歐洲是全球新能源發(fā)展最早、新能源消納比例較高的地區(qū)。其中德國是全球新能源發(fā)展的引領(lǐng)者,先后修訂出臺(tái)6部可再生能源法;丹麥新能源占電力消費(fèi)比重達(dá)53.2%,為全球最高;2010年,西班牙電網(wǎng)風(fēng)電瞬時(shí)出力占比達(dá)到54%,引發(fā)熱議;2016年,葡萄牙實(shí)現(xiàn)連續(xù)107小時(shí)100%可再生能源供應(yīng),再次引發(fā)熱議;英國的差價(jià)合約政策引起廣泛關(guān)注。歐洲的新能源發(fā)展的政策機(jī)制是實(shí)現(xiàn)新能源快速發(fā)展的關(guān)鍵。
目前,國際上主流的新能源政策機(jī)制主要可分為兩大類:一是以歐洲為代表的以電價(jià)補(bǔ)貼為主的政策機(jī)制,其特點(diǎn)是以新能源開發(fā)激勵(lì)為著力點(diǎn),輔以容量電價(jià)、負(fù)電價(jià)政策;二是以美國為代表的以配額制為主的政策機(jī)制,其特點(diǎn)是以強(qiáng)制新能源利用配額為著力點(diǎn),輔以開發(fā)側(cè)的財(cái)政和融資政策,包括技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入、稅收減免和融資支持政策等。對于同一主體,兩類激勵(lì)政策一般不混用。
新能源消納的協(xié)同政策機(jī)制
歐洲典型國家促進(jìn)新能源消納的政策機(jī)制主要有四個(gè)方面的特點(diǎn)。
首先,不斷完善價(jià)格補(bǔ)貼機(jī)制,發(fā)揮新能源低邊際成本競爭優(yōu)勢,提高新能源消納能力。
在發(fā)展初期,由于新能源成本高,直接參與電力市場沒有價(jià)格競爭優(yōu)勢,歐洲許多國家主要采用固定電價(jià)機(jī)制(簡稱FIT),新能源不直接參與市場交易,由配電網(wǎng)運(yùn)營商以固定電價(jià)收購,由輸電網(wǎng)運(yùn)營商統(tǒng)一納入現(xiàn)貨市場。
隨著新能源開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大,固定電價(jià)機(jī)制也帶來了政府新能源發(fā)電補(bǔ)貼負(fù)擔(dān)過重和居民電價(jià)大幅上漲等諸多問題。2005年以后,歐洲各國先后調(diào)整電價(jià)補(bǔ)貼政策,鼓勵(lì)新能源參與電力市場。
目前歐洲主流的新能源電價(jià)補(bǔ)貼方式分為兩類:一是以德國、西班牙、丹麥等為代表的固定(溢價(jià))補(bǔ)貼(簡稱FIP),二是以英國為代表的差價(jià)合約(簡稱CFD)。差價(jià)合約與溢價(jià)補(bǔ)貼相同之處在于都鼓勵(lì)新能源發(fā)電直接參與電力市場,利用新能源低邊際成本的價(jià)格競爭優(yōu)勢,提高新能源消納能力;不同之處是差價(jià)合約機(jī)制給予新能源發(fā)電固定合約電價(jià),溢價(jià)補(bǔ)貼機(jī)制給予新能源固定補(bǔ)貼電價(jià)。
德國2012年全面引入溢價(jià)補(bǔ)貼機(jī)制。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是,新能源按照電力市場規(guī)則與其他電源無差別競價(jià)上網(wǎng),同時(shí)承擔(dān)類似于常規(guī)電源的電力系統(tǒng)平衡義務(wù),同時(shí),政府為上網(wǎng)新能源提供溢價(jià)補(bǔ)貼,新能源上網(wǎng)電價(jià)水平為“溢價(jià)補(bǔ)貼+電力市場價(jià)格”。這種機(jī)制的設(shè)計(jì),一方面有利于新能源利用其低邊際成本的價(jià)格優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)優(yōu)先消納;另一方面,由于電力市場零電價(jià)和負(fù)電價(jià)的引入,電力市場供需平衡信息能夠及時(shí)傳導(dǎo),也避免了新能源的過度投資。
英國從2017年起開始實(shí)施差價(jià)合約機(jī)制。其核心是新能源按照電力市場規(guī)則進(jìn)入電力市場,國有結(jié)算公司與新能源發(fā)電企業(yè)按合同價(jià)格簽訂長期合同(該合同價(jià)格由招標(biāo)確定且必須低于政府指導(dǎo)價(jià))。在交易過程中,如果市場平均電價(jià)低于合同價(jià),則向發(fā)電企業(yè)予以補(bǔ)貼至合同價(jià);反之須返還高出部分。差價(jià)合約機(jī)制采用招標(biāo)確定合同電價(jià)的方式,通過合約既保證新能源企業(yè)的合理收益,又避免了對新能源的過度激勵(lì)。
其次,多級(jí)市場協(xié)調(diào)配合,促進(jìn)新能源消納。
歐洲電力市場相對成熟,盡管不同國家電力市場不完全相同,但都采用了中長期交易、日前市場、日內(nèi)市場、平衡市場等多級(jí)市場相結(jié)合的市場機(jī)制,促進(jìn)新能源消納。中長期交易為新能源預(yù)留消納空間;日前市場競價(jià)充分發(fā)揮新能源邊際成本低的優(yōu)勢;日內(nèi)市場和平衡市場協(xié)調(diào)配合,共同處理新能源波動(dòng)性出力特性引起的系統(tǒng)不平衡電量。
如英國,新能源消納以中長期雙邊交易為主(簡稱OTC),目前OTC約占交易電量的85%。日前市場和日內(nèi)市場是短期集中交易市場,主要由EPEX(原APX)和N2EX兩家電力交易所分別進(jìn)行組織,市場成員自愿參與,EPEX還建立了日內(nèi)現(xiàn)貨市場。平衡市場由英國國家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)組織,用市場化手段處理合同電量和實(shí)際電量之間的偏差電量,2015年平衡市場電量約占總電量的6%。此外,為應(yīng)對近年來新能源快速發(fā)展、煤電退役等帶來的供電安全問題,鼓勵(lì)現(xiàn)有煤電、氣電等轉(zhuǎn)為備用電源,2013年英國提出在電量市場外設(shè)立容量市場。
不同于英國,丹麥參與北歐現(xiàn)貨市場。日前市場、日內(nèi)市場均在北歐電力交易所開展,跨國交易頻繁,新能源在日前、日內(nèi)市場交易電量占比較高;中長期多為金融合約,用于市場風(fēng)險(xiǎn)對沖,由金融機(jī)構(gòu)組織,與系統(tǒng)運(yùn)行無關(guān);基于北歐四國運(yùn)行信息系統(tǒng),北歐四國平衡資源可跨國調(diào)用,丹麥電網(wǎng)公司根據(jù)系統(tǒng)不平衡量,調(diào)用平衡資源,保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡。
再次,適應(yīng)新能源出力特性,在現(xiàn)貨市場引入日內(nèi)短期交易新產(chǎn)品,提高新能源消納能力。
為有效促進(jìn)新能源參與電力市場,德國對電力市場機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)。例如,為了滿足新能源接入后市場對超短期交易的需求,2011年德國引入一種新的日內(nèi)交易產(chǎn)品,即15分鐘日內(nèi)產(chǎn)品交易,采用連續(xù)競價(jià)交易的模式,保證了有意愿的交易雙方能夠第一時(shí)間達(dá)成交易。15分鐘產(chǎn)品交易有別于此前的小時(shí)級(jí)日內(nèi)產(chǎn)品交易模式,其時(shí)限更短且交易更為靈活,很好地適應(yīng)了高比例新能源、大出力時(shí)對交易時(shí)限和交易靈活度的新要求,提高了新能源的消納水平。
最后,在統(tǒng)一的電力市場中,通過多個(gè)國家的日前市場聯(lián)合出清,擴(kuò)大資源優(yōu)化配置范圍,促進(jìn)新能源在更大范圍消納。
歐洲大陸已形成國與國之間聯(lián)系緊密的統(tǒng)一同步電網(wǎng),在此基礎(chǔ)上,歐盟加快推進(jìn)歐洲統(tǒng)一電力市場建設(shè),促進(jìn)各國電力市場融合。目前,歐洲13家輸電系統(tǒng)運(yùn)營商覆蓋了15個(gè)國家,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)日前市場聯(lián)合出清,有力促進(jìn)了新能源的消納。
如葡萄牙電網(wǎng),通過6回400千伏、3回220千伏線路與西班牙電網(wǎng)相聯(lián);依托與西班牙的互聯(lián)電網(wǎng),以及與西班牙共同構(gòu)建的伊比利亞電力市場,在2016年5月7日5時(shí)至11日19時(shí)(共計(jì)107小時(shí)),實(shí)現(xiàn)了可再生能源(風(fēng)、光、水、生物質(zhì))總發(fā)電量超過電網(wǎng)負(fù)荷的總用電量。
又如丹麥電網(wǎng),通過400千伏和132/150千伏輸電線路與挪威、瑞典、德國的相連,輸電能力達(dá)到電網(wǎng)最大負(fù)荷的1.02倍,依靠北歐電力市場,實(shí)現(xiàn)了新能源高比例消納。
歐洲新能源消納啟示及建議
新能源消納機(jī)制的設(shè)計(jì)應(yīng)該涵蓋新能源的開發(fā)至利用的閉環(huán)過程;根據(jù)新能源技術(shù)進(jìn)步和成本下降的節(jié)奏,不斷調(diào)整新能源激勵(lì)政策,才能實(shí)現(xiàn)新能源的開發(fā)和利用的協(xié)同,實(shí)現(xiàn)高效利用,從而避免過度投資。
從歐洲新能源的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看,一方面,歐洲各國建立了以上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼為主的政策機(jī)制,并建立了成熟的電力市場,通過在電力市場引入負(fù)電價(jià)政策,避免了過度投資;另一方面,在上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼政策機(jī)制框架下,不斷調(diào)整具體電價(jià)政策,實(shí)現(xiàn)了新能源開發(fā)的利用協(xié)同。如德國,2000年以來,6次修訂了可再生能源法(簡稱EEG),根據(jù)光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)步和成本下降的情況以及光伏的開發(fā)規(guī)模,適時(shí)調(diào)整電價(jià)政策,促進(jìn)光伏發(fā)電的有序開發(fā),充分利用。
我國借鑒歐洲的經(jīng)驗(yàn),建立以固定上網(wǎng)電價(jià)政策為核心的新能源政策機(jī)制,該政策機(jī)制有效促進(jìn)了我國新能源的開發(fā),使我國成為全球風(fēng)電、光伏裝機(jī)第一大國。但與此同時(shí),我國局部地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重棄風(fēng)棄光問題,新能源開發(fā)與利用矛盾突出,局部地區(qū)新能源過度投資問題突出。
對于我國而言,應(yīng)進(jìn)一步完善新能源政策機(jī)制,一是完善固定上網(wǎng)電價(jià)政策,適時(shí)引入固定補(bǔ)貼政策;同時(shí)根據(jù)新能源技術(shù)進(jìn)步和成本下降的節(jié)奏,調(diào)整補(bǔ)貼電價(jià);二是在我國電力市場建設(shè)的過渡期,出臺(tái)應(yīng)急政策,遏制部分地區(qū)的過度投資。
從歐洲新能源消納的實(shí)踐來看,加快推進(jìn)歐洲統(tǒng)一電力市場,實(shí)現(xiàn)各國平衡資源、備用資源共享,實(shí)現(xiàn)新能源在更大范圍消納,是丹麥、葡萄牙等國實(shí)現(xiàn)新能源高比例消納的重要保障。
我國新能源開發(fā)布局與負(fù)荷分布不匹配。截至2016年年底,“三北”地區(qū)風(fēng)電、光伏發(fā)電約占全國的70%,負(fù)荷僅占全國的38%。與此同時(shí),我國電力長期以來按省域平衡,缺乏跨省跨區(qū)消納政策和電價(jià)機(jī)制,新能源跨省跨區(qū)消納存在省間壁壘。特別是西北地區(qū)新能源跨省跨區(qū)消納困難,棄風(fēng)、棄光問題突出。
鑒于此,一要加快推動(dòng)全國統(tǒng)一電力市場建設(shè),建立能源跨區(qū)跨省消納的交易機(jī)制和電價(jià)政策,在更大范圍消納新能源;二要建立新能源跨省區(qū)電力交易的利益共享機(jī)制,推動(dòng)新能源與常規(guī)電源的合同電量轉(zhuǎn)讓交易(含發(fā)電權(quán)交易),以及新能源與大用戶的直接交易,促進(jìn)新能源跨區(qū)跨省消納。
加快推進(jìn)我國電力市場建立,在電力市場設(shè)計(jì)中注重多級(jí)市場協(xié)調(diào)配合促進(jìn)新能源消納,近期應(yīng)重點(diǎn)加快新能源現(xiàn)貨市場建設(shè)。
從歐洲適應(yīng)新能源發(fā)展的電力市場建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)來看,一是隨著新能源規(guī)模的擴(kuò)大,各國都選擇了新能源無差別進(jìn)入電力市場,將新能源的電價(jià)補(bǔ)貼與新能源在電力市場的電源行為區(qū)別開來。二是各國電力市場并不完全相同,適合的才是最好的。如丹麥和英國,丹麥參與北歐電力市場,可共享北歐四國平衡資源,沒有容量市場,新能源主要在現(xiàn)貨市場交易;英國建立容量市場,通過差價(jià)合約,新能源主要在中長期市場交易。
新能源進(jìn)入電力市場是大勢所趨,在我國電力市場建設(shè)初期也應(yīng)將新能源納入電力市場,將新能源的電價(jià)補(bǔ)貼和新能源作為電源在電力市場的行為分離,價(jià)補(bǔ)分離,更有利于新能源的發(fā)展。
新能源的優(yōu)先消納應(yīng)依托新能源低邊際成本的優(yōu)勢,而不是行政干預(yù)。同時(shí),應(yīng)根據(jù)我國的特點(diǎn)構(gòu)建適應(yīng)新能源發(fā)展的電力市場。國外先有電力市場,后有新能源,我國則是先有新能源,后建設(shè)電力市場。我國新能源已具備相當(dāng)規(guī)模,電力市場的建設(shè)卻剛剛起步,因此,我國電力市場的設(shè)計(jì)從開始就應(yīng)該考慮高比例新能源的特點(diǎn)和能源轉(zhuǎn)型的要求,以中長期合同與現(xiàn)貨市場相結(jié)合的方式推進(jìn)新能源消納。此外,還應(yīng)加快現(xiàn)貨市場建設(shè)。新能源低邊際成本的優(yōu)勢在現(xiàn)貨市場表現(xiàn)最為充分,近期可加快新能源跨省區(qū)現(xiàn)貨交易市場建設(shè),緩解棄風(fēng)、棄光矛盾。