睿博能源智庫（RAP）
作者：Max Dupuy, Fredrich Kahrl, 王軒[1]
引言
世界各個國家和地區(qū)都在應對電力部門改革和轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。盡管每個地方的背景和細節(jié)都不盡相同，但指導目標卻有顯著的相似性：改善空氣和水的質(zhì)量，降低成本，減少溫室氣體排放，支持新能源技術以及確保系統(tǒng)可靠性。
中國政府高層對“生態(tài)文明”和“能源革命”提出了愿景，其中包括降低成本，提高經(jīng)濟效率，改善空氣質(zhì)量和減少碳排放等目標。同時，于2015年啟動、目前正在開展的電力體制改革也在幫助實現(xiàn)這些總體目標。但是，與全球其他國家和地區(qū)一樣，電力行業(yè)的轉(zhuǎn)型還遠遠沒有完成，要有效實現(xiàn)能源革命的目標還有很多工作要做。本文的目的是分析國際經(jīng)驗（包括成功經(jīng)驗和失敗教訓），并與中國的形勢進行比較，以幫助提供更多的想法和支持有益的國際討論。鑒于南方電網(wǎng)地區(qū)通常作為新想法的試驗田，起著引領中國其他地區(qū)的模范帶頭作用，文章圍繞南方電網(wǎng)地區(qū)進行分析，同時也希望本文對中國其他地區(qū)開展電力市場工作有所幫助。
在2050年實現(xiàn)能源行業(yè)轉(zhuǎn)型的情景下，本文的討論主要集中在近期和中期的實際操作上。我們將介紹同樣在為電力轉(zhuǎn)型而努力的其他國家正在討論的觀點，還會討論未來五年左右，就南方電網(wǎng)地區(qū)的制度背景和改革現(xiàn)狀，在能源政策、市場設計、規(guī)劃和相關政策方面的務實步驟。
因此，我們進行了廣泛的討論，包括市場改革，規(guī)劃改革，可再生能源并網(wǎng)，靈活性，需求側(cè)資源的開發(fā)，電氣化政策，零售定價和排放價格等措施，這些措施在理想情況下應共同構(gòu)成協(xié)調(diào)一致的總體政策的一部分。當然，這些是非常廣泛的復雜主題，不可能在本文中對所有主題進行足夠詳細的梳理。我們旨在提供各個政策如何恰當?shù)亟M合在一起的觀點建議，并確定一些值得繼續(xù)討論和關注的特定問題。
今后，我們計劃在本文整體框架下陸續(xù)發(fā)布相關主題的文章，以進一步討論本文涉及到的一些具體政策問題。
通過對這些主題的國際經(jīng)驗進行分析，我們認為在以合理成本并保持可靠性的條件下來實現(xiàn)雄心勃勃的長期能源轉(zhuǎn)型和能源革命情景是可行的。
但是，中短期存在許多實際挑戰(zhàn)。本文強調(diào)電力市場的設計和監(jiān)管，因為這是任何電力部門轉(zhuǎn)型工作中非常重要的部分，而且也是中國和南方電網(wǎng)地區(qū)當前的“熱門話題”。不過，我們強調(diào)電力市場只是綜合“一攬子”政策中的一個要素。
綜上所述，本文的主要結(jié)論如下:
國際經(jīng)驗表明，盡管電力市場可能是改革方案的一個非常重要的部分，但電力市場本身不足以支持能源革命和電力轉(zhuǎn)型。為了有效地達到能源革命的總體目標，電力市場、規(guī)劃、監(jiān)管、需求側(cè)管理、空氣質(zhì)量管理、定價、電氣化政策等應緊密協(xié)調(diào)。這些政策領域需要協(xié)調(diào)，不應獨立設計。我們特別建議在實施電力市場的同時，考慮以下改革:
改革目前由國有發(fā)電公司和省級政府負責的項目詳細規(guī)劃和審批決策的方法。我們建議在投資審批過程中要求發(fā)電公司測算和發(fā)表“凈市場價值”和風險指標。
取消現(xiàn)存對化石燃料發(fā)電機組的補貼（除非是對需要淘汰的化石燃料機組的補償）。
對新的和現(xiàn)有燃煤電廠實施/強制執(zhí)行限制，包括制定“有序”的退役計劃。
市場設計和管理處于不斷演變的過程。在美國和歐盟，關于電力市場設計的討論和市場規(guī)則修訂已經(jīng)持續(xù)了幾十年。這些爭論有時會導致進步，有時會導致倒退。理想情況下，電力市場的討論應以電力市場應該做什么的基本重點為指導，即支持有效的系統(tǒng)運作，并為各種資源的合理投資和退役發(fā)出信號。
我們確定了幾個有關市場設計的領域，值得南方電網(wǎng)地區(qū)的決策者關注:
實施“稀缺性定價”，使價格更好地反映電網(wǎng)上不同位置的實時情況。這將意味著取消(或至少放寬)投標和市場清算價格的下限和上限。
在現(xiàn)貨市場為所有資源，包括可再生能源、儲能和分布式能源(包括需求響應)，創(chuàng)造一個公平的競爭環(huán)境。這也意味著結(jié)束剩余的年度運營小時數(shù)的行政分配，讓所有火電機組參與現(xiàn)貨市場和長期合同市場。
充實和推進廣東電力市場監(jiān)管工作的優(yōu)秀成果。我們建議，接下來的步驟可包括決定和公布有關參考價格、市場力評價、市場監(jiān)測的關鍵細節(jié)，并澄清這些與調(diào)度的關系。
繼續(xù)努力制訂中長期合同的金融處理辦法。中長期合同應該是金融合同而不是物理合同。也就是說，中長期合同不應影響短期運營(調(diào)度)決策；相反，應該嚴格按照經(jīng)濟調(diào)度原則進行調(diào)度。
為整個地區(qū)建立一體化的現(xiàn)貨市場。我們認為，美國的“區(qū)域輸電組織”(RTO)模式是一個非常好的方法。根據(jù)這個模式，南方電網(wǎng)區(qū)域輸電組織將包括一系列統(tǒng)一的區(qū)域性規(guī)則來分配區(qū)域輸電成本，一個統(tǒng)一的區(qū)域輸電規(guī)劃過程，一個單一的區(qū)域調(diào)度機構(gòu)和一個單一的區(qū)域交易機構(gòu)(盡管這些不一定是同一個組織的一部分)負責統(tǒng)一的區(qū)域市場。
向清潔、高效、可靠的能源體系過渡，需要在不同的經(jīng)濟部門、政策、法規(guī)、投資規(guī)劃程序和市場機制之間進行協(xié)調(diào)。這在世界各地，無論是美國、歐洲，還是中國南方電網(wǎng)地區(qū)都是如此。電力市場在支持電力轉(zhuǎn)型方面可以發(fā)揮重要作用。在世界各地，政策制定者已經(jīng)看到了許多實施電力市場的重要理由。如果設計和實施得當，電力市場可以實現(xiàn)很多實際的目標，包括:
揭示與單個發(fā)電機組及其他資源(包括儲能)有關的可變成本(運營成本);
提高系統(tǒng)運行(調(diào)度)的效率和靈活性，并支持可變的可再生能源并網(wǎng);
引導不需要的資源退役，促進需要的資源的合理投資;
刺激競爭和創(chuàng)新，降低成本。
簡而言之，精心設計的電力市場可以以對消費者成本最低的方式幫助電力行業(yè)實現(xiàn)一場“能源革命”?！熬脑O計”是什么意思？在市場設計中有許多細節(jié)需要考慮，但基本的答案是，一個設計良好的市場應該注重確保實現(xiàn)上述四項成果。然而，有一個重要的警告：國際經(jīng)驗表明，只有伴隨著良好的規(guī)劃實踐、良好的監(jiān)管和在合理的電力政策指導下，市場才能實現(xiàn)這些基本成果。協(xié)調(diào)如此廣泛的市場、規(guī)劃和政策改革并不容易。在美國、歐洲和其他地方，關于如何改革電力行業(yè)、何種“基本市場模式”是最好的、以及市場設計細節(jié)的爭論仍在繼續(xù)。
設計良好的電力市場會刺激一部分燃煤發(fā)電退役，可是電力市場單獨作用不太可能達到符合“能源革命”目標所需的燃煤發(fā)電退役規(guī)模，或投資符合“能源革命”目標的新清潔能源。在美國和歐洲，這些趨勢可能部分受到市場的作用力，但仍然需要政策、規(guī)劃和監(jiān)管措施來推動。
美國經(jīng)驗表明，即使存在較為完善的電力市場，運作良好的規(guī)劃過程也是必不可少的。這些規(guī)劃過程可以確保市場產(chǎn)生符合總體政策目標的成果，并協(xié)調(diào)電力部門尚未完全“市場化”的各個方面，包括輸電投資、需求側(cè)管理及其他需求側(cè)資源的應用。在美國，這些電力規(guī)劃過程的發(fā)展涉及到[2]：
如何將環(huán)境目標和其他公共政策目標納入規(guī)劃過程。
哪些組織負責制定不同類型的計劃。
地方和區(qū)域規(guī)劃應該如何相互作用。
何時、如何、以及哪些利益相關方將能夠參與規(guī)劃過程。
州和聯(lián)邦監(jiān)管者如何監(jiān)督受監(jiān)管實體制定的計劃。
不同的監(jiān)管機構(gòu)如何在規(guī)劃過程中協(xié)調(diào)，例如電力和空氣質(zhì)量機構(gòu)。
規(guī)劃將如何影響投資、退役和批準決策。
這對廣東和南方電網(wǎng)地區(qū)意味著什么？我們基于該地區(qū)的歷史和現(xiàn)狀，提出一些看法。從某些方面來說，廣東、南方電網(wǎng)、中國與美國和其他國家的情況非常不同。然而，在其他方面卻有相似之處。無論如何，我們還是可以從國際經(jīng)驗中汲取有益的教訓。
長期以來，中國的“五年計劃”在制定國家產(chǎn)業(yè)和環(huán)境政策方面發(fā)揮了重要作用，并為投資和退役機組的數(shù)量和類型提供了頂層指導。與此同時，中央和省級政府在促使發(fā)電產(chǎn)能退役方面一直扮演著積極的角色。他們還制定了針對具體資源的政策和法規(guī)，包括上網(wǎng)電價、可再生能源配額、碳排放交易機制、節(jié)能政策等。面臨的挑戰(zhàn)將是繼續(xù)改進“五年計劃”進程以及該進程與具體資源政策和法規(guī)之間的協(xié)調(diào)。幸運的是，2016年國家能源局公布的規(guī)劃政策提出了一些非常有用的綜合原則，為這些工作打下了良好的基礎[3]。
最大的挑戰(zhàn)可能存在于規(guī)劃和投資決策制定的“更深層次”——即發(fā)電投資識別、評估、設計、批準和藍圖等細節(jié)層面。大型國有發(fā)電公司(中央、省級)在提出方案、設計，推進具體的大型發(fā)電投資決策等方面一直扮演著重要的角色，而退役的決定通常是由中央政府作為“技術升級”的一部分措施(比如上大壓小等)來驅(qū)動的。近年來，省級政府擁有審批權力，但由于種種原因，監(jiān)管一直很松[4]。在這種模式下，主要的國有發(fā)電公司推動規(guī)劃和投資決策的“更深層次”，這不同于美國和歐洲的大部分地區(qū)。
現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是，為了實現(xiàn)“能源革命”的目標，發(fā)電公司應該停止建設煤炭產(chǎn)能，轉(zhuǎn)而建設新能源，集中精力迅速淘汰煤炭資源。由于新能源可能會快速增長，然而需求增長可能比過去幾十年要緩慢，整體資源“產(chǎn)能過?！笨赡軙掷m(xù)存在，這取決于煤炭去產(chǎn)能的速度。
與此同時，大型發(fā)電公司的業(yè)務模式面臨重大挑戰(zhàn)。它們正在努力適應電力行業(yè)改革和新的競爭壓力。這些競爭壓力一方面來自新市場機制的發(fā)展。近年來“中長期”合同市場給燃煤發(fā)電機組的運行小時數(shù)帶來了下行壓力，隨著現(xiàn)貨市場和其他市場機制的進一步發(fā)展，這種情況可能會繼續(xù)下去。另一個方面是，新的參與者和新的資源類型可能會變得更加重要——尤其是分布式能源資源和那些開始在這一領域探索新商業(yè)模式的公司。
盡管存在這些壓力，但在計劃、投資、退役等方面的“更深層次”，至少在針對大規(guī)模的發(fā)電投資和煤炭退役決策方面，中國和南方電網(wǎng)地區(qū)的決策者除了讓大型發(fā)電公司扮演重要的角色（盡管有所減少），似乎沒有其他選擇。這也是可以理解的，因為大型發(fā)電公司擁有所需的人員、規(guī)模和技術專長來做這些工作。電網(wǎng)公司可能會扮演規(guī)劃角色——類似于美國和歐洲的配電公司通常在“資源充足”規(guī)劃過程中扮演核心角色的方式——但是我們認識到，當前中國電力行業(yè)改革[5]的一個主要推力是減少并合理化電網(wǎng)公司在電力行業(yè)決策中的范圍[6]?；蛘?，國家和省級政府機構(gòu)可以直接負責規(guī)劃和資源采購決策的“更深層次”——但這將是一個重大挑戰(zhàn)，需要增加足夠的技術專長和人員。
然而，政府在更高層次的規(guī)劃和指導中具有極其重要的作用，在這方面，除了加強對包括分布式和需求側(cè)資源在內(nèi)的合理投資決策組合的監(jiān)督之外，別無他法。關鍵是要確?！案顚哟巍钡囊?guī)劃、投資和審批決策符合“五年規(guī)劃”、“能源革命”和其他政策目標。在實踐中，這意味著“五年規(guī)劃”形成了特定資源政策（煤炭退役、可再生能源配額等）的基礎，但在這些約束條件下，實際的詳細(“更深層次”)投資組合決策留給了市場參與者。一個挑戰(zhàn)是確保“五年規(guī)劃”本身是高質(zhì)量的。國家能源局2016年有關規(guī)劃的政策打下了非常有用的基礎[7]。大型發(fā)電公司需要做很多這樣的決定，但其他參與者也需要做很多決定，包括關于分布式能源資源的決定，在這種新形勢下，這一點至關重要。
我們建議修改要求國有發(fā)電公司（向國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會和其他部門）展示其制定決策的方式。建議要求這些公司開始在發(fā)電和儲電項目的投資審批過程中測算和提供“凈市場價值”和風險指標的分析[8]。這個分析應該比較不同投資選擇的收入、成本和風險，為計劃投資的規(guī)模和組成給出正當理由。有了這些信息，國資委可以確保國有發(fā)電公司做出慎重的投資決策。相比起國資委現(xiàn)行使用的指標，例如每個發(fā)電廠的年運行小時數(shù)，這些指標更合理[9]。此外，我們建議現(xiàn)貨市場價格應該為投資審批決策、發(fā)電商的機組組合分析和投資決策以及銀行的盡職調(diào)查分析提供新的有價值信息。嚴格的指導方針要求項目審批必須以滿足凈市場價值和風險指標的標準為前提。國資委和國家發(fā)改委可以制定指導方針，并提供監(jiān)督，以確保指導方針在審批決策中得到遵守，確保國有企業(yè)提供的信息準確可靠。
在保持一些發(fā)電開發(fā)商投資組合靈活性的同時，對特定資源的政策進行合理化和精細化也是有用的。我們建議這應包括:
精煉和合理化政策以支持新能源(例如，可再生能源配額制；對包括需求側(cè)管理在內(nèi)的分布式能源資源的政策;儲能投資政策)。最終，當一個強大的碳排放交易機制完全實現(xiàn)時，其中一些政策可能會“逐步退出”。
取消對化石燃料發(fā)電機組的補貼。正如下一節(jié)所述，實施良好的稀缺定價應該足以支持所需的天然氣發(fā)電。
契合“能源革命”和減排目標，對新的和現(xiàn)有的煤炭電廠實施并強制執(zhí)行限制。它的必要性在于，雖然新的電力市場可以幫助發(fā)現(xiàn)并促使一些不經(jīng)濟的燃煤發(fā)電機組退役，但電力市場本身不會將電廠排放相關的外部成本“內(nèi)部化”。尤其是，我們建議創(chuàng)建一個燃煤發(fā)電機組的“有序”退役時間表(例如，類似于最低標準[10]) ，后期隨著碳交易機制得到充分發(fā)展，可以被替代（或與其合并）。我們使用“有序”一詞意味著退役時間表應該考慮到由于系統(tǒng)可靠性原因，一定數(shù)量的不經(jīng)濟機組可能會繼續(xù)運行一段時間。應當謹慎地指定這樣的可靠性任務，并對其成本有效的替代資源包括需求側(cè)資源給予充分的考慮。
[1] 感謝不吝時間對本文提供建議的各位國內(nèi)的專家老師，以及Kevin Porter, Frederick Weston, Ryan Wiser。Tim Simard負責英文版排版設計，何梟負責中文版本的翻譯和制作。
[2] 睿博能源智庫，自然資源保護協(xié)會(2017年11月). 《美國電力規(guī)劃的經(jīng)驗和借鑒》https://www.raponline.org/knowledge-center/power-sector-planning-us-experience-and-recommendations-for-china-cn/
[3] 能源局（2016）.“國家能源局關于印發(fā)《電力規(guī)劃管理辦法》的通知”（國能電力〔2016〕139號）, http://zfxxgk.nea.gov.cn/auto84/201606/t20160606_2258.htm. 更多討論，詳見睿博能源智庫（2016），《從電力規(guī)劃看煤電產(chǎn)能過剩和可再生能源棄電的問題》。https://www.raponline.org/blog/excess-coal-generation-capacity-and-renewables-curtailment-in-china-getting-with-the-plan_cn/
[4] Ren, M., Branstetter, L., Kovak, B., Armanious, D., & Yuan, J.. (2019). Why has China Overinvested in Coal Power? National Bureau of Economic Research. Working Paper No 25437. https://www.nber.org/papers/w25437
[5]《關于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發(fā)〔2015〕9號)文》
[6] 9號文之后發(fā)起的“增量配電改革”表明，未來可能會出現(xiàn)類似美國的情況，即由配電公司(從電網(wǎng)公司中分離出來，由私人“社會資本”提供資金)負責管理和運營配電電網(wǎng)服務區(qū)。在這種情況下，這些新的配電公司可能承擔規(guī)劃責任。然而，鑒于增量配電改革在中國仍處于早期階段，而且只適用于中國一小部分的試點地區(qū)，這種可能性似乎相當遙遠。
[7] 能源局2016 (如上).
[8] 凈市場價值是項目生命周期的能源和輔助服務市場收益減去成本后的現(xiàn)值。在美國，風險指標通常包括與市場價格、燃料價格和需求預測不確定性相關的風險，通?；谫Y源或投資組合成本在不同輸入值之間的方差，使用蒙特卡羅分析。常用的風險指標包括第95百分位的凈市場價值和第95百分位的凈市場價值與預期凈市場價值的比率。有關凈市場價值概念和計算的更多信息，Pacific Gas & Electric (PG&E). (2012). PG&E’s Description of its RPS Bid Evaluation, Selection Process and Criteria. https://www.pge.com/includes/docs/pdfs/b2b/wholesaleelectricsuppliersolicitation/RPS/2012/Attachment_K_LCBF_12102012.pdf; Southern California Edison (SCE). (2013). 2013 Request for Offers Local Capacity Requirements. https://www.sce.com/sites/default/files/inline-files/LCRRFOTransmittalLetter1113_Redline.pdf. For more on risk metrics, see Kahlr, F., Mills, A., Lavin, L., Ryan, N., & Olsen, A. (2016). The Future of Electricity Resource Planning. Section 3.5. https://emp.lbl.gov/sites/all/files/lbnl-1006269.pdf.
[9] 剩余的煤電發(fā)電機組需要更靈活地運行來消納增長的可再生能源，國資委注重維持煤電運行小時數(shù)從根本上不符合電網(wǎng)每種資源只有在最有效時才發(fā)電的原則。Dupuy, M./ (2020). China’s Watchdog for State-Owned Enterprises Grapples With Coal-Fired Generation. Regulatory Assistance Project.
[10] 最低標準的一個例子是美國環(huán)保署2015年的新能源性能標準（New Source Performance Standard），該標準設定了636 kgCO2/kWh的限制。有關此規(guī)則的更多信息，請參見EPA. (2015). Standards of Performance for Greenhouse Gas Emissions From New, Modified, and Reconstructed Stationary Sources: Electric Utility Generating Units; Final Rule. https://www.govinfo.gov/content/pkg/FR-2015-10-23/pdf/2015-22837.pdf.
