电力市场改革20年后:五大未曾预见的发展

作者:小能人   发布日期:2017-06-26 11:46   来源:能源与环保   

20年前,有一份很大的惊喜降临到我的身上。尽管有1983年Joskow和Schmalensee的“电力市场”和1988年Schweppe等人的“现货电价”的警醒,我还是致力于探索基于市场的电力改革,事实证明这是一段奇妙的历程!

 

起初,了解英国电力市场用了我两年的时间,我认为在这个行业中,市场没有起到过任何作用。此后,用了两年的时间了解北欧电力市场,用了三年时间研究美国PJM、加利福尼亚州、得克萨斯州和安然公司的情况,又用了两年时间了解欧盟前两个“内部市场”以及德国的相关情况。对于法国的研究,并没有让我感到困难。

 

当我用了这么多年的时间来研究,并意识到我曾经犯错而且开始得太迟以后,我准备对欧盟第三个内部市场提出建议——为什么有前两个?我们认为欧洲电力市场应该(也许)在2014/2015年开始运行,我们也知道,这是在继续实现1996年欧盟第一个内部市场指令所制定的“旧的”目标。这会是旅途的终点还是中间的小憩?

 

我们也知道未来的电力市场与1996年的欧盟市场和1998年的加利福尼亚州市场有着本质上的不同。市场仅仅是一种通过处理数据和信号来调整投资者行为的工具,它们不是不可改变:当期待不同的结果或预见不同的环境时,可以改变这些工具。

 

20年后的今天,我必须面对五大未曾预见的发展,它们并不在这个系统的外围,而恰恰处于核心位置。它们分别是发电能源结构、电网中立、市场设计、市场完整性和双燃料互补性,下面进行详细阐释。

 

第一大未曾预见的发展:发电能源结构

 

从电力改革实施以来,发电能源结构发生了很大的改变,我确信电力市场的主流正在于此。在那个时候,发电行业不同于其他任何类型的自然垄断行业, 只是在规模很小而不能重复建设的小范围市场内有垄断倾向。应该允许自由进入发电行业、自主选择发电能源、自主选择技术和电厂规模(除了自由选择厂址),以改变只能特许发电的情况。但是这种方式在今天受到了严重质疑,固定电价制确立了可再生能源发电在公共领域的位置,可再生能源优先调度权减少了其他发电机组的市场份额和改变了电价趋势,从而形成了两类发电机组。一方面,新能源发电机组由于固定电价制和优先调度权而不必承担大的容量、电量和价格风险;另一方面,“旧”的机组承担了更大的风险和不确定性。事实上,这一点对于欧洲来说,要比正在进行页岩气革命的美国更重要,美国发电领域的变革类似于20世纪90年代英国的基于市场化的煤炭发电和天然气发电。在日本福岛核事故发生前,处于 “复兴”时期的核电正努力寻找进入市场的机会,而如今仅仅是低碳电源的一个选项,以“上下限价格”政策将市场风险转移给消费者和公共部门。

 

第二大未曾预见的发展:电网中立

 

电网中立的想法是第二大未曾预见的发展,虽然有争议,但是它实际上是重要的出发点。

 

我认为电网是保留电力行业垄断遗骸的“侏罗纪公园”。电网垄断将变为:首先,电网运营与市场运营相分离;其次,对各种发电能源无歧视开放;第三,成本以上网发电容量为基础。这样“不做或不行动”的结果就是最大限度地降低电网成本,以RPI-X确定电网价格,来看看我们正处于哪个阶段。

 

输配电网是整个行业向新的商业模式转变的核心。首先,必须大量开发新能源,无论是可再生资源还是页岩气,这些新能源必须接入电网。此外,新能源的经济特征会有所不同,比如投资和建设期不同、负荷跟踪特性不同、爬坡率和调度特性不同,电网的发展和运营需要适应这些新用户和新的传输服务。如果这种转型必须通过电网投资和电网运营才能实现,那么输配电价的定价机制将会改变,新的输配电价必须与新的“系统需求”相适应,也要考虑系统范围内电网定价的一致性——不是在一个控制区内而是在所有的控制区。电力系统中的地理和技术变化促进了在欧洲大陆范围内相协调的输配电价设计,此外,需要更多的互动环节来协调需求响应、分布式发电间歇性成本或爬坡成本和温室气体排放。另外,输电和配电在某种程度上都应该成为更加智能的平台,从而进行更深的市场互动。政府应该对电网企业接纳更多的新能源和开展创新示范(如离岸电网)给予奖励。总有一天电网平均运营成本会随着投资成本的增加而增加,过去的低成本、邮票法定价和与发电能源结构无关的输电网可能会逐渐消失。

 

第三大未曾预见的发展:市场设计

 

很显然,“市场设计”是五大未曾预见的发展之一,它也是最早出现的一个。我记得Bill Hogan曾总结,十年的改革经验表明,由于电力市场结构不完整,市场参与者不能自行设计电力市场。我认为,市场参与者可以在市场关闭前轻松地交易价格和数量,但他们无法在事前准确地同步交易所需的传输能力和备用。为解决这些特殊问题,需要一系列步骤来进行批发交易,这些步骤模拟了教科书式市场的简单报价和需求安排。电力市场实际上是 “一系列市场”,从预发电计划到日前再到实时平衡,并分配输电容量和管理输电阻塞。

 

完善电力市场意味着要在教科书模式上补充中央协调、部分第三方干预和市场中介。如果想让电力成为更易于签订合同和交易的同质商品,就必须处理好实际物理流和名义交易合同之间的偏差。20年后的今天,电力市场中的“第三方”协调的本质和合理数量仍在讨论之中。在如何设计补充或辅助条约方面、在自由交易方面都有很多争议,幸运的是,这些分歧可能都是合理的。

 

我并没有真正地预测市场交易和市场的相互作用在多大程度上取决于决策者批准的市场安排。即使近十年我忽略了英国电力库和新电力交易规则、北欧市场、PJM市场、加利福尼亚州市场、得克萨斯州潮流输电权、德国竞争电力交易等电力批发交易市场,我仍然在研究如何在现有电力控制区内将市场连接起来。是否应该将现有市场整合在一个统一的节点框架内?或者只用一个明确或隐含的输电容量拍卖机制?或者只在日前范围内?它应该是“基于潮流的”还是预定的“净传输容量”?是否应该整合日内市场?以一系列固定价格窗口或者连续的交易?是否应该将平衡的范围扩展到相邻的市场?是建立系统运营商各自平衡的“松散”电力库,还是相对“紧密”的跨区平衡系统?但是所有这些并没有告诉我们是否要(或者如何)重新设计一个基于理性算法的继承过去成果的新的市场。

 

第四大未曾预见的发展:市场完整性

 

如何保护市场完整性是第四大未曾预见的发展,我最初的信条是一个“足够好”的发电结构是市场竞争的必要前提条件,为什么要建立一个在结构上不可能引入竞争的市场?在20世纪90年代的英国和如今的法国这都是一个关键的问题。达成的“共识”是一个神奇的数字:市场中有五个及以上的竞争者,且每个竞争者的市场份额小于或等于20%,这也是赫芬达尔-赫希曼指数(HHI)和SCP理论即“结构-行为-绩效”理论中的常识。加利福尼亚州危机中,联邦能源监管委员会(FERC)一味坚持其对于HHI的偏见让人们看到了难以接受的缺陷。F.Wolak等人表明,应用更准确的市场力定义和更先进的计量经济学模型的“新产业经济学”能够识别市场力是如何在电力市场中行使的。

 

然而,在市场操纵方面还是有很多问题。首先,如何处理安然公司和其他公司在金融市场上的欺诈行为,如何阻止他们从内部破坏市场?如果不能保证电力市场的事前透明度和完整性,那么怎么能依靠这些市场来连接物理(如机组组合、调度、输电分摊和阻塞管理)和金融交易(如价格套利、投资组合、风险管理、金融输电权等)?如今我们仍然是在“火灾报警”监控策略方面更有经验,即对现有市场行为的事后分析,而在“警察巡逻”策略方面经验很少,即如何在事前预防操纵或犯罪。事前和事后策略的一个明显联系是如何构想定义和收集数据,如何建立数据库体系结构和语言,如何筛选工具,如何建立市场模型和开发软件。另外,我们对于“单一市场”的监控更有经验,但是否充分实现了跨境和跨市场监控?另一个关键问题是如何管理市场监控、市场调查和市场定位之间的循环,我们是否真的知道如何准确地修复那些细节上的缺陷?

 

第五大未曾预见的发展:双燃料互补性

 

对于第五大未曾预见的发展,还有很多候选对象,我选择的是天然气和电力市场的协同设计。双燃料概念的使用已经超过十年,用以定义一种特定的市场策略,即供应者向消费者同时提供天然气和电力。我很清楚“双燃料竞争”开始于英国,当时双燃料市场尚未达到均衡状态,天然气和电力公司开始相互融合。

 

我一直认为天然气和电力是不同的能源,就像天然气和石油一样,它们只是在定价上有一定的关联性。如今,随着天然气发电越来越多,它们越来越成为互补商品。每天每时都要决定是在市场上销售天然气,还是将天然气用来发电,这增加了天然气和电力在短期市场和跨区市场上的关联性和互补性。我没有过多关注这两个相关的批发市场的复杂性,如果燃气蒸汽联合循环机组(CCGT)不带基荷,而是对间歇性电力系统提供灵活的辅助服务,又如何适应天然气系统?如何相应增加燃料的运行灵活性?在美国较为刚性的长期输气合同下,CCGT可能愿意签订可中断输气合同以保证一定的灵活性,但是不断增加的CCGT总会超出美国天然气系统灵活性方面的限制。在欧盟,CCGT越来越多地用于平衡可再生能源间歇性带来的每日每时的电量波动,这些机组给系统提供了更多的灵活性,尖峰时刻也能及时响应。 在这种情况下,如何调整整个天然气系统为CCGT提供灵活性?如何得到非常灵活的供气合同、输气合同和适当的机制来管理不可预见(从而带来不平衡)的日内和实时情况?当天然气也是主要燃料从而也是主要的物理和经济约束时,如何在跨境的不同市场安排天然气和电力的生产和运输以实现电力平衡?

 

第六选项?

 

其他未曾预见的发展也可能取代前述五项,包括零售市场的演变。Little-child不断提醒我们“零售市场”难以预见,在1989年英国“电力白皮书”引起行业巨变时就可以看出端倪。还有人会认为另一个选项是在电网和发电投资之间的循环方面实施激励性的管制以改善这方面的绩效。许多人认为目前的RPI-X和基于绩效的管制在计划、数量、技术和选址等方面没有充分协调可再生能源发电所带来的输电容量需求,他们认为,电网投资和发电投资这两个过程并不充分符合现有的“激励性管制方案”。有人认为电网投资只需要“跟随”发电商和供应商的决定;就像“开放的季节”计划中天然气的做法。然而,电力投资是不同的,CCGT电厂、风电场和光伏电站的投资期比电网投资期短好几倍。鸡和蛋不能简单地画等号。

 

还有人会认为另一个选项应该是全新的、重新定义的方案和概念,以提供更灵活更可靠的能源服务,更强的激励低碳发电投资的信号。他们认为典型的电力库和电力交易中心不再是能够促进电力系统发展的关键市场。

 

我相信大家对上述清单都有自己的倾向,对我而言,可以明确的是在电力工业中应用“市场制度结构”(R.Coase)是可行的,但是要求很高。只有很少的途径能让市场趋于完美,不完美的市场解决其自身缺陷的过程更具创造性、更紧张和更惊喜。不管上述哪种不可预见的发展,传达的主要信息都是,不完美的市场不能完美地处理一切。在实践中,我们只选择一组有限的问题,试图找到所有可行的解决方法,Williamson称此为“可补救准则”。应该承认,尽管初始设计在我们的脑海里是合理的,但它们无法解决所有问题,不能忽视的是有限的理性及无限的市场错误和发现错误的过程。

 

无论在电力市场的开始,还是在这一天的结束,都无法设计出一个完美的、滴水不漏的市场,总是有很多未解决的问题。然而,如果仔细选择应该略去哪些问题,不可预见的问题就会较少。

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