广州发展电力销售有限责任公司 张树豪
近年来，人们的环保意识逐渐增强，对可再生能源的研究和利用给予高度重视，使光伏、水电、风力等可再生能源的发展速度不断提升，规模逐渐壮大。同时，此类能源的间歇性、波动性特点为电力调度带来较多不确定性，加上国内电力负荷峰谷差较大，适应可再生能源的市场激励政策环境，导致多个地区的可再生能源发展速度放缓。对此，应积极制定并落实可再生能源配额制，并创建电力市场交易体系，推动可再生能源市场化进入新阶段。
受可再生能源波动性影响，使电力调度存在不可控性，且国内电力负荷峰谷差较大，电源灵活性较弱，相应的市场激励政策缺失，导致一些地区出现弃风、弃水、弃光等情况，尤其是西部地区问题更加显著。据调查，2018年新疆地区弃风电量为107亿kWh，弃风率为23%；
弃光电量为21.4亿kWh，弃光率为10%。上述情况的成因包括两个方面，一是国内电源结构主要为煤炭，资源调节灵活性较弱。在电源结构中，煤电机组的灵活性较差，但占比超过50%，水电和燃气机组的灵活性较强，但占比不足30%，且水电机组在西部应用时，存在丰水期弃水问题，系统调峰能力有待提升，在一定程度上抑制了可再生能源的消纳；
二是国内能源带有明显的逆向分布特点，可再生能源多产于西部、北部，但能源需求中心位于南部和东部，很容易导致西部发电过剩，无法就地消纳，因此必须开创通道输送出去，但因市场激励机制不健全，异地消纳动力较弱[1]。
为了改善国内可再生能源发展现状，应将消纳能源的友好性纳入能源市场，准确评估用户的能源消纳能力，使配额制得以完善，这样便可通过市场方式实现能源成本最小化目标。根据交易曲线对用户能源消纳进行激励，对于响应能力强、用电行为良好、用电方式改变成本较低的用户，可消纳更多新能源；
而消纳能力较弱、用电方式改变成本较高的用户，可减少在本市场中的交易，将未完成的配额转移给消纳能力相对较强的用户，并承担相应的成本，便可使全社会以最低成本达到消纳目标。科学的市场机制可对各成员产生激励作用，实现社会福利的均衡分配。值得强调的是，只有创建适应配额制的电力市场，才可使厂商与用户共同承担能源消纳责任。
本文以2020年为基期，设定时间步长为30天，模拟时间为10年，利用Vinsim软件对交易市场的运行机制进行模拟，探究电力市场与绿色证书交易市场间的耦合作用。
3.1 厂商运行机制
对于煤电厂商来说，受利润影响，配额制的开展可使煤电企业短期利润空间被压缩，企业为了保障收益，一般会降低煤电产量。在企业战略调整后，厂商利润有所提升并逐渐稳定，此时煤电建设计划也更加完善。而如若绿色证书市价超过基准价格，相应的新能源厂商能够获得超额利润，继而增加相关方面的投资，令总体装机容量也随之增加。对于新能源厂商来说，能源建设受企业利润空间的影响，在短期内可能出现利润升高情况，企业为了谋取更多效益一般会增加产量。在证书交易市场不断成熟后，利润出现一定程度的下跌，然后维持稳定状态，企业利润空间也逐年提升并趋于稳定。厂商能参照相应市价波动，判断是否继续增加投资，而投资规模调整，势必会影响到装机的整体容量以及厂商的决策。同时，因新能源受到大力支持，在总体发电量方面也将逐年上升。
3.2 市场分析
3.2.1 电力市场
煤电和新能源发电量对电力供给具有决定性作用，因二者发电量的趋势相同，均随着年限的增长逐渐提升，因此电力供给整体走势为逐年上升。电力需求由消费者决定，通常逐年递增，当电力供给与需求相同时，市场处于均衡状态，可计算出电力价格。从整体来看，电价的变化趋势为三个阶段，即前4个月从基准价格逐渐下降，而以电力市场价格的整体波动来看，对于证书价格来说，由价格下限逐渐调至基准价格，同时绿色证书价格则由原本的价格下限提升至基准价格，该现象与基本经济学理论相符合，尽管电力市场获取的收益较少，但减少部分可利用证书补贴进行弥补。对此，证书价格与电价可维持两个市场基本稳定，且证书与电力市场间能够相互作用，进入到均衡状态。在第1～3年的时间段内，电价始终处于价格下限，证书也始终处于价格上限，在第5年以后，电价逐渐提升到价格上限，最终逐渐稳定，如图1所示[2]。
图1 电力市场价格波动图
3.2.2 绿色证书交易市场
在配额制背景下，绿色证书市场诞生，煤电与新能源企业都要承担一定的配额比例，新能源企业作为证书提供者，煤电企业为需求者。发电企业在市场中根据绿色证书基准价格确定配额比例、罚金等，使证书购买量与销量得以明确，使市场交易始终处于均衡状态。新能源企业的证书数量对发电量具有决定作用，且随着年限的延长逐渐提高。煤电企业所拥有的证书量起初为负数，但在与新能源企业不断交易后，持有量逐渐增加。为达成配额目标，煤电企业需要在市场上采购绿色证书，因此期望的证书购买量与持有量相反。新能源企业在达成配额后，还会剩余一些证书用于交易，因此期望数量与持有量变化相同，但期望证书销量低于持有量。在未来10年，该市场价格波动情况如图2所示。
图2 绿证交易市场价格波动图
3.3 模型设计
在电力市场中，煤电与新能源厂商一同从事电力生产，使用户的电力需求得到满足。市场中电力需求函数具有线性特点，可表示为：
公式（1）中，Pe代表的是电力价格；
f和g均为常数，且都是正数，代表的是函数内的经济参数；
qcoal代表的是煤电发电量；
qgreen代表的是新能源发电量。
在政府推行配额制的情况下，两种厂商都需要承担一定的市场配额比例。煤电企业所生产的电能根据发电量可注销绿色证书，新能源企业所生产的电能根据发电量应获得绿色证书。在证书交易市场中，新能源企业在满足自身要求的情况下，将剩余绿色证书开展交易，从中获得效益。煤电企业为了达成政府规定的配额，需要投入一定的费用来采购绿色证书，证书供给量和需求量的计算公式如下：
3.4 电力结构分析
根据图3可知，未来煤电与可再生能源发电量均呈现出先降低、后缓慢提升的特点。从整体来看，煤电发电量低于新能源。在配额制推行背景下，国内电源结构逐渐发生改变，即煤电发电量降低、新能源发电比例逐渐提升。预计到2027年后，电源结构逐渐稳定，每年的波动幅度减少。可见，配额制的落实可使以往能源短缺问题得到有效改善，使电源结构更加合理，减少CO2等有害气体排放，促进碳减排目标的顺利达成。
图3 煤电与可再生能源发电量未来趋势
4.1 结合市场规则，完善电力市场体系
在配额制实施背景下，电力交易根据时间维度不同可分成多种类型，可结合市场规则，使电力市场体系更加完善。
4.1.1 可再生能源中长期市场
为避免当前市场出现价格风险，可创建电能价值的新能源中长期市场，将成交电量纳入消纳量中。通过签订物理合约的方式，在执行中用户应充分考虑自身用电情况进行购买，对于用电行为良好的用户可增加合约签订量，刺激其主动消纳。同时，还应在交割日之前签订长期合同，并设置浮动价格，主要应对客户用电异常和新能源发电中产生的不可抗力。在物理合理签订中，需要将电能与环境价值绑定，一同纳入消纳量中，这与常规能源交易相比存在一定差异。
4.1.2 消纳量二级交易市场
为了达成配额目标，可在超额消纳与消纳不足的用户之间创建一个二级市场，为消纳量转让交易提供平台。用户可在中长期市场内进行消纳后，针对超过义务范围的消纳量投入到二级市场内销售，从中得到收益；
对于消纳不足的用户，可从二级市场内购买，使用户之间相互帮助，共同完成消纳目标，使电力资源得到高效利用，最大限度减少新能源消纳交易成本[4]。
4.1.3 绿证申购市场
该市场主要面向持有证书的主体，为其提供证书交易市场。与其他中长期市场而言，新能源市场内超出设定规模的部分可获得证书，企业可选择将证书放到市场中交易，由此获得收益。如若新能源因预测偏差使发电真实值低于应实施的物理合约交易结果，应采用证书将少发的电量所对应的消纳量补充完整，也可利用证书替代用户支付购买消纳量的支出，使缺失的消纳内容得到弥补。用户在中长期市场、二级交易市场中完成消纳，剩余消纳可在证书市场内采购，达到替代消纳的目的。
4.2 制定激励政策，保障证书市场运行
在配额制实施期间，应综合分析绿证市场应用的现实情况与存在的问题，有针对性的制定相应的激励措施，鼓励发电企业之间开展证书交易，引导国内新能源产业朝着强制性制度方向转变。在电价市场化趋势下，可促进发电企业进行证书交易，提高市场灵活性，为新能源产业发展营造良好的大环境。其次，政府还应明确证书市场的基本参数，确保交易顺利开展，激发各大发电企业的参与欲望，提高绿证交易率。同时，还应制定相应的激励政策，促进企业致力于技术创新，依靠先进技术节约生产投资，提高市场竞争力。最后，将市场决定与政府调节有机结合，不但要发挥市场在绿证交易期间发挥的效能，还要灵活运用价格机制、供需和竞争等方式，助力绿证市场可持续运行。
在可再生能源发展中，还应实施统一化的电力市场模式，具体如下。在市场准入方面，由用户或企业以特定形式向登记机构提交申请，认证单位根据电力许可制度确定准入条件，并对申请进行审核；
在交易规则方面，绿证交易可通过签订长期合同的方式来战，待交易完成后转让证书，由双方协商后确定交易价格，也可通过竞标来决定；
在证书交易后需到交易中心进行转让登记。在效益分析方面，绿证具有较强的自由性、灵活性，可帮助企业降低成本，营造统一的市场环境，促进资源优化配置，取得更高的经济效益。
4.3 借鉴国外先进经验，改善弃能现象
4.3.1 借鉴韩国FIT向RPS过渡机制
在我国颁布实施的健全可再生能源消纳通知中，以消纳责任权重分配、核算、交易实施等方面为中心进行规定。当前，我国处于FIT朝着RPS转型的关键时期，二者能够顺利过渡和衔接决定着转型成败。在此期间，应对电力市场发展趋势与新能源发展潜力综合分析，并借鉴韩国在此方面转型成功经验。韩国在2012年制定政策，将FIT转变为RPS，在转型期间市场效率有所降低，但RPS的实施的确促进了该国新能源技术的发展，这对我国来说具有一定的启示和借鉴意义。与RPS转型成功的欧美国家相比，我国当前电力市场建设仍有待完善，可将市场推进与RPS机制有机融合，特别是绿证市场价格之间的相互影响力进行调控，避免在电价上产生过大的起伏[5]。
4.3.2 借鉴西班牙FIT-RPS双轨制
为了顺利过渡和转型，还可借鉴西班牙的FIT与RPS双轨制度，在二者并行过程中不断优化配额比，使RPS机制得以贯彻落实。根据所处阶段的不同设定相应的发展目标，使可再生能源规模进一步壮大，促进经济性提升，改善弃能现象，降低弃能率。在双轨制实施中，我国企业还可结合实际情况自主选择参与FIT机制中，客观的选择享受固定收益或者依靠RPS机制参与竞争，并为市场主体提供充足的缓冲期。针对部分新能源项目，可在延续FIT机制的基础上，通过补贴的方式确保新技术的应用效益，这一点可借鉴英国的相关政策。对于小型新能源发电项目，可沿用FIT机制，并由政府为其提供一定的支持；
对于大型新能源发电项目，可采用RPS机制，鼓励其投入到市场竞争中，获取更多效益。
综上所述，在新时期背景下，可再生能源发展规模日益壮大，为适应新能源配额制，应不断完善电力市场体系，改善当前只考虑消纳量、忽视用户消纳能力的情况，使市场成员能够主动消纳能源，达成配额目标。在未来发展中，政府应积极作为，依靠政策的力量提供扶持作用，并积极借鉴国外成功经验，实现FIT机制朝着RPS机制的顺利转型，以健全的市场交易体系促进可再生能源消纳，实现电力行业的可持续发展。
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