基于电力市场的四协作推广策略研究

基于电力市场的四协作推广策略研究

绿色电力在风电富地区的推广近年来，清洁能源的发展迅速，“消纳”已成为能源转型和发展的主要瓶颈。由于需求不足等原因，“消费”已成为能源转化和发展的主要瓶颈。2017年，全国弃风弃光电量分别达419亿kWh和73亿kWh，弃风弃光率分别为12%和6%。同年张家口地区创建“政府+电网+发电企业+用户侧”的“四方协作机制”，是全国首个将可再生能源电力纳入电力市场直接交易的成功范例，实现了绿色电力在多方共赢情况下的有效消纳。在风电富裕地区进一步推广张家口“四方协作机制”、推动电能替代的发展是当前降低弃风率的一个有效途径。“四方协作机制”即由政府牵头，与电网公司合作建立可再生能源电力市场化交易平台，风电企业将最低保障收购小时数之外的发电量通过挂牌和竞价方式在平台开展交易，通过市场化交易，将清洁电力直接销售给电供暖用户；同时，通过风电企业让利和降低输配电价政策，使电供暖成本与燃煤集中供热基本持平，促进可再生能源多元化应用，提高就地消纳比例。“四方协作机制”建立以来，可再生能源市场化交易机制运行良好，已成功组织完成2017～2018年供暖季的清洁供暖的交易工作，累计交易电量1.4亿kWh，覆盖电供暖用户138家、供暖面积139万m传统上“以电代煤”的电采暖模式存在经济性问题，即电采暖的成本远高于煤采暖，推广电采暖存在多方面的问题。曹德光等以张家口崇礼区为例，构造了电采暖改造项目的技术经济评价模型，并设计了多种典型的政策情境，从经济性角度分析各情境下的政策组合可行性，然后从政策设计角度提出了“四方协作机制”的推广策略。1该项目的内部设计1.1范区建设部分部分张家口崇礼区是零碳冬奥专区，也是可再生能源示范区建设的重要部分。目前，该地区采用大型燃煤锅炉进行集中供热，建有2处集中燃煤锅炉热源厂，分别为A热源厂和B热源厂，总供热面积为204万m1.2系统设计方案(1）技术方案。在对张家口崇礼区的集中供暖技术方案的改造设计时遵循了4个方面的基本原则：一是保证冬季供暖质量的同时最大限度地使用低谷时段电力，充分消纳富裕的绿色电力；二是在供暖安全可靠的前提下，尽可能使用先进的工艺（热力系统）技术方案；三是以生产可靠为前提，采用可靠、成熟的工艺和装备；四是严格执行国家和地方政府对安全、环保、消防、劳动等方面的相关规定和标准。在这些原则的基础上，电锅炉的设备选型为电极式水蓄热式锅炉，替代现有燃煤热水锅炉。电极式水蓄热式锅炉的工作参数包括：低谷时段，高压电极锅炉最高出水温度120℃，最高工作压力0.6MPa；蓄热罐采用常压水蓄热罐，最高蓄热温度为95℃，最低回水温度为65℃；电锅炉仅在夜晚8h谷电时段内运行，同时进行供热和蓄热，在其余时段，电锅炉停止运行，系统通过储存的热量进行供热。电气方案设计方面，采用双回110kV架空外电源配套至热源厂母线架构，采用单母线分段方案，接入厂区内110/10kV户外主变压器。站内进行相关电气设计，包括主变压器、电气主接线、厂用电接线、防雷与接地、照明与检修、电缆敷设、电气保护控制测量等。本方案不含双回110kV架空线路建设内容。(2）环境参数。在电锅炉的改造技术方案中，需要考虑外部的环境影响和现有的管网设计规定。在环境参数方面，年供暖天数151d，采暖期室外计算温度为-13.6℃，室外平均温度-3.9℃，室内设计温度18℃。在管网设计方面，根据《城镇供热管网设计规范》（CJJ34—2010）规定，采取节能措施的住宅供热设计热指标为40～45W/m(3）成本参数。新建锅炉房厂区的土地性质为村集体所有，由区政府协调使用事项。既有燃煤热水锅炉拆除费、新征地的拆迁补偿费用、外电源系统建设费用不含在本项目之内。在改造方案中，主要的成本包括税费、折旧费、摊销费、财务费、其他费用。具体计算依据、方法、金额如表1所示。本项目的税费主要包括所得税和增值税。所得税税率为25%，享受企业所得税“三免三减半”优惠，即根据财政部和国家税务总局财税[2014]55号《关于公共基础设施项目享受企业所得税优惠政策问题的补充通知》，投产前3年免征企业所得税，第4至6年减半征收企业所得税。根据国家税务总局和财务部联合发布的《关于供热企业增值税、房产税、城镇土地使用税优惠政策的通知》（财税[2016]94号），供热企业向居民个人供热而取得的采暖费收入免征增值税。本项目财务费用主要是利息支出，贷款还款方式采用等额还本利息照付方式，贷款期为15年，其中宽限期为12个月，贷款利率按照中国人民银行最新发布的金融机构贷款基准利率4.9%计算。修理费是指企业对电采暖项目固定资产进行必要的修理保障其正常运转和使用所产生的费用。本项目修理费根据电锅炉运行条件和其检修计划，同时综合考虑固定资产的运行磨损状态。采用预提法计算，修理费费率取值1.5%，投产率100%。2标准场景下的绿色供暖方案的经济分析2.1项目投资估算该电采暖项目的投资成本包括投资成本和经营成本。投资范围包括热力及控制系统、蓄热罐和厂房建设、供暖一级管网、给排水、电气及厂内其他附属设施等。为简化研究内容，本次测算不包含二级热力管网、土地征用、110kV电源配套建设和原有燃煤热源厂拆除费用等，即其他属于市政公用部分的建设内容。经估算本项目的总投资为25314.35万元，具体如表2所示。总成本费用主要包括电费、水费、人员工资及福利费、折旧费、摊销费、修理费、财务费用以及其他费用，每年共11920.67万元，其中电费7479万元，占比达到62.74%；经营成本8527.60万元，电费占比达到87.70%。具体如表3所示。2.2基本电价对项目投资内部转化率本项目营业收入主要为供暖收入，崇礼区总供暖面积204万m影响供热企业经济性的因素主要包括单位面积热力销售价格、供暖用电电价、经营成本（不含电费）及供热项目建设投资。分析4个指标分别上下浮动5%时对项目投资内部收益率的影响，选取电供暖电价0.15元/kWh、85%的设备补贴为基本方案，电采暖项目经济性敏感性分析结果如表4所示。可见，对比可知热价和电价对项目经济性影响较显著，是政策分析与策略的主要方面。按照河北张家口现行的电压等级为10kV的一般工商业用电双蓄电价0.2983元/kWh计算，本项目每供暖季用电电费为7479万元，即使固定资产补贴为100%时，用电电费也高于每供暖季的供暖收入5413.91万元，说明在现行的电价和热价机制下，实施电采暖不具有可行性。因此，加大政府财政补贴支持、完善电采暖电价机制是解决现阶段电采暖经济性问题的重要措施。3．可促进从清洁供暖到可持续发展为鼓励可再生能源的发展，目前国家和地方政府分别出台一系列的支持政策，典型的政策情境可以分为3类：一是传统上政府主导的政策供给情境，即政府通过主动补贴、降价等政策推动电采暖的实施；二是市场推动情境，即电力供应和电采暖需求推动下的多方合作情境；三是需求侧推动情境，即供暖公司根据电采暖的需求主动推进的情境。(1）政府主导的政策供给情境。零碳冬奥是张家口地区的重要任务，政府有责任和义务尽快推动电采暖的全面实施。张家口政府会同冀北电网公司共同出台电采暖政策，包括降低政府性基金、降低输配电价等。在没有任何政策的基准情况下，张家口现行的电压等级为10kV的一般工商业用电双蓄电价为0.2983元/kWh，峰段电价为0.5200元/kWh。设定供热企业预期收益率为8%，若要满足电采暖项目的经济性，热力销售价格需要的涨幅是87%，该价格远高于张家口现行热价，电采暖项目不具有经济可行性。若从政府角度考虑减轻电采暖的经济压力，可取消电价中的政府性基金及附加。此时，电采暖项目购电电价可降低0.026元/kWh，此时电采暖项目的理论销售热价涨幅为75%，仍不具有经济性。若政府考虑进一步降低输配电价，依据国家能源局印发的《北方地区清洁取暖规划（2017-2021）》相关规定，当输配电价按本地核定输配电价的50%收取时，电采暖购电电价可降低0.08535元/kWh，此时电采暖项目的理论销售热价涨幅为47%，项目仍不具有经济性。(2）市场推动情境。在张家口地区拥有丰富的风电和光伏资源，长期以来困扰产业发展的是“弃风限电”问题，2013年的弃风率高达16.59%，不仅严重影响了发电企业的经济效益，挫伤风电投资的积极性，也造成大量的能源浪费。同时，由于电价过高，电采暖无法大规模推广，燃煤取暖又对环境产生污染。因此，在推动电采暖方面存在供需共同推动的市场交易可能性，四方协作机制应运而生。“四方协作机制”是指由“政府+电网+发电企业+用户侧”为基础构建的长效合作机制。在此机制下，政府部门负责制定交易规则；电网公司提供输配电服务，并在低谷负荷时段降低输配电费用50%；风电企业在保障小时数之外的电量以较低的价格发电，增加发电量；符合条件的居民用户在晚上风电富裕时采用优惠的电采暖价格，不符合条件的工商业用户采用电能替代价格0.10元/kWh。按照河北省发展改革委发布的《关于加快推进“电供暖”工作的通知》（张政办[2017]44号）规定，电供暖项目可享受下网谷段电价0.15元/kWh的优惠电价政策。反算满足供热企业预期收益率8%时的居民热力销售价格涨幅为22%，虽然仍不满足投资要求，但这种机制极大地缩短了理论销售热价与现行热价的差距。(3）需求侧推动情境。鉴于清洁取暖具有一定公益性，在吸引和保证投资具有一定收益的同时，还要考虑社会承受能力。因而政策设计可考虑根据公私合营等社会公益企业基本投资收益要求，当电采暖热源项目投资财务内部收益率由税前8%降至税前5%。此时，需要的热价涨幅为81%，依然远高于当地现行热价，超出大部分用户的承受能力。由此数据可知，理论销售热价对内部收益率的敏感性不高，即使供热企业的内部收益率为0%时，也无法达到当地现行销售热价。从表5中3种典型的政策情境分析可见，单一参与方难以独立推动电采暖的实施，但市场推动情境已经具备一定实施基础。一般而言，由于电采暖改造初始投入较大，设备补贴是一种重要的降低电采暖门槛的促进方式。河北省发展改革委发布的《张家口风电供暖实施方案》（冀发改函[2017]179号）通知中明确规定将加大对电供暖企业的资金奖补力度，承诺给予电供暖公司85%的设备补贴。按照电供暖电价0.15元/kWh、85%的设备补贴，市场推动情境的静态投资回收期为6.01年，财务内部收益率达到18.25%，具有良好的经济性。因此，多种政策的综合使用将有力推动电采暖工作的开展。4整合资源，加大投入，完善清洁供暖价格长期以来，我国北方地区供暖缺少对煤燃煤、燃气、可再生能源及电能等多种能源形式供暖的统一规划，尤其在电采暖方面，利用可再生能源电力供应电锅炉供暖的支持政策不健全。通过对张家口崇礼区集中供暖项目进行各种政策情境下的经济性分析发现，如果仅传统的政策实施角度考虑，电采暖改造项目并不具有可行性，但综合利用政策、创新政策设计，能够使得电采暖实现经济可行。因而在北方地区推广电采暖的发展，需要充分利用风电资源和电网特性，各个相关方形成合力，形成有效的支持机制。(1）在电价与热价政策方面，加强热源、热网企业成本监审与价格监督，统筹考虑热源、热网和居民采暖承受能力，推动出台电采暖专项电价和专项暖价，通过全社会分摊等方式予以疏导，建立清洁取暖成本全社会分摊机制。一方面可以按照合理成本加收益的原则适时提高终端供暖价格，缓解供暖成本压力，在适当时机和可接受范围内使得居民参与电采暖成本的分摊；另一方面需要进行更深入的电力体制改革，适当减免清洁供暖用电中的政府性基金及附加费，并参考峰谷电价制度建立蓄热式电采暖弹性输配电价制度。(2）在电采暖设备补贴和基建改造方面政策方面，可参照现行北京、山西等地“煤改电”政策，加大对电采暖项目固定资产投资、运行维护、拆除燃煤锅炉等补贴力度，加大电采暖配套电网财政补贴支持；对目前供热管网未覆盖、供暖成本较高的供暖项目，加大补贴力度，引导社会主动参与投资。(3）在环保政策方面，考虑环保效益与经济效益的转换，建立规范的碳交易市场，使得实施清洁供暖得到的碳减排量所带来的经济效益能够为清洁能源的市场化交易提供可持续的动力。(4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