能源轉型背景下電力市場相關思考

發布時間: 2021-01-04 11:29:41   來源:能源微資訊  作者:

  1、電力系統簡單認識

  眾所周知,電力系統是由發電廠、配變電設備、輸配電線路等組成的電能生產與消費系統。電力系統的投資、建設、運營基本由國民經濟電費支撐(除國家財政少量補貼外),包括所有發電企業的設備投資、建設工程、運營管理,電網企業的設備投資、建設工程、運營管理,售電公司的營業收入等發、輸、配、售所有環節的費用均源于國民經濟電費。各環節整體效率決定平均電費水平即電價。

  (來源:微信公眾號“能源微資訊”作者:Dooooooom)

  2、能源轉型大背景

  由于全球氣候及其他環境問題,2016年多國簽署巴黎協定。2020年包括中國在內多個主要經濟體陸續提出碳中和目標。人類社會快速發展同時也對全球氣候及環境帶來重大影響,對清潔能源的需求越發迫切。

  同時,隨著半導體及電力電子技術的快速發展及應用,新能源發電、儲能、可調節電氣設備、新能源汽車等新能源技術涌現并快速發展,且產業化應用日趨成熟。電力技術由定額的、單向的、不可規模儲存的、依賴化石能源的特點向靈活的、雙向互動的、可規模儲存的、清潔低碳的特點轉變。

  3、當前電力系統情況

  目前,國內發電電源結構主要由燃煤燃氣機組、水力發電機組、核電機組、風力發電機組、太陽能發電機組組成。電能量供應、輔助服務供應、容量供應均由發電電源支撐,均在發電上網電費中分配結算。

  根據中電聯發布數據,截至2019年底,全國全口徑發電裝機容量201006萬千瓦。其中,水電35804萬千瓦(含抽水蓄能),占比17.81%;火電118957萬千瓦,占比59.18%(煤電104063萬千瓦,占比51.77%;氣電9024萬千瓦,占比2.42%;其他火電占比2.92%);核電4874萬千瓦,占比2.42%;并網風電20915萬千瓦,占比10.41%;并網太陽能發電20418萬千瓦,占比10.16%。

  截止2019年,全國全口徑發電量為73266億千瓦時。其中,水電13021億千瓦時(含抽水蓄能),占比17.77%;火電50465億千瓦時,占比68.88%(煤電45538億千瓦時,占比62.15%;氣電2325億千瓦時,占比3.17%;其他火電占比3.55%)核電3487億千瓦時,占比4.76%;并網風電4053億千瓦時,占比5.53%;并網太陽能發電2237億千瓦時,占比3.05%。

  可以看到,目前電源結構主要以燃煤發電為主,同時由于燃煤發電機組有效容量系數較高,利用小時數相比風電太陽能發電更高,燃煤發電量更是發電量的主力。

  4、電力市場建設情況

  2015年中央印發9號文,進一步推進電力體制改革。2016年,廣東、重慶開始建設電力市場試點,隨即組建了北京、廣州區域電力交易中心及各省級電力交易中心。市場化交易電量以及市場主體數量大幅增長,不少省份已經實現10kV以上工商業用戶全部進入市場。2017年部分省份開始試點調頻輔助服務市場。2018年,全國有8個省份開始實施電力現貨市場試點。交易機構的獨立規范運行也在更進一步推進。總體來看,電力市場建設穩步前進。

  然而,電力市場改革進入深水區,也遇到了一些深層次的困難和阻力。目前電力市場交易仍然普遍存在發電企業借助政策倒置供需關系聯合控制市場,市場雙軌制費用不平衡,輔助服務市場準入不夠開放,部分交易品種缺失等問題。多數市場主體參與市場的感受是電力市場建設目標不明朗,批發市場行政干預程度較大,市場化程度較低,總體感覺是維持原有格局前提下給予一些降價補貼,補貼多少怎么分配并不由真實市場供需情況決定。

  其實,這個情況也是很好理解,由于電力市場建設不能一蹴而就,在市場尚未完全成熟的情況下,大的前提是必須保障電力系統的穩定運行。由于水電、新能源發電出力不可控而裝機規模日趨增長且優先消納,用戶負荷波動較大且常與該類電源出力規律不同步,主力市場化火電機組發電小時數日趨降低,然而目前情況容量支撐客觀需要一定規模火電機組。這就導致單純的電能量市場,供應過剩情況凸顯,可能過度競爭,導致行業大面積虧損,給電力系統穩定運行帶來巨大風險,不得不對市場化發電企業進行一定的保護。

  這時,電力市場改革像是走到了一個十字路口,是繼續深入推進市場化,由市場決定資源配置還是維持市場形式,行政計劃資源配置。

  5、未來電力系統發展主要矛盾

  個人認為在未來能源轉型背景下,以目前電力系統思維發展會面臨以下幾個主要矛盾:

  A、新能源發電量占比提升與發電資產效率之間的矛盾

  隨著新能源發電快速發展,火電利用小時數利用小時數逐步被擠壓,結合火電參與電力市場讓利,火電經營壓力越來越大。根據中電聯發布數據看到2019年6000千瓦及以上電廠,火電利用小時數在4307小時,利用率較低,單純考慮電能量供應能力,已經過剩。但是,新能源發電有效容量系數低,在高負荷時段仍然需要火電出力支撐,如果新能源發電量占比進一步提高,火電發電小時數將進一步壓縮,也就是電大多新能源來發,但關鍵時候火電頂上。這種情況達到一定階段,火電利用小時數將低于經營底限,不能覆蓋其成本,難以正常經營,或者帶來較大的電價上行壓力。同時,整個電力系統電能量供應能力過剩情況將進一步加劇。未來,電力系統必須解決電能量供應能力大量過剩,資產利用率偏低的問題。

  B、新能源裝機及發電量占比提升與輔助服務需求劇增的矛盾

  由于新能源機組出力隨機性較大,新能源機組占比提升,那么調峰調頻輔助服務需求將大幅提升,為滿足電力系統穩定運行,輔助服務成本將大幅增長,這部分成本不管在發電側內部結算還是由用戶分攤,本質上都在國民經濟電費中消化。輔助服務需求大幅增長,輔助服務成本增長,帶來較大的電價上行壓力,將增加國民經濟電費負擔,不利于國民經濟健康發展。然而,具備滿足輔助服務需求能力的并不只是發電機組,新能源技術的發展應用使得用戶側有廣泛可調資源能響應系統輔助服務。未來,電力系統必須解決輔助服務需求大幅增長,服務主體局限,服務能力不足問題。

  C、新能源裝機占比提升與電力系統容量效率之間的矛盾

  同樣由于新能源發電有效容量系數低,為滿足系統尖峰負荷需求,目前電力系統容量全部由發電機組支撐,那么仍然需要大量火電機組支撐,理論上看這部分容量支撐機組利用率是非常低的。舉個簡單的例子,各省每年最高的5%尖峰負荷持續時間合計約幾十小時,然而為了滿足這部分尖峰負荷,我們建設了相應容量的火電機組,除了固定資產投入外,這些機組分攤其他時段的發電小時數,運營維護、管理、燃料全部正常投入。如果沒有這5%的尖峰負荷,這些成本都不需要支付。如果這5%容量有其他更具經濟性的技術來實現(例如:儲能、電動汽車V2G,用戶側需求響應等),對于發電容量供應效率和電能量供應效率都有顯著提升。未來,電力系統必須解決容量支撐效率問題,系統穩定運行固然重要,但是通過什么機制使用哪些技術不是亙古不變的。

  6、個人展望

  隨著能源需求升級以及電力技術發展,個人認為未來新時代電力系統必將是一個供需靈活互動、系統經濟高效、能源綠色低碳的電力系統。實現這一目標必須解決上述三個核心問題,而解決上述三個問題的關鍵是堅持深入推進和完善電力市場改革。

  我國近些年,各行業科技迅猛發展,在電力行業,尤其在新能源行業,很多領域我們有很強的產業優勢,真正限制我們電力行業和相關產業發展的不是我們自己的技術能力,而是體制機制。

  堅持電力市場改革,深入推進電力市場建設,破除市場準入及市場控價等壁壘,健全市場交易品種,開放用戶側資源準入,讓各方資源發揮新能源技術的靈活可控、高性價比的優勢,更好的參與市場服務電力系統。電力系統要通過市場機制發現電能量、輔助服務、系統容量的真實價格信號,在一個開放公平的市場環境實現優勝劣汰,吐故納新,讓更有技術優勢更有經營能力的資源發揮作用。沒有一個客觀真實的市場機制,老舊低效資源無法淘汰,新型高效資源難以發揮,電力系統難以實現靈活、高效、清潔目標。

  有些朋友可能會提出一些疑問,真正放開市場競爭,價格信號可能短期不理性,可能會導致部分企業或者短期內多數企業經營困難,國有資產流失以及人員失業。個人認為我們還是應該相信市場,相信電力行業從業人員的能力,相信國有企業履職盡責的責任感。在交易機制具備可行性和關鍵風險把控的情況下,讓市場主體真正的丟掉游泳圈下水去游,才能真的學會游泳。否則,我們繼續抱著過去的思維和方式走下去,只會讓電力系統越來越臃腫,效率越來越低,積累的風險越來越難化解,離智慧、高效、綠色的電力系統越來越遠。同時,我們可以關注到一些發達國家,在能源轉型方面已經初有成效,建立了成熟的市場機制,實現了較大比例的可再生能源消納,多種能源技術參與電力系統服務,在實現電力清潔穩定運行同時,終端用戶電價比較合理,電力系統資產效率較高。在能源轉型的大背景下,改革的風險是可試可控的,不改革才是最大的風險。

  對于電力系統轉型,個人認為有以下幾點意義:

  A、電力系統轉型的本體意義

  通過體制機制改革及新能源技術的廣泛應用,實現電力系統轉型,讓電力系統更具智慧、綠色、高效等優勢,是電力系統新時代的進步。市場機制能更好的厘清價格機制及服務界面,能更好的服務電力用戶,提升用戶體驗,提升電力行業服務實體經濟的能力。

  B、電力系統轉型的產業意義

  過去,由于經濟高速發展,對電力能源的需求爆發,我們的發電、供電、電力設計、電力設備制造、電力工程建設等行業也得到了飛速發展。新時代的電力系統轉型,開放電能量、輔助服務、容量等市場,將給光伏、風電、儲能、電動汽車、電力需求響應、電力市場化交易、能源數字化、能源互聯網、能源托管服務、能源運營服務等產業帶來巨大市場空間。電力系統的轉型也會給電力能源行業帶來一次新生。甚至對于功率半導體、新材料、精密制造等電力能源領域核心技術研究帶來巨大活力。

  C、電力系統轉型的宏觀意義

  新時代電力系統轉型,提升電力能源行業效率,降低國民電力生產消費環境污染和碳排放,提升行業服務水平,為中國經濟高質量發展打好堅實基礎。同時,由于國內巨大市場潛力,進一步提升我國電力新能源相關產業實力及國際競爭力,抓住電力新能源發展趨勢,在電力新能源行業打造像華為一樣具有國際領先實力的中國企業!電力系統從計劃經濟轉型為市場經濟,激活行業巨大活力和發展潛力,也為其他行業轉型發展樹立良好示范,助力中國經濟轉型升級,開啟騰飛新時代!

  以上是個人粗淺行業理解和思考,拋磚引玉,歡迎各位專家多指教,如有紕誤,請包涵指正。

      關鍵詞: 能源轉型,電力市場
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