核電站和造成嚴重污染的燃煤發電站。由于電站的關閉和電力基礎設施的更換升級，在10年間英國需要1100億英鎊投資。同時由于電氣化發展，預計未來的電力需求將大幅增長（到2050年電力需求預計增加30％到60％，峰荷時可能需要現有發電容量的2倍）。因此需要改革來吸引投資。在未來一段時間內，英國將增加很多低碳發電容量，它們一般裝機成本較高，且要么間歇性強（風電），要么調度靈活性差（核電），因此在技術和經濟性上會出現很多問題。低碳發電裝置的這些特點意味著電力系統需要更多靈活的備用容量，滿足各時刻的電力平衡。在目前的電力系統，投資信號還不足以強到能提供滿足日趨嚴重的間歇性能源的備用容量。若不改革，備用容量在10年后會低于10％。英國已設定了2020年前在1990年基礎上減排34％、在2050年前減排80％的目標。如果在現有市場設置和政府干預下，沒有額外措施，到2020年電廠碳排放可減少20％，但這個下降速度不足以達到英國2050年的減排目標。因為英國40％的碳排放來自能源行業，所以為順利完成減排目標英國必須向低碳電力轉型，據政府估計，要達到減排目標，需要在2030年使電力生產完全脫碳。按照當前的市場條件，預測到2030年平均每戶每年的電費開支將增加200英鎊，每年大概為500英鎊左右。最新的影響評估報告預計2016年到2030年相比現行政策，實行第3次電力改革后每戶每年用電開支將減少38～53英鎊。因此政府認為，只有改革才能確保長期安全、優質和價格適宜的低碳電力，同時電力市場改革可以使英國保持在投資低碳電力領域的領導地位。

2電力市場改革的預期效果

英國電力市場改革的目標是推動低碳電源發展、確保能源安全和抑制電價過快上漲，而這次改革預期會達到以下效果。1）推動英國經濟發展英國電力市場改革吸引大量投資來重建電力設施，將刺激經濟發展和改善就業形勢。這是因為在電力改革中需要全國大量的專業人員來設計、規劃、加工、建設和運行許多項目。2）幫助實現碳減排目標為實現法定碳減排目標（2020年前在1990年基礎上減排34％、在2050年前減排80％的目標），電力工業在本世紀30年代必須減少碳排放。電力市場改革將激勵各類低碳技術發展，使得低碳電力的比例提高。同時容量市場激勵減少用電需求，同樣有助于碳減排目標的實現。3）確保英國的電力供應安全英國電力市場曾經長期提供可靠的電力供應和合適的備用容量。但是DECC和OFGEM已經通過研究發現，如果繼續下去而不改革，備用容量將會無法保證可靠的電力供應。建立容量市場，可以保證投資者的收益，使發電商提供合適可靠的備用容量。通過扶持各類低碳發電，電力改革將使電力供應多樣化，這樣會改善英國能源的安全性和減少對進口能源的依賴。4）維持電價在較低水平無論電力市場改革與否，家庭用電價格都會上漲。分析表明電力市場改革后家庭用電價格短期內會稍微上漲，但是到20年后家庭用電價格會比未經改革的用電價格要低。這是因為更多的低碳電力將會降低電力批發價格、提供更好的備用比例。

3英國第3次電力市場改革的主要內容

為達到上述預期效果，英國電力市場進行了基于差價合約的上網電價機制、容量市場機制、碳價格支持機制和碳排放標準等內容的改革。英國采取的改革措施各有其針對性，同時又相輔相成。根據措施的針對性，可將改革內容分為以下3個方面，其中基于差價合約的上網電價機制屬于低碳發電與安全運行2個方面。1）低碳發電推動電源低碳化，主要采取以下3項措施。①基于差價合約的上網電價機制：為了促進對低碳發電的投資，實行針對低碳電源入網的基于差價合約的上網電價機制。②碳價格支持機制：為減少投資者的顧慮，保證碳的價格公正合理，激勵投資者投資于低碳發電，設立碳交易價格下限。③碳排放標準：為了推動電源低碳化，限制高碳電源的發展，對新建機組建立碳排放性能標準。2）安全運行保證電力供應安全主要采取以下2項措施。①基于差價合約的上網電價機制：為了使得電力企業有發展電力和低碳電源的資金，實行針對低碳電源的上網電價和差價合約相結合的機制。在促進發電商大力發展低碳電力的同時可以確保電力供應充足。②容量市場機制：為了應對老電廠關閉和新建電廠的間歇性、隨機性等問題，建立容量市場。3）政策制度要想確保電力改革的順利進行，使電力改革達到設定的目標，需要與之配套的政策制度改革。已公布的4個主要改革措施如下。①資產監管：由監管機構提供承諾，設定價格上限，將與壟斷相關的投資回收。②市場準入：為增加電力市場的流動性，確保獨立的新能源電力公司能夠獲得長期合同，英國電力市場改革制訂了電力購買協議。③利益沖突及應急處理：英國政府委任英國國家電網公司的調度中心來負責管理容量市場和差價合約。④過渡期處理：投資合約保證差價合約生效前的早期投資；可再生能源義務政策在過渡期仍然有效。下面介紹英國第3次電力市場改革主要內容。

3．1基于差價合約的上網電價

3．1．1上網電價

上網電價是由政府和低碳發電廠簽訂的長期合同確定的電價，可保證電價在未來15至20年不變，有3種主要形式。①獎金式上網電價：發電廠在批發市場賣出電后可以額外得到一筆固定獎金，西班牙電力市場使用此模式；②強制上網電價：發電廠在任何市場賣出電后都能得到一筆固定獎金，德國使用此模式；③基于差價合約的上網電價：這是一個雙向的長期合同，保證發電廠可以在不同賣電價時得到固定的價格，荷蘭采用這種模式（也稱為“滑動溢價”），丹麥在海上風電上使用這種模式。1）成本效益討論這種上網電價將有效保障低碳發電廠的效益，同時只要政府持續關注批發市場的邊際成本，上網電價是可持久的。獎金式上網電價是最容易實現的。獎金式上網電價與碳價格結合后給低碳發電很好地價格支持，也直接激勵了投資。它的優點是長期穩定地實現脫碳目標和可再生能源目標；其缺點是一旦投資過熱，成本較高，電價相對過高。上網電價中成本效益最高的是強制上網電價和基于差價合約的上網電價，因為它們有相對較低的公共投資成本，也就降低了投資風險，從而減少了為增強低碳發電競爭力的財政壓力。強制上網電價和基于差價合約的上網電價能吸引更多的投資群，尤其是小規模的獨立發電廠商和公共機構投資方。基于差價合約的上網電價可以減輕超額獎勵低碳發電的風險，與碳價格機制更有相容性。2）國家財政討論短期內向低碳化過渡需要大量的投資支持，但是從中長期看，過渡期費用的性價比是很高的。因此低碳減排是未來政府能源工作上的重心。獎金式上網電價可預測且易于管理，而強制上網電價和基于差價合約的上網電價易于變化，難以預測或管理。但政府相信相對復雜的機制在成本、效益和持久性上的作用是更重要的，同時公眾對強制上網電價和基于差價合約的上網電價支持較多。總之，基于差價合約的上網電價結合了獎金式上網電價的優點（補助成本低，因而投資成本低；提高售電商信心，吸引新的市場競爭者）和強制上網電價的優點（保留市場信號，也影響市場信號），另外它有很好的成本效益和持久性。但是政府還要研究如何做好市場改革的平穩過渡，避免對可再生能源投資的間斷。英國第3次電力市場改革推薦基于差價合約的上網電價機制。

3．1．2差價合約

為了確保低碳電力生產商的積極性，促進低碳發電投資，實行針對低碳電源的基于差價合約的上網電價，成立由政府管理的專門機構與低碳發電企業簽訂長期差價合約。其中，參考電價是基于市場批發電價得到的，基荷發電（包括核電、部分生物質能發電和裝有碳捕捉的火電等）的參考電價時間周期稍長，目前為提前一季度確定（條件成熟后可以定為一年）；間歇式發電（包括太陽能發電、風電和潮汐發電等）的參考電價時間稍短，為提前一天。當參考電價低于合同所規定的合約電價時，由政府補貼差價，當參考電價高于合約價格時，高出部分返回政府。也就是電力競爭性市場的價格波動只對用戶側發生作用，對于發電側則實行相對固定的電價，使發電商能夠看得到合理的回報，為投資者提供穩定的財務激勵。

1）差價合約核心內容合約價格是差價合約的核心內容之一。現在已經了不同低碳能源初步的合約價格，也規定了每年在低碳能源方面的總費用（包括差價合約、可再生能源義務和小規模上網電價）。國家電網負責分析不同合約電價對政府的目標（低碳、安全和價格合適）的影響，一個技術專家組負責對國家電網的分析進行審查，最后DECC根據審查結果決定合約電價。合約價格的設定原則是與可再生能源義務、低碳能源的扶持力度一致，保證對新能源工業的持續投資。從可再生能源義務的支持力度轉換到差價合約的合約價格需要考慮很多因素，包括對批發電價的預測、15年或者20年的支持力度、消費者物價指數的變化、電力購買協議的期限、開發商的有效稅率和由于采用差價合約而降低的資本成本。隨著低碳技術的發展，低碳成本會降低，合約價格也會隨著降低，消費者到時就可以減少電費支出。合同期是差價合約的另一核心內容。合同時間長度已經標準化，但是也可根據技術因素靈活調整。目前標準化的合同期有：新能源項目的合同期為15年，生物質能發電所有合同到2027年都結束（不論合同開始時間）等。

2）差價合約發放過程只有符合標準的電源才能申請差價合約，合格的標準如下：①低碳能源；②新能源容量要大于規定的最小值；③工程擁有有效的建筑許可和并網許可（最低標準），對于某些技術（尤其生物質能）將有一些額外的要求；④如果已有的混合火力電站（同時燃燒生物質和化石燃料）已經接受可再生能源義務，它們可以接受一個差價合約轉變為生物質能火力電站；⑤大的工程要求提供給交付機構一個政府認可的符合標準的供應鏈計劃，申請者需要提供工程名稱、規模、地點、預期投產時間和是否分期交付。差價合約發放原則最初是先到先得，當發放預算的50％之后，交付機構就會查看政府征收控制框架下是否還有余量繼續先到先得的發放方式。如果余量不足，交付機構會啟動回合發放法。一旦開始回合發放，交付機構每年將組織2次發放，到時申請者可以密封投標提交一個可以接受的合約電價。最初的回合發放會提供給所有合格的申請者差價合約，當到一定階段時，交付機構同樣會查看政府更寬泛的征收控制框架下是否還有余量繼續該發放方式。如果余量不足，就會按照差價合約的合約電價排序，優先發放價格低的合同。如果開發商覺得交付機構沒有正確執行規則，可以上訴。上訴過程分兩步：第一，在申請失敗者的要求下，交付機構需要檢查他們的決定是否正確；第二，如果申請失敗者仍然認為交付機構沒有正確執行規則，可以上訴到OFGEM來檢查他們的決定。在上訴沒有得到解決前，將不發放差價合約，從而保護申請者利益。

3．2碳價格支持機制

2013年財政預算中將采取碳價格支持機制，與其他改革方案一起，建立連貫的一攬子計劃。碳價格支持機制有助于提高碳投資的經濟效益，從而提高對低碳發電的投資興趣。它通過增加電力批發價格，影響傳統能源價格競爭力。低碳發電不必支付碳排放費用，經濟競爭力增加，因此鼓勵了對低碳發電的投資。因為低碳發電投資周期長，投資者要確定低碳發電未來的收益，也就是要求碳價格的確定性。目前歐盟現行的碳交易系統的碳交易價格比較低，在英國無法激勵投資商投資低碳能源。為減少投資者的顧慮，保證碳的價格公正合理，更有力地激勵投資者投資于低碳發電，英國政府設立了碳交易價格下限。規定CO2在2013年、2020年和2030年的碳價格下限分別為16，30，70英鎊／t。當歐盟碳排放交易市場的成交價格低于政府規定的價格下限時，由政府補償其差價部分。“碳價格支持機制”的正式實施時間為2013年4月1日，當天英國為碳交易設定16英鎊／t的底價。但這個機制還無法完全實現2020年歐盟可再生能源發電比例20％的目標，因此需要與其他機制配合。如基于差價合約的上網電價，從而同時滿足脫碳和可再生能源發電比例20％的目標。碳價格屬于稅收政策而不是財政支出。它的變化是與歐盟協議相關的，內容包括：增加環境稅的稅收比重；使稅收制度更具競爭力，更簡單、公平。

3．3碳排放標準

為了使英國能達到其碳減排目標，限制高碳電源的發展，對在英國建立的任何新電廠，都要限制碳排放量，明確禁止新建碳排放超過450g／（kW•h）的煤電廠。2009年英國發電機組的碳排放量平均為573g／（kW•h），其中燃煤機組的碳排放量平均為882g／（kW•h），燃氣機組的碳排放量平均為376g／（kW•h）。這個排放標準只要求新建機組必須滿足，對過去已建成的機組并不追溯。新的碳排放標準意味著未來所有新建燃煤機組必須安裝碳捕捉與封存裝置。3．4容量市場為了應對舊電廠關閉和新建電廠的間歇性和靈活性較差的問題，電力市場不能只有電量市場，還需要建立容量市場的機制，以吸引發電設施建設的投資和需求側參與市場。容量市場是在現有的電量市場外單獨設置的，可以由供應側和需求側2個方面來參與。電力生產者可同時在這2個市場操作，提供的容量和發電量都可收費。容量市場機制由政府指定機構或售電商作為購買方，交易方式為集中競價或雙邊交易，并可采用物理交易或金融性的容量期貨權交易。2014年英國政府將為2018年或者2019年冬天以后的備用容量組織第1次容量市場的拍賣。容量市場包含英格蘭、威爾士和蘇格蘭，但是暫時不包含北愛爾蘭。

1）備用容量：根據調度中心對滿足電網長期可靠性標準所需的備用容量分析，DECC決定容量市場中拍賣的備用容量合同量。

2）競標：大部分已有的和新形式的容量都可以參與容量市場的拍賣，只有一部分容量無法參與容量市場，包括差價合約支持的容量、有小規模上網電價或者可再生能源義務的容量等。需求側響應的容量有競標的資格，長期減少用電需求的項目也可以參與容量市場。在調度中心的組織下，容量供應者給出可提供的備用容量，合格的容量將競爭4年后或者1年后交付的備用容量。已有的發電站默認可得到1年后交付的容量合同，新改造的電站可以得到為期3年的容量合同，而更長的容量合同主要給新電站。

3）二次交易市場：在競標年和交付年之間及交付年里，參與者可以進行二次交易。

4）交付：競標成功的容量提供者將在交付年得到相應的報酬，同時需要履行交付年在需要時提供能量的義務，否則就要面臨與停電損失相關的罰款。5）費用：容量合同的費用將根據市場份額由售電商提供。費用由售電商經結算機構交給容量提供者，如果容量提供者面臨罰款，它們的罰款也會經結算機構交給售電商。為備用容量預付的費用期望通過減少批發電價的方式得到。調度中心在容量市場中的職責包括為容量市場拍賣容量的大小提供建議、執行拍賣和授予容量合同。一個技術專家組將對調度中心的建議進行獨立的審查研究。OFGEM負責管理第1次拍賣后容量市場中技術性的規則，并管理調度中心和執行容量市場中的規則。政府有意向指定Elexon公司為容量市場的結算。

4英國第3次電力市場改革的其他問題

除了上節介紹的英國第3次改革的主要內容外，還有一些改革的監管政策制度及過渡期處理的安排等內容，本節簡要敘述如下。

4．1資產監管基礎

資產監管基礎通過由監管機構提供的可信承諾，回收與壟斷相關的投資。在電力方面，資產監管基礎已用于開發和維護輸配電網絡。網絡權持有人有權提高價格，但也要承擔相應的義務。由OFGEM批準網絡權持有人的價格，并計算出相關成本，然后設定網絡經營商可收取的價格上限。這也就意味著將風險從開發商轉移給售電商。該風險包括購電風險、電價風險（短期和長期），以及不同的上網電價、建設風險、施工風險。對低碳投資來說則大大降低了風險。資產監管基礎可以降低低碳發電的容量成本，從而滿足英國的低碳目標，就這點來說有監管的企業的成本比沒有監管的企業更低。但是，由此發電廠沒有了市場風險的信號，政府預計，缺失市場激勵信號造成的損失可能大于投資成本下降帶來的收益。因此，資產監管基礎是需要和其他低碳鼓勵政策聯合施行的。

4．2市場準入

英國電力市場改革制訂了電力購買協議，來確保獨立的新能源電力公司能夠獲得長期合同并增加電力市場的流動性。保證市場高流動性是電力市場改革能夠高效率、低費用運行的關鍵。OFGEM目前在研究提案來增加電力市場的流動性，但是政府也在法案中尋求法律依據，希望當電力工業和OFGEM沒能按時完成目標時政府可以介入。

4．3利益沖突和應急處理

為確保改革方案的機構是合適的，英國政府委任英國國家電網公司的調度中心來負責管理和英國電力市場改革中的容量市場和差價合約。由于調度中心是一個私企，同時是電力市場改革的利益相關者，因此政府有權在特定條件下重新任命一個新的機構來代替國家電網的調度中心。

4．4過渡期處理

1）投資合約在過渡期，以簽訂長期合同的方式來保證差價合約開始生效前的早期投資。在差價合約生效前，管理部門和相關開發商啟動早期形式的差價合約———投資合約。對投資合約的處理如下：①確保投資合約轉讓給差價合約交易對手，或者由專門的交易對手機構來處理投資合約；②管理部門應該被授權為投資合約提供資金（如果投資合約沒有轉讓給交易對手），應確保制定相關規則來要求售電商為投資合約提供資金（無論投資合約轉讓與否）；③需要將投資合約提交議會，他們的付款責任將在法案制定中視情況而定。2）新能源過渡在可再生能源義務政策下過渡期投資安排是至關重要的。英國可再生能源義務政策對可再生能源發展起到了一定促進作用，但是該政策機制設計復雜，不確定性較大。為降低市場不確定性，政府計劃以基于差價合約的上網電價政策逐步替代可再生能源義務政策，預期到2017年全面結束配額制對新上項目的實施。在過渡期（2014年4月到2017年3月），新建新能源發電廠可以在基于差價合約的上網電價政策和可再生能源義務政策之間任選一個政策。

5英國電力市場改革對中國的啟示

英國電力市場改革進程對于中國建立適當的電力市場機制有著積極的啟示意義。

1）英國第3次電力市場改革是為提供安全、低碳和價格合適的電力而進行的，充分考慮了英國的電力行業基礎和未來的能源發展趨勢。對于中國電力市場改革而言，雖然不能完全照搬英國的電力市場模式，但是可以參考英國電力市場改革的目標，找到適合中國國情的電力體制。

2）英國原來的可再生能源義務政策是一種可再生能源的配額制，其政策機制設計比較復雜，導致政府監管難度大，存在諸多漏洞，后來不斷增加修補條款，更增加了監管難度，在第3次電力市場改革中將逐漸由基于差價合約的上網電價機制代替原來的瑣碎的修補條款。中國在制定可再生能源補貼政策時，設計應簡單明確，保障政策效率和可操作性。

3）英國為確保供電安全，建立了容量市場機制。中國隨著可再生能源發電規模的擴大，將來同樣需要更多的容量來保障供電安全，可以參考容量市場機制，引入市場因素來刺激容量投資建設。

4）英國進行各次電力市場改革前都進行了詳細地咨詢調查，堅持先立法再改革，一套完整的法制體系是保障英國電力市場改革順利進行的關鍵。而中國則在相應的電力法律法規體系建設上停滯不前，要想順利進行電力改革，亟須完善法制體系。

5）英國前2次電力市場改革希望將電力看成商品交由市場管理，而第3次電力市場改革又認識到在新形勢下一定的行政干預是必需的。參照英國的經驗，在電力改革中應該同時考慮市場和行政手段。而中國目前過于依賴行政手段，沒有充分發揮市場的功能。

6結語

自20世紀80年代英國提出電力市場改革以來，隨著形勢的變化，英國已經完成了2次電力市場改革，而每次改革都是在質疑聲中摸索前進。2次電力市場改革都經過大量的前期調研分析，實施后成功地為用戶帶來廉價的電力，有力促進了英國經濟的發展。但是隨著時間的推移，新能源的發展和低碳化的要求對原有的市場機制提出了挑戰，原來的電力市場已經無法完成確保電力供應安全和推進電源低碳化2項任務，并且在將來可能會導致電價的飆升，為此英國正在進行第3次電力市場改革。第3次電力市場改革的目的是提供保障電力系統安全、低碳和價格合適的電力。英國電力市場改革將主要以基于差價合約的上網電價和容量市場為核心，以碳價格、碳排放和資產監管等為重點展開，其中基于差價合約的上網電價在保障電力系統安全和推動電源低碳化方面都有重要作用，而容量市場主要保障電力系統安全運行。當然，改革還包括很多方面，包括在過渡期間對當前電力市場的改進，如平衡調度，加強市場資金流的流動性，加強需求側的參與行為，提高供電可靠性，提高市場競爭力，降低市場門檻，降低發電成本等內容。目前，英國電力市場正在改革當中，一些改革內容仍在不斷滾動更新，部分改革措施還有待時間的檢驗。本文只介紹了英國第3次電力市場改革的部分內容，也是改革計劃的關鍵部分，希望對中國電力市場在新的國際形勢下的改革有所幫助。

作者：王秀麗劉春陽單位：西安交通大學電氣工程學院