新能源參與電力市場的機制及政策研究

　　“雙碳”目標背景下，我國能源轉型不斷加速，正在加快構建新型電力系統，未來新能源將實現跨越式發展，2030年新能源裝機規模將超過12億千瓦。同時，電力市場化改革不斷深化，市場交易規模逐步擴大，已經形成了以省級電力市場為基礎、以跨省跨區市場為突破、以全國統一電力市場為方向的電力市場體系，2030年新能源將全面參與市場交易。由于新能源發電具有波動性等特征，參與電力市場還面臨著諸多問題和挑戰。深入開展并做好新能源參與電力市場的機制及政策研究，對保障電力系統安全穩定運行、促進新能源大規模發展和消納、加快能源電力清潔低碳轉型具有重要意義。

國內基本情況

　　新能源發展及政策保障

　　隨著“四個革命、一個合作”能源安全新戰略的貫徹落實，我國能源轉型戰略不斷推進，近年來形成了促進可再生能源發展和消納的政策體系，以風電、光伏發電為代表的新能源發展成效顯著，新能源裝機規模迅速增加、利用水平穩步提升、技術裝備水平顯著進步、成本快速下降。

　　“雙碳”目標背景下，我國明確2030年風電和太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上，提出2030年新能源全面參與市場交易，對新時代新能源發展提出了新任務、新要求。

　　新能源參與市場的情況

　　從新能源參與市場類型來看，主要包括電力市場、綠電市場、綠證市場、碳市場以及綜合能源服務等新業態。

　　從參與市場的交易方式看，新能源占比低的地區以“保量保價”收購為主，執行批復電價，新能源占比較高的地區以“保障性消納+市場化交易”結合方式消納新能源，其中“保量競價”電量參與電力市場，由市場形成價格。

　　從參與市場的程度看，2021年新能源總體參與市場的比例為30%左右，各省新能源參與市場交易的程度不同，市場化上網電量比例在15%～65%不等。

　　從參與市場的形態與品種看，新能源參與了包括省間及省內的中長期市場、現貨市場、輔助服務市場等，交易品種有電力直接交易、自備電廠替代交易、發電權交易、合同轉讓交易、綠電交易等。

　　面臨的問題和挑戰

　　一是新能源環境價值沒有適當體現，綠色消費有待提高。與傳統電源相比，新能源除具有電能量價值，還具有綠色價值，但是綠色價值往往作為一種外部屬性存在，在電價中沒有得到比較精確的體現。當前，反映新能源綠色價值的配套政策相對滯后，綠色電力配額制尚未真正落地落實，綠證自愿認購的激勵機制不足，綠色電力消費環境溢價的效用未體現，綠色電力消費證明缺乏唯一性，發電企業與電力用戶通過綠電、綠證交易獲得經濟、環境效益的難度較高，沒有充分調動全社會消納綠電的積極性，不利于能源綠色轉型以及“雙碳”目標的實現。

　　二是新能源參與市場電價水平下降，可持續發展受到影響。由于新能源具有間歇性、波動性特點，在新能源高占比的地區，參與電力市場后的價格普遍走低，加之輔助服務分攤、系統偏差考核、新增配套儲能，以及風機、光伏組件等上游原材料價格過快上漲等因素，運營成本將大幅增加，僅依靠電能量市場價格，無法回收投資成本，影響新能源的健康可持續發展。總體來說，當前新能源在市場中面臨價格踩踏、曲線波動、偏差考核、政策影響等多重風險。

　　三是靈活性調節價值沒有合理傳導，系統調節激勵不足。當前電力市場中對靈活性調節資源價值體現不足，提升系統調節能力的電價機制尚未形成;輔助服務補償力度小、補償機制不合理。2018年我國輔助服務補償費用僅占上網電費總額的0.83%，遠低于美國PJM市場的2.5%、英國的8%，輔助服務參與主體不全，尚未對虛擬電廠等新興服務品種進行整體規劃，且成本向用戶側疏導不暢;以省為邊界的新能源消納機制還不能滿足未來新能源大規模發展消納的需要。當前，電力資源配置以省(區)為主，省間市場以落實西電東送、北電南送戰略、政府間框架協議為主，在此基礎上開展小比例余缺互濟，其時效性及靈活性難以滿足大規模高比例新能源消納需要，因此有必要建立更大范圍優化的新能源消納機制，統籌全網性調節資源，加大風光水火儲一體化和聯合優化調度。

國外情況及啟示

　　國外新能源參與電力市場情況

　　從全世界范圍來看，在新能源發展初期，許多國家通過固定上網電價機制、溢價補貼機制、“可再生能源配額制+綠證”、差價合約等政策機制鼓勵新能源產業發展，基本是以保障性消納為主，市場化機制為輔，不斷提升新能源在電力市場中的競爭力。隨著新能源快速發展、競爭力不斷提升，政府逐漸減少補貼，推動其平價甚至低價上網。此外，國外還在完善電量偏差處理機制、調峰調頻及輔助服務機制，推動新能源在更大市場范圍內消納等方面進行了很多探索和實踐，積累了很多寶貴經驗，對我國具有很強的借鑒意義。

　　國外啟示

　　一是發揮政策補償激勵作用，促進新能源發展。國外新能源參與電力市場往往不考慮新能源的特殊性，與其他市場主體一樣，平等參與電力市場交易，但是會配套建立額外的政策措施，保障可再生能源發電的合理收益。例如美國新能源基于可再生能源配額制及其配套綠證機制、差價合約、VPPA及套期保值等價格激勵機制參與電力市場;德國基于溢價機制和招標機制等參與電力市場。通過配額制和綠證的機制體現新能源綠色價值，是國際通用的做法，從而保障新能源參與電力市場的收益。

　　二是優化市場機制，適應新能源的特性。新能源發電受天氣變化影響顯著，其波動性、隨機性、間歇性等特點決定了新能源在年度、月度交易中簽訂帶曲線的中長期合同難度較大，但在現貨市場中新能源需要對中長期合約進行曲線分解，形成中長期與現貨市場之間的有效銜接。建議研究建立適應新能源參與的多時間尺度的電力市場、縮短交易周期，便于新能源企業在交割日到來之前協商調整，降低市場風險。

　　三是發揮市場價格信號作用，提升系統調節能力。國外現貨市場主要開展日前、日內、實時的電能量交易和備用、調頻等輔助服務交易，現貨市場所產生的價格信號可以為資源優化配置、規劃投資、中長期電力交易、電力金融市場提供一個有效的量化參考依據。新能源發電實現優先調度，引導發電主動調峰，優化統籌全網調節資源，有效促進新能源電力消納。充分利用靈活調節資源，引導常規電源參與調峰，例如丹麥的風電與挪威水電配合調度，北歐地區熱電聯產機組參與系統電力供需平衡的調節，以應對風電的波動性。

　　四是建立可調節性電源投資保障機制，保障系統充裕度。通過合理的投資保障機制，與市場平衡獲取合理收益，增強相關方投資信心，調動靈活調節性資源(特別是抽水蓄能和新型儲能)投資積極性，并通過運行階段規則設計充分調動靈活性調節資源的潛力，保障電力系統長期安全可靠運行。

　　五是發揮區域聯網和多能互補的作用，保證系統可靠性。由于新能源具有隨機性、波動性和反調峰的特點，國外普遍在更大區域和市場范圍內進行交易，與其他類型電源相互配合。以北歐電力市場為例，北歐四國的電源結構具有一定的互補性，使得跨國電量交易非常頻繁，丹麥、挪威和瑞典之間交易了大量的清潔能源電力。當丹麥的風電發電量超出其用電所需，多余的電力就輸送到挪威和瑞典，以幫助這兩個國家節省用以發電的水資源。我國可借鑒跨區跨國電力交易機制，根據不同省份的電力供需形勢，優化電力資源配置，配合我國的“沙戈荒”大基地項目建設進程，促進基地電量消納。

有關政策和市場機制建議

　　為穩妥推進新能源參與電力市場交易，需要從政策和市場發力，保障新能源參與市場能夠有明確的投資收益預期，保障新能源行業投資積極性，促進能源綠色轉型，保障長期電力供應安全。政策和市場機制的設計應充分考慮新能源的特點，盡快建立和完善體現新能源綠色價值的政策體系，建立起環境成本的回收機制，優化完善考慮新能源特點的電力市場體制機制，以此為前提和基礎，推動新能源全面參與市場交易。同時，建立更加科學有效地體現靈活調節性資源價值的輔助服務市場，強化支撐新能源發展的技術手段，不斷提高新能源在各類市場中的適應能力，改進新能源場站的涉網性能，提升功率預測準確率。

　　完善體現新能源綠色價值的政策體系

　　提倡和引導全社會消納和消費綠色電力，建立強制配額制度，盡快完善綠電、綠證制度，理順電力市場、綠證市場、碳市場底層邏輯關系，通過綠色環境價值政策的頂層設計，激發市場活力，促進新能源消納的同時，實現新能源的綠色價值，有效疏導新能源企業成本。

　　建議新能源參與電力市場分階段實施：

　　第一階段(當前到2025年)，建議采用“保障性消納+市場交易”的模式，加快建設“配額制+綠證”政策體系，引導用戶逐步參與綠色電力消費。

　　第二階段(2025年~2030年)，建議全面實施“強制配額制+綠證”制度，以“強制配額制+綠證”制度作為新能源平等參與市場的前提條件，同時，盡快建立“電-碳-證”市場協同機制。

　　第三階段(2030年以后)，新能源全面參與電力市場交易，形成“市場+綠證”的正常運轉機制，全社會共同承擔新能源消納責任。

　　為實現上述路徑，具體建議如下：

　　一是在過渡期采用“市場交易+溢價補貼”模式。在第一階段考慮采用市場價基礎上增加溢價補貼的方式，有序推動新能源參與市場。建立更加有效的可再生能源消納權重分解機制，將消納責任從各省、區、市細化分解至售電公司和電力用戶。

　　二是盡快建立“強制配額制+綠證交易”制度。政府確定用戶用電量中新能源配額比例，建立相應考核機制，用戶通過購買新能源綠證完成配額責任;明確綠證是我國綠色電力消費的唯一憑證，統一將綠證數量作為綠電消費量的衡量標準，理順綠證價格形成機制，統籌綠證和綠電交易體系，建立統籌綠證與消納量的監測核算體系。

　　三是同步探索“電-證-碳”機制銜接。理順“電-證-碳”市場的關系，電力市場負責電力商品交易，綠證市場負責可再生能源的綠色電力屬性，碳市場負責約束化石能源的溫室氣體排放;確保綠色環境權益的唯一性;加強各個市場平臺間的數據交互，打通綠色電力證書與碳市場之間的流通環節，明確“電-證-碳”市場的相互關系，在綠證、綠電、CCER等交易機制并存的情況下，相關指標的簽發、注銷等信息應公開、可互相校核，避免環境權益的重復出售。

　　建立適應新能源特性的市場機制

　　一是優化新能源市場交易和合約調整機制。增加新能源調整曲線的機會，縮短交易周期，提高交易頻率;在中長期交易合同中設立調整條款，約定調整方式、調整范圍和價格機制;允許不同電源品種之間自由轉讓市場合同，增加市場合同的流通性。

　　二是建立政府授權的中長期差價合約機制。通過與政府授權電網企業或保底購電企業場外簽訂新能源差價合約的方式，產生的損益由全體工商業用戶分攤或分享，制定合理的新能源保障利用小時數，實現與市場交易規則的有效銜接，并合理疏導政府授權合約費用。未來隨著新能源技術及成本的變化，以及綠色電力消費配套政策的實施進展情況，可采取政府授權合約退坡或調整基準價格的方式進行調整。

　　三是完善新能源參與跨省跨區交易機制。加快全國統一電力市場建設，研究建立統一規范的規則體系和技術標準;持續提升特高壓工程利用效率，提高新能源外送占比;不斷優化跨省區交易組織方式，統籌做好省間交易組織，強化省間市場與省內市場、中長期市場與現貨市場協同。

　　四是建立集中式新能源聯營參與市場的機制。對于新能源集中外送，特別是以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地，可探索將風、光聯合參與市場，通過內部聚合平衡的方式，提高新能源出力預測精度和出力穩定性，自發調整新能源發電曲線，平抑波動性。

　　建立支撐新能源發展的引導機制和手段

　　一是發揮市場配置資源的作用，激發調節潛力。通過完善輔助服務管理機制和輔助服務市場，合理補償調節成本，激勵市場主體主動提高調節能力，持續推進電價改革，完善價格補償機制，充分釋放各類資源調節潛力。激勵傳統電源開展靈活性改造、制造，激發需求側資源參與系統調節的潛力，完善可中斷負荷電價、階梯電價、差別電價等需求側管理電價政策，發揮電價杠桿作用，引導和優化用電負荷，完善新型儲能的電價政策及市場化機制，合理設置現貨市場限價，提高峰谷價差，激勵新型儲能的容量投資;精確劃分含用戶在內的各類發用電主體調峰、備用、調頻、轉動慣量、無功支撐等輔助服務需求及成本，按照“誰提供、誰獲利，誰受益、誰承擔”原則，疏導輔助服務成本;針對高比例新能源電力系統運行特性，探索快速爬坡、轉動慣量等新品種;激勵新能源企業不斷提高涉網性能，優化參數設計，促進新能源企業在保證電力系統安全管控運行方面發揮更大的作用;在新能源環境綠色價值得到充分體現的前提下，新能源發電企業承擔起相應的系統經濟平衡責任，新能源日前預測曲線與實時發電曲線的偏差，由其自行分擔系統調節成本，促進新能源提升出力預測水平。

　　二是改進新能源功率預測機制，完善支撐手段。加強新能源企業功率預測技術和管理水平，豐富天氣預報數據渠道、提升氣象監測數值準確度、提升極端天氣預測水平、保證數據傳輸準確性，不斷適應系統管理要求和市場運行的需要。建立預測工作機制，改進工作措施，開展技術攻關，加強現場核查，鼓勵新能源企業之間進行數據共享，持續推動新能源功率預測精度提升工作;整合國家和區域新能源功率預測的資源，建議建立國家級新能源出力預測系統，采取新能源購買系統服務的方式，減少單個企業建設成本，使新能源企業專注數據挖掘和策略優化，助力和提高電網運行穩定性。同時，以國家級功率預測為依托，建設有大量功率預測廠家及新能源發電企業深度參與的功率預測集成平臺，結合研究機構理論研究及行業實踐經驗，促進功率預測核心算法的迭代和升級，提高功率預測準確率。

　　本文刊載于《中國電力企業管理》

　　作者：中國電力企業聯合會

　　課題組組長：郝英杰

　　成員單位：理事長、有關副理事長單位

　　主筆人：孫健、鄔菲、劉旭龍、韓放

作者：