中國電力改革與市場化建設逐步進入深水區,面臨著多方面目標難以協調、不同階段的改革目標不一致、電力市場設計缺乏整體性與系統性等問題。首先提出和分析了電力市場的終極目標和路徑目標,將社會福利分配結構納入市場結構中形成廣義的市場結構概念,然后結合中國國情討論了如何通過市場設計讓市場和政府協調發揮作用,最后對中國當前電力市場建設中的中長期與現貨市場銜接、省內與省間市場銜接、計劃與市場銜接等關鍵問題進行了分析,并給出了建議的解決思路。從經濟學角度分析、討論中國電力市場改革面臨的一些關鍵問題,旨在尋求長期的、根本性的解決機制,為各地區電力市場設計提供參考。
中國新一輪的電力體制改革已全面展開,在售電改革、增量配網改革、輸配電定價、現貨市場、跨省跨區市場、輔助服務、分布式電力市場等多個方面展開研究,并在交易機構建設、中長期市場建設、現貨市場建設與試點運行等方面取得進展,促進了可再生能源消納、用能成本降低等目標。但是,中國電力市場建設中面臨計劃與市場并行、省內市場與省間市場同時發展、不同背景和不同成本機組同臺競價等復雜的環境,有許多關鍵問題亟待解決。
首先是缺乏系統性的頂層設計,不同改革方案、市場規則之間缺乏協調、配合。電力市場是一個復雜的體系,市場設計包括交易產品設計、交易組織方式、市場定價及市場監管等不同方面,每個方面都有多種選擇。很多國家或地區都已經建立了競爭的電力市場,但在市場設計上不完全相同。每個國家、地區電力市場建設中都有其特殊的問題,無法直接照搬任何一種市場模式。中國電力市場建設中提出了“分散式”和“集中式”兩種模式,但在實施上,每個具體的市場規則如何選擇,能否把兩種模式的規則進行組合,仍缺乏理論指導。
其次是電力市場中政策性約束、擱淺成本、改革后福利分配變化等問題的處理方法有待優化。為了快速推進市場建設,常采用一些直觀、簡單的方法,缺乏對市場動態性、長期影響的分析,在一定程度上限制了市場紅利的釋放。例如,在供大于求的市場中為避免批發市場價格大幅降低而設置供需比,為避免現貨市場價格波動引起風險而設置中長期交易比例,為避免不同市場主體利益變化過大而設置交易次序限制等。這些方法實現了預期的短期目標,但常常引起新的問題。
電力市場研究中面臨的問題,一類是偏技術層面問題,如快速出清算法、電價準確計算方法等;但更多是技術與經濟耦合的問題,特別是中國電力市場建設中面臨的關鍵問題,大多是涉及經濟、政策層面的問題。從經濟學角度對電力市場建設的關鍵問題進行基本概念的梳理和討論,有助于深入理解相關問題,有助于電氣、經濟等不同學科基礎的研究人員更有效地溝通,有益于從機制上尋找解決方案。
1電力市場改革的目標
1.1終極目標及路徑目標的概念
電力市場改革的目標有很多方面,從相關文件、政策、市場規則中,可看到打破壟斷、提高資源配置效率、促進可再生能源消納等不同的目標表述。本文提出終極目標和路徑目標的概念,以上目標都可以歸到這兩大類。
終極目標是指長期的、不變的目標,主要包括效率、公平、環保、安全等,是改革最終要實現的目標。路徑目標是一種短期的、暫時的目標,是為了實現終極目標而制定的一些具體的實現方式,是在一定的政治、經濟、技術條件下實現某個終極目標的途徑。當政治、經濟、技術等條件發生變化時,已設定的路徑目標可能偏離終極目標,此時必須結合變化及時調整路徑目標,使其與終極目標保持一致。
1.2終極目標的內容
最優化理論中的目標和約束可以相互轉化,電力市場中的目標和約束同樣可以轉化。不同目標之間可能不一致甚至矛盾,如何兼顧不同的目標,是電力市場設計中面臨的一個關鍵問題。
1)效率。電力市場改革的根本目標是提高電力系統資源的配置效率,實現社會福利最大化。效率包括短期效率和長期效率。
2)公平。公平主要考慮社會福利在不同市場主體之間的分配,即如何在不同進入時間、不同區域、發輸配售不同環節、不同發電類型的市場參與者之間分配。公平和效率兩個目標之間的協調是市場設計中最主要的問題之一。市場設計中可以將公平目標轉變為約束,通過產權分配來解決福利分配方面的一些問題,包括輸配電定價、輸電權分配、政府授權發電和用電合約等形式。
3)環保。廣義上,環保也可認為是效率的一部分,但因環保問題的外部性,排放相關的市場、定價機制不完善,常將其作為電力市場中單獨的一個目標。目前主要有兩種解決思路,建立碳排放市場、綠證交易市場等額外市場或將可再生能源消納等作為強制約束。
4)供電安全、可靠性與電能質量。作為電力系統運行的首要約束條件,這些目標通常以約束的形式出現,可以采用彈性約束的形式,并通過懲罰因子的設置使其成為成本目標的一部分。
5)能源供給安全等戰略目標。電力是關系國計民生的行業,電力市場改革不可避免會受到國家能源戰略政策的影響,在市場設計中可以將其作為一種特殊的約束。這種目標造成的成本、不平衡資金應在盡量大的范圍內分攤,減少對市場價格信號的影響。
2電力市場結構
市場結構一般包括行業的技術經濟特性和產業結構。早期的產業組織理論將市場結構看為市場的外部環境,是影響市場結果的因素;近期的研究認為一部分市場結構為市場的內向因素,會受市場設計、市場競爭的影響而改變。電力市場設計中,市場結構也是影響相關設計決策非常重要的因素。美國早期電力市場設計中缺乏對市場結構的關注,造成了不必要的價格飆升,以及一些市場力問題。
2.1產業結構
產業結構指電力行業不同區域、不同環節的資產、業務之間的關系,包括所有權關系、運營權關系、財務關系、人事關系等方面,可以從垂直和水平兩個維度進行分析。
產業結構一方面是電力市場的邊界條件,市場設計必須基于現有的產業結構;另一方面電力市場改革本身可以促進產業結構改變。
2.2技術經濟特性
電力市場設計中關注的電源技術經濟特性包括調節能力(如啟停、調峰調頻)和成本特性兩方面,這些特性將影響市場報價、出清、定價和結算機制的設計。例如,很多電力市場中的全成本回收問題,就是為了解決發電啟停、空載成本大的問題。
輸配電網的主要特性包括輸送能力特性和輸配成本特性。在電網不發生阻塞的情況下,不同節點的能量市場可看作一個市場,而在阻塞情況下,可以認為電網將能量市場分割成了多個相互關聯的子市場。輸配電網的特性將影響阻塞管理模式的選擇,選擇分散式市場模式的國家大多具有較強的網架,阻塞問題不突出。
用戶的重要特性之一是需求彈性。傳統電力系統中用戶的需求彈性非常小,很多市場設計基于這個條件。而實時計量技術、需求側響應等能源互聯網技術將大幅提高用戶的需求彈性,這將促進相關市場體系、規則的修改。
2.3社會福利分配結構
電力既是基本的生產資料,也是基本的生活資料,電力的價格、政策常受到相關政治、社會背景的影響,電力市場改革方案需要考慮改革前的福利分配情況及改革后各市場主體福利變化。
3如何通過市場設計實現市場的目標
電力市場的終極目標中,環保、安全通常以約束的形式出現,以下主要討論效率和公平這兩個目標。
電力市場下,資源配置主要通過市場化的方式進行,電力市場改革的首要目標就是要讓市場在資源配置中起決定性的作用。同時,政府必須要發揮作用,使得市場能平穩過渡,不同市場主體的利益分配合理、公平。
3.1如何讓市場更好發揮資源配置的作用
市場機制的核心特征之一是分散決策,所有市場主體以利潤最大化為目標決策。理想情況下,市場可以促進分散決策下的總體社會福利最大化,但實現該目標要求競爭充分、信息對稱、交易成本低等前提。本文結合中國電力市場的情況分析其關鍵影響因素。
電力市場設計要考慮動態性、整體性和長期性。電力市場設計從不同角度分類包括不同的環節,宏觀方面如批發市場和零售市場、物理市場和金融市場、遠期市場和現貨市場、能量市場和輸配電服務市場等,微觀方面如發電充裕度機制和市場力監控機制、輸配電定價機制與阻塞管理機制等。不同環節之間會互相影響,相關機制設計時必須統籌考慮。同時,電力市場是一個動態的市場,市場主體策略會受到市場設計的影響,二者之間具有博弈性,電力市場具體機制的設計、市場均衡分析應考慮不同市場機制對市場主體激勵的不同。另外,電力市場設計中還應統籌考慮長期目標和短期目標,避免造成短期目標和長期目標的不一致。