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统一全国电力市场是大势所趋

近日,《中共中央国务院关于加快建设全国统一大市场的意见》发布,其中明确提出了建立健全统一的能源市场,统一全国电力市场是其中的核心内容。2021年3月,中央财经领导小组第九次会议明确提出将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设总体布局,构建以新能源为主体的新型电力系统。“十四五”期间,我国能源绿色低碳转型步伐加快,新能源将进一步大规模发展,能源结构和电力供需形势将发生深刻变化,对构建全国统一电力市场的需求更加迫切。本文首先介绍了以统一电力市场服务电力系统低碳转型的国际趋势、然后从可再生能源与火电的不同特征出发分析了基于高渗透率可再生能源的新型电力系统对统一电力市场的迫切要求,最后指出了统一市场对于推动新型电力系统机制和技术创新的重要意义。

一、构建更大范围的电力市场是电力市场化改革的趋势

当前,我国碳减排任务艰巨。发展构建新型电力系统,夯实新能源产业发展基础,既是降低能源生产端碳排放的根本举措,也是推动电力系统转型的内在要求。能源是关系国家安全的战略性资源,但也是适用于市场配置的商品,可以由市场最大限度地发挥配置资源的决定性作用。电力是各类能源中最适合大范围配置的能源。国际电力市场改革的经验表明,更大范围的市场化有助于降低成本。

近几年,越来越多的国家都就统一电力市场达成了共识,美国、欧洲以及世界上诸多地区增强了电力市场和系统运营一体化程度,其理念是将地理分布分散的市场、电网公司以及输电系统运行商关联起来。以欧洲为例,自2006年以来,为适应欧洲能源电力系统的低碳发展趋势,欧洲开始逐步形成统一的电力市场,并且其在促进发展新能源消纳和能源低碳转型方面发挥了显著的作用。从实践经验来看,提高跨地理区域的电力市场和系统运营的一体化程度,能够带来巨大效益。有研究表明,到2030年欧盟电力市场一体化所带来的效益在每年125亿至400亿欧元之间。

当在更大的区域(例如欧盟各国间)进行系统运营时,运营的风险是集中的:运行备用的需求,是由跨区域电力市场的情况决定 ,而不是每个子市场运行备用需求的简单加总。此外, 由高需求或是低供给引起的电力紧张,通常从一个的国家的电网与另一个国家的电网之间的相关性非常弱。因此,从宏观层面而言,更大区域的电力市场,稳定性和抗风险能力更高。结合我国的国情,借鉴欧洲电力市场一体化的经验,推动构建全国统一的电力市场十分必要。

二、建设新型电力系统对电力市场提出了更高的要求

新型电力系统的根本是通过提高风电、太阳能发电的占比来降低电力系统的碳排放水平。然而,随着风电、太阳能发电等可再生能源发电渗透率的提高,发电端的特征发生了根本性的变化:从成本构成来看,可再生能源发电的运营发电成本显著低于火电,可再生能源发电的边际发电成本几乎为零;从可靠性和不确定性来看,可再生能源发电的可靠性显著低于火电和不确定性显著高于火电。

可再生能源发电运营发电成本低,同时其年利用率较低,减少弃电对改善可再生能源发电项目的经济性至关重要。我国的风电、太阳能发电布局与电力消费负荷呈现逆向分布,这一形式客观上形成了巨大的跨省跨区消纳可再生能源的需求。

为了适应高比例可再生能源接入电力系统的要求,减小不确定性和波动性增加对电力系统的冲击,电力系统需要增加提供可靠性和灵活性服务的供应。发挥电力系统规模效应可以降低提供这些服务的成本。通过构建全国统一的电力市场可以从更大范围内跨区和跨省共享可靠性服务和灵活性服务。

储能和氢能是新型电力系统的重要组成部分,然而储能和氢能的主要作用在于可以扩大促进可再生能源的消纳。建设全国统一电力市场有助于让储能、氢能在更大范围内以较低的价格充电或者用电,同样更大的范围也有助于以较高的电价卖电。因此,全国统一电力市场是提高储能、氢能项目经济性的重要制度基础,也给投资人更为稳定的收益预期吸引投资者加入储能和氢能产业。

三、全国统一电力市场有助于机制和技术创新

(一)从发电侧来看,有助于可再生能源拓宽消纳边界

全国统一电力市场是我国实现能源资源全国优化配置的重要平台,相比较省间市场可以发挥更大的作用。我国80%以上的煤炭、水能、风能和太阳能资源分布在西部和北部地区,70%以上的电力消费集中在东中部地区,能源基地距离负荷中心1000-3000公里。资源与需求明显逆向分布,客观上需要在全国范围内自西向东、自北向南大规模、远距离调配能源。建设全国统一电力市场意味着,在相同成本约束条件下,我们可以接纳更多的新能源。

(二)从用电侧来看,有助于扩大绿电交易规模

随着碳达峰碳中和要求影响的不断深入,全社会将从过去“要我减排”转变为“我要减排”的自觉减排意识。目前,绿电消费仍处于发展的初期,消费绿电需要部分具有先进观念和经济承受能力的消费者先消费,进而引导其他消费者参与绿电消费。形成全国统一的电力市场,建立以新能源为主的新型电力系统,可以实现绿电送往更大范围,与更多偏好绿电消费的用户见面,提高绿电的交易规模。

(三)全国统一的电力市场,将创造更大的技术创新需求

建设新型电力系统对创新的储能、调节电源以及数字化调度等方面,都提出了新的技术创新需求。未来,为适应统一电力市场形成的价格,储能及其他支撑新型电力系统,都将积极开展相应的技术创新,以满足巨大的市场需求。

(四)全国统一的电力市场,有助于低成本的电力能源转型

目前,在光伏发电项目方面,我国各省市已经开始要求配备一定容量的储能。当前电池储能的成本相对较高,势必造成光伏发电项目经济性下降,影响其更大规模的应用。构建全国统一电力实现有助于完善支撑技术与辅助服务市场,从电力系统全局满足调节时的灵活性,提高电力能源的利用效率,降低新能源配备储能的要求,而不用采用行政命令一刀切,要求各个项目均配备储能单元。未来随着煤电退役规模逐步增加,风电、光伏等可再生能源发电转变为主力电源,在新能源发展的规模效应和辅助服务技术经济性提升的双重因素影响下,电力能源转型的成本可以进一步降低。