中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近期國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)基本規(guī)則》中提到，“結(jié)合實(shí)際需要探索建立市場(chǎng)化容量補(bǔ)償機(jī)制”。有關(guān)容量補(bǔ)償機(jī)制的討論[1]正在不斷增多，睿博能源智庫(RAP)在本文中通過介紹歐盟和美國的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國國情提出了具有針對(duì)性的建議，為電力市場(chǎng)改革提供參考，以期達(dá)成“構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)”的目標(biāo)[2]。
歐盟于2019年通過的內(nèi)部電力市場(chǎng)法案（Regulation on the Internal Market for Electricity (EU)，以下簡稱法案），將容量補(bǔ)償機(jī)制明確定義為臨時(shí)措施，允許所有符合條件的資源參與，并讓現(xiàn)貨電力市場(chǎng)中的稀缺電價(jià)成為電力資源回收容量成本的主要機(jī)制，而非容量市場(chǎng)[3]。
設(shè)計(jì)完善的現(xiàn)貨市場(chǎng)在競(jìng)爭(zhēng)充分和區(qū)域互聯(lián)的情況下，根據(jù)供需形成的稀缺電價(jià)能夠鼓勵(lì)市場(chǎng)參與者對(duì)價(jià)格做出反應(yīng)，從而及時(shí)保證電力可靠性和靈活性，并確保電力資源得到足夠補(bǔ)償。容量市場(chǎng)只是“臨時(shí)”的手段，隨著電力市場(chǎng)，特別是短期市場(chǎng)（日前、日內(nèi)、輔助服務(wù)市場(chǎng)）的完善，容量市場(chǎng)會(huì)逐步退出。
根據(jù)該法案，獲得容量補(bǔ)償?shù)臋C(jī)組必須滿足一定碳排放標(biāo)準(zhǔn)，度電排放超過550g二氧化碳的化石燃料機(jī)組連臨時(shí)容量補(bǔ)償都不能享受[4]。相當(dāng)于未進(jìn)行碳捕捉和封存（CCS）的燃煤發(fā)電機(jī)組不能獲得容量補(bǔ)償。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的二氧化碳排放因低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)而不受此條款限制[5]。該條款已經(jīng)對(duì)2019年7月之后開始商業(yè)化生產(chǎn)電力的發(fā)電機(jī)組生效，2025年7月之后會(huì)對(duì)所有新舊發(fā)電機(jī)組生效。
在設(shè)計(jì)容量市場(chǎng)方面，法案列舉了容量補(bǔ)償機(jī)制的基本原則, 包括：
1、必須是臨時(shí)的；
2、必須避免導(dǎo)致現(xiàn)貨市場(chǎng)扭曲，不能限制跨區(qū)現(xiàn)貨市場(chǎng)交易；
3、通過透明、競(jìng)爭(zhēng)性和非歧視的過程選擇容量提供方；
4、保證采用競(jìng)爭(zhēng)的程序來決定容量補(bǔ)償水平；
5、在選擇程序開始之前，為容量提供方設(shè)定參與容量市場(chǎng)的技術(shù)規(guī)定；
6、對(duì)所有能夠滿足規(guī)定的資源開放，包括儲(chǔ)能和需求側(cè)管理措施；
7、對(duì)不能在系統(tǒng)需要時(shí)提供服務(wù)的容量提供方進(jìn)行適當(dāng)懲罰。
此外，該法案還要求實(shí)施科學(xué)、透明和滾動(dòng)的資源充足性展望。資源充足性展望以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治隹紤]了未來幾年是否可能存在資源缺口。建立臨時(shí)的容量補(bǔ)償機(jī)制必須嚴(yán)格遵照展望流程的結(jié)果，僅僅補(bǔ)充足額容量以填補(bǔ)資源缺口。如果資源充足性展望評(píng)估電力系統(tǒng)可能存在容量過剩的問題，那么容量補(bǔ)償機(jī)制不能支付給新資源任何補(bǔ)償。歐洲資源充足性展望評(píng)估由獨(dú)立組織“歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)行商合作組織-電力部門（ENTSO-E）”負(fù)責(zé)實(shí)施。ENTSO-E每年都會(huì)發(fā)布短期（例如一年）和長期（例如十年）的展望，并附帶詳細(xì)的方法說明以及相關(guān)數(shù)據(jù)[6]。
在我們看來，該法案在一個(gè)快速變化、可再生能源滲透率不斷提高的系統(tǒng)中，同時(shí)兼顧了控制成本、實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)和確保系統(tǒng)可靠性的多重目標(biāo)。
就實(shí)施層面來說，歐盟各成員國的情況不盡相同，有一點(diǎn)共同之處就是，因容量補(bǔ)償機(jī)制的“臨時(shí)性”是硬性規(guī)定，獲得補(bǔ)償?shù)某蓡T國都在積極探索電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)、需求響應(yīng)、區(qū)域互聯(lián)等領(lǐng)域的改革。存在資源缺口的成員國還須每年報(bào)告電力市場(chǎng)改革進(jìn)展，并聽取歐盟的整改意見，盡力將資源充足性提升到無需容量補(bǔ)償支持的程度[7]。
最近，歐盟理事會(huì)正在重新討論法案中有關(guān)容量市場(chǎng)條款。一部分原因在于電力系統(tǒng)面臨的保供壓力不斷增加，另一部分原因則是特殊利益相關(guān)者對(duì)失去容量補(bǔ)償收入感到不滿。因此，最終具體實(shí)施細(xì)節(jié)可能會(huì)發(fā)生一些變化，但在筆者成文時(shí)，這些基本原則仍保持不變，例如對(duì)煤電資源提出環(huán)境排放限制[8]。
美國多個(gè)RTO[9]（區(qū)域輸電組織）市場(chǎng)擁有容量補(bǔ)償機(jī)制，在FERC（聯(lián)邦能源管理委員會(huì)）的監(jiān)督和指導(dǎo)下由每個(gè)RTO自行定制詳細(xì)規(guī)則。在美國，關(guān)于容量補(bǔ)償機(jī)制的相關(guān)設(shè)計(jì)有許多爭(zhēng)議，各個(gè)RTO也在不斷改進(jìn)、更新相關(guān)的規(guī)則；這些爭(zhēng)議的細(xì)節(jié)在此略過不談。本節(jié)的主要目的是從美國一些容量補(bǔ)償機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)出發(fā)，提煉一些對(duì)中國有借鑒意義的設(shè)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)。
首先，美國容量補(bǔ)償機(jī)制有一些可供借鑒的設(shè)計(jì)：
1、容量補(bǔ)償大多通過容量市場(chǎng)達(dá)成。容量市場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)容量提供方的競(jìng)爭(zhēng)，并且根據(jù)RTO對(duì)所需容量的預(yù)估以及其他因素得出一條事先設(shè)計(jì)的容量需求曲線[10]。根據(jù)這一曲線以及已有容量和目標(biāo)容量的缺口（或過剩），RTO可以動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)容量資源的補(bǔ)償。
2、容量補(bǔ)償對(duì)小型電力資源開放。允許多個(gè)小型電力資源（例如能效和需求響應(yīng)）聚合為一個(gè)整體后共同投標(biāo)，以達(dá)成提供容量服務(wù)的最低要求[11]。
3、允許季節(jié)性資源提供容量服務(wù)。一些季節(jié)性資源，例如由負(fù)荷聚集商控制的空調(diào)，僅可以在一年中的少數(shù)季節(jié)發(fā)揮作用。美國的一些容量市場(chǎng)允許這些季節(jié)性資源參與容量市場(chǎng)，不要求全年待命[12]。
4、得到容量補(bǔ)償?shù)馁Y源必須能夠在系統(tǒng)緊張時(shí)提供事先保證的容量，若系統(tǒng)需要時(shí)無法及時(shí)供電，該資源將會(huì)面臨相應(yīng)的懲罰[13]。
然而，這些容量市場(chǎng)在已運(yùn)行的數(shù)年間產(chǎn)生了許多需要解決的問題。比如，這些容量補(bǔ)償機(jī)制傾向于支付過多的容量補(bǔ)償，過度投資次優(yōu)類資源，無法有效傳達(dá)對(duì)低效、低靈活性、高排放資源的淘汰信號(hào)，最終導(dǎo)致了部分市場(chǎng)的超額成本和多余排放[14]。
鑒于近年來美國用電增速相對(duì)較為穩(wěn)定，大量能效項(xiàng)目的設(shè)立，加上容量市場(chǎng)的支持，導(dǎo)致部分地區(qū)的裝機(jī)容量已超過了保障系統(tǒng)可靠性所需的容量。圖1展示了2013至2022年間美國四個(gè)擁有容量市場(chǎng)的RTO的計(jì)劃備用容量與實(shí)際備用容量。計(jì)劃備用容量與實(shí)際備用容量持平代表了這個(gè)電力系統(tǒng)已經(jīng)有足夠的供電資源來應(yīng)對(duì)意外的高峰需求或供電中斷。但幾乎每年，各RTO的實(shí)際備用容量都高于計(jì)劃備用容量。例如，PJM和NYISO在2022年的計(jì)劃備用容量目標(biāo)僅為15%，而實(shí)際備用容量高達(dá)30%以上，是計(jì)劃備用容量的兩倍。保持過度的備用容量會(huì)帶來不必要的開支，最終可能導(dǎo)致電力用戶的費(fèi)用提升。
然而，在這種供應(yīng)明顯過剩的情況下，一個(gè)設(shè)計(jì)合理的容量市場(chǎng)中的容量價(jià)格本應(yīng)近乎為零，以避免更多的容量資源進(jìn)入市場(chǎng)，但實(shí)際支付給容量資源的補(bǔ)償明顯高于零（見圖2）。此外，從發(fā)電資源的收入看，與電能量現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的總進(jìn)賬相比，容量補(bǔ)償?shù)恼急葟?015年開始呈上升趨勢(shì)，一度達(dá)到電力市場(chǎng)交易總收入近35%[15]。容量市場(chǎng)還抑制了現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)的稀缺價(jià)格信號(hào)，妨礙了電力系統(tǒng)向更靈活智能的方向過渡。
圖1：ISO歷史計(jì)劃備用容量和實(shí)際備用容量對(duì)比[16]
圖2：各ISO容量電價(jià)與成本回收所需電價(jià)對(duì)比[17]
產(chǎn)生這些容量過剩的原因有許多，其中最主要的兩點(diǎn)包括：
1、一些特殊利益群體（例如當(dāng)前正享受容量補(bǔ)償?shù)陌l(fā)電企業(yè)）往往會(huì)在容量補(bǔ)償機(jī)制改革的過程中施加壓力，導(dǎo)致現(xiàn)有的容量補(bǔ)償超出經(jīng)濟(jì)合理區(qū)間；
2、參數(shù)預(yù)估出現(xiàn)偏差。由于設(shè)計(jì)容量市場(chǎng)的許多參數(shù)基于對(duì)未來電力系統(tǒng)狀況的預(yù)估，對(duì)參數(shù)的錯(cuò)誤估計(jì)以及更新不及時(shí)會(huì)帶來一些系統(tǒng)誤差，包括過高估計(jì)峰值負(fù)荷、過高估計(jì)參考發(fā)電機(jī)組的成本、以及低估容量補(bǔ)償機(jī)制以外的收入[18]。
本文簡要介紹了在世界多地引發(fā)討論的容量補(bǔ)償機(jī)制，并且探討了因?yàn)槿萘垦a(bǔ)償機(jī)制的設(shè)計(jì)不當(dāng)所導(dǎo)致的一些后果。在能源轉(zhuǎn)型中，對(duì)市場(chǎng)規(guī)則進(jìn)行補(bǔ)充和改進(jìn)往往會(huì)面臨許多挑戰(zhàn)。即便是有多年市場(chǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的國家也依舊需要進(jìn)一步討論、改進(jìn)已有的市場(chǎng)規(guī)則來達(dá)成電力系統(tǒng)的可靠性和低碳目標(biāo)。
我們?cè)诟鲊咐杏^察到，設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)娜萘垦a(bǔ)償機(jī)制可能導(dǎo)致電力資源過度投資，造成高成本和排放，甚至?xí)璧K能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。在轉(zhuǎn)型過程中，如若決定開展容量補(bǔ)償機(jī)制，我們建議對(duì)其設(shè)計(jì)提出明確、謹(jǐn)慎和可控的條件。本文梳理并分析了關(guān)于容量補(bǔ)償機(jī)制設(shè)計(jì)的一些反思，總結(jié)出以下幾點(diǎn)建議：
1、一個(gè)設(shè)計(jì)妥當(dāng)?shù)娜萘垦a(bǔ)償機(jī)制應(yīng)該堅(jiān)決避免不必要的補(bǔ)償。當(dāng)容量明顯過剩時(shí)，容量補(bǔ)償應(yīng)為零或接近于零。容量補(bǔ)償機(jī)制不應(yīng)保證所有或一定比率固定成本的回收，而是應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)可靠性和新能源轉(zhuǎn)型的具體需要來評(píng)估，并僅對(duì)達(dá)成系統(tǒng)可靠性目標(biāo)所需的容量給予必要的補(bǔ)償。
2、容量補(bǔ)償機(jī)制的基礎(chǔ)是一個(gè)科學(xué)、透明、以及常態(tài)化的資源充足性評(píng)估過程，以此來判斷系統(tǒng)所需電力容量和資源類型。
3、只有具備經(jīng)濟(jì)性，滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)可靠性和靈活性所需，并在需要時(shí)持續(xù)證明可用的資源，才應(yīng)獲得容量補(bǔ)償。
4、鼓勵(lì)多種類型的資源在一個(gè)公平的環(huán)境下競(jìng)標(biāo)參與容量補(bǔ)償，包括能效資源，需求響應(yīng)和儲(chǔ)能等。多樣性的資源組合能夠以較低的成本和排放保障能源安全穩(wěn)定。
5、謹(jǐn)慎選擇是否或如何實(shí)施煤電容量補(bǔ)償機(jī)制。舉一個(gè)引起廣泛關(guān)注的例子，歐盟電力法規(guī)定，在2025年后不允許向未進(jìn)行碳捕捉和封存的燃煤發(fā)電機(jī)組支付任何容量補(bǔ)償。
6、擴(kuò)大現(xiàn)貨市場(chǎng)稀缺電價(jià)的作用，使其成為固定成本回收的主要機(jī)制。
