南方电力市场西电东送双边交易模式及电价形成机制研究

南方电力市场西电东送双边交易模式及电价形成机制研究

0区域内西电东送特点南方电网是中国典型的东输电网，南方电气市场是中国典型的东输电网[1、2、3、4、5、6、7、8、9、10]。这是由南方5省(区)经济发展状况和能源资源状况的特点决定的:1)东西部省(区)经济发展极不平衡,上网电价、销售电价水平差异较大。南方电网东部广东省经济较发达,电价承受能力较强,而西部云南、贵州等地经济欠发达,电价承受能力较弱,东西部的电价差异在1倍以上。2)东西部省(区)能源资源及用电负荷分布极不均衡。西部有丰富的水、火电资源,但用电负荷较小;东部缺乏能源资源,但用电负荷量大且增长快,网内水火电互补及错峰效益好。东部有市场优势,西部有资源优势,能源分布和能源消费地区间的不平衡,决定了南方电网区域内西电东送的必然性。多年的实践结果表明,南方电网大力推进国家西部大开发、西电东送战略,在区域内实现了资源的优化配置,是国内西电东送起步最早、规模最大、效益最好、发展后劲最强的区域电网,南方电力市场也因此取得了显著的社会效益和经济效益。本文将介绍南方电力市场西电东送双边交易模式及电价形成机制的现状,并对其进行评价,设计南方电力市场西电东送双边交易模式及电价形成机制,并在理论分析基础上,对当前买方垄断模式下、双边谈判模式下、交易平台竞价模式下和市场主导模式下的南方电力市场西电东送双边交易价格进行分析,指出南方电力市场西电东送双边交易存在的主要问题。1当前和评估南方能源市场、西方能源市场和东西能源市场的交易状况1.1南方能源市场正在西部能源公司东部的跨境业务现状1.1.1用电交易合作参与南方电力市场西电东送双边交易的市场主体分送电、输电、受电3方。其中送电方是云南、贵州的发电企业以及组织本地区电力集中外送的云南、贵州电网公司;输电方是南方电网公司超高压输电公司;受电方是广东电网公司。送电方负责组织落实电能资源,输电方负责输电通道畅通,受电方负责落实电能销售市场。多数的发电企业(天生桥一、二级电站、三峡电站、龙滩电站、鲤鱼江电厂、桥口电厂除外)是由省电网公司组织参与省间电能双边交易的。由于各省电网公司是南方电网公司的全资子公司,省间电能交易的输电方超高压输电公司是南方电网公司的分公司,所以从某种意义上讲,南方电力市场西电东送双边交易是南方电网公司的内部运作,即子公司之间进行谈判交易,分公司负责输送,总公司作为第3方起协调谈判和约束送受双方遵守合约的作用。1.1.2南方电力市场西电东送双边交易电价的构成及变化南方电力市场西电东送双边交易电价由国家发改委统一制定,属于计划型电价形成机制。年度交易的送电价格和受电价格,按国家规定价格执行;国家没有规定的,由送受双方根据市场供求情况,按照有利于电能交易和资源充分利用的原则协商确定。短期交易的送受电价格,由送受双方根据上述原则协商确定。年度交易和短期交易的输电价格均按国家发改委制定的价格执行。南方电力市场西电东送双边交易的电价涉及3个不同概念:送电价(出口价)、省间输电价(过网费)、落地价(受电价)。其中送电价是西部云南、贵州省出口端的电价,出口价实际上是由云南、贵州省内对发电企业上网电量的收购电价(上网电价)和西电在云南、贵州省内的输电费用2部分构成的。省间输电价是西电输送过程中经过跨省的超高压输电线路所需支付的过网费。落地电价是西电到达广东受端的电价,落地电价等于云南、贵州出口价和省间输电价(含网损)之和。表1和2为2002—2009年南方电力市场西电东送双边交易电价的构成及变化情况。2002年以来,西电送电端出口价由240元/MW·h上涨到361元/MW·h,涨幅达51%。同期,过网费上涨相对较慢,涨幅仅13%。最终,广东的落地价上涨了约140元/MW·h,总涨幅达40%。单纯从涨幅来看,增长速度很快。目前国家发改委核定广东省新投脱硫火电机组标杆电价为504.2元/MW·h,西电在广东的落地电价和上述标杆电价只有约20元/MW·h的价差,优势不是特别明显。1.1.3交易合同的履行年度交易和短期交易采取合同形式。年度交易计划下达后,交易各方签订年度交易合同。短期交易按照交易各方的共同约定执行。年度交易结算由交易各方协商决定。短期交易的结算可由交易双方事先确定,并在相关合同中明确。合同没有明确或双方协商未果的,由南方电网公司协调确定。1.1.4信息披露方法南方电力市场西电东送双边交易不存在交易信息公开平台,信息的获得和传递主要依靠面对面的谈判。1.1.5省间用电交易计划管理南方电网公司市场交易部是省间电能双边交易的归口管理部门,负责组织跨省交易,下达及调整有关电能交易计划,跟踪、监督交易计划执行情况,负责有关电能交易的购售电合同管理、计量管理和电量电费结算工作,协调电能交易过程中出现的重大问题。调度机构参与省间电能交易计划的制定并负责有关计划的执行,根据年、月交易计划和电网运行实际情况制定月度和日运行方式。在保障电网安全和电力供应的前提下,按照事前确定的交易原则组织落实临时交易。1.1.6省间交易计划颁布编制交易计划的步骤如下:1)南方电网公司市场交易部根据各省政府间签订的长期框架协议、国家下达的指导意见及原则或交易各方已协商一致的长期交易等情况,结合电力供需形势、电网规划建设、通道输电能力等情况,在上年11月底前编制提出年度省间交易初步计划。2)市场交易部在年度省间交易计划的基础上,根据供需形势变化、短期交易等情况,在每月最后5个工作日前下达次月省间交易计划。3)在月度计划下达后,为促进资源优化配置和维护电网经济安全运行,市场交易部组织有关交易方协商一致,或根据具体情况指定交易方,并下达临时交易单,安排临时交易。4)在危及电网安全或可能导致非正常弃水等情况下,如因时间紧迫,交易各方尚未就有关原则达成一致意见,调度机构可按效益最大化的原则组织省间临时交易,但每次交易时间不超过3d。各方调度须对调整的电力电量进行核对,并做好记录,报市场交易部备案。市场交易部组织有关交易方尽快协商,达成一致意见后下达临时交易单,安排执行。5)省间交易要符合国家能源政策,优先利用水能资源,优先安排可再生、绿色环保、高效和污染排放低的电源送出。6)调度机构根据长期、短期及临时交易情况,结合电网实际运行情况,编制下达日运行方式,并抄送市场交易部。1.2成本分析机制不合理。在基本交易合同总体来说,目前南方电力市场西电东送双边交易模式是一种比较好的机制,对于促进东西部地区协调、可持续发展和节能减排发挥了重要作用,也为联网省(区)带来了显著的经济效益和社会效益。2)目前的西电东送电价构成没有充分反映各参与主体的利益关系,电价形成机制不尽合理。目前的西电东送电价中实际包括电厂上网电价、省内输电费和省间过网费。但在实际结算过程中,并未将电厂上网电价、省内输电费分开,而是以出口端电价的形式表现,同时加上省间过网费构成在广东的落地电价。这种价格关系不仅未能反映西电东送各参与主体的利益关系,也未真正从成本分析入手考虑西电的合理构成,导致送出端和接受端的实际利益分配不尽合理。如果不改变这种简单的电价形成机制,将会对未来南方电力市场西电东送双边交易产生严重影响。为保持西电东送的持续、良性发展,有必要从成本分析角度,考虑西电东送电价各部分的合理构成。3)南方电网公司具有多重主体角色。南方电网公司既是西电东送双边交易各方的上级机关,又是负有监督调解作用的第3方。其内部行为主体之间的关系不够清晰,各省电网公司作为东西部发电企业的授权代表,不能保证公开、公平和公正地竞争,东西部的区域利益没有办法在正常的市场交易中得到合理分配。一方面有卖方价格同盟的忧患:由于东部电力资源短缺,省内供应不足,东部地区不得不进行外购电,云南、贵州电网公司出于自身利益的考虑,有可能将省内发电企业联合起来与广东电网进行价格谈判,试图以垄断电力资源供应的优势来实现高价销售。另一方面也存在着买方价格垄断的忧患:广东电网作为单一的购电方,完全可以利用云南、贵州2省的竞争来压低购电价格,从而获取超额利润。此时,买卖双方(东西部双方)的利益就完全取决于南方电网公司的监督调解,而由于南方电网公司本身的多重角色,其行为本身无法保证客观公正,也就无法保证对买卖双方交易价格博弈进行客观公正的调解,从而使区域利益的分配出现扭曲。在完全市场化的双边契约模式下,这种情况是根本不可能发生的。这是因为交易主体众多,获取信息的渠道多样,交易价格的形成也千差万别。2中国南方能源市场是一个西部能源公司，它促进了西能东输两侧的交易模式和价格调整3分析南方能源市场、西方能源市场和东西方能源用途的交易价格3.1广东卖方垄断均衡分析在当前南方电力市场中,存在着多个卖方对单一买方的市场格局。买方只有广东省一家,而卖方除了云南、贵州2省外,还有天生桥一级电站、天生桥二级电站、三峡电站、龙滩电站、鲤鱼江电厂、桥口电厂等。这是一个典型的买方垄断市场。广东具有电力消费的主导权,如果完全按照市场定价,广东就可以凭借其垄断地位低价购买云南、贵州3省的电力,供电方的高价策略会导致电力卖不出去。如广东可以通过减少云南、贵州某一方的电力购买量来回应该省的高电价,从而在一定程度上控制供电方的电价,使云南、贵州2省进行电价竞争,形成价格挤压,从而使其被迫接受低价,导致区域利益在东西部之间非均衡分布。图1为广东买方垄断均衡分析示意。图中:Q表示广东对西电的需求量;P表示西电的价格。在西电市场中,广东是市场唯一的需求者,因而广东的市场需求曲线与边际价值曲线重合。为了决定广东购买西电的数量,可以令其购买西电最后一单位西电的边际价值等于边际支出。虽然市场供给曲线与平均支出曲线重合,但是由于市场中存在多个供应方,市场供给曲线与边际支出曲线并不重合。由于平均支出曲线向上倾斜,因此边际支出曲线必然位于平均支出曲线的上方。由图1可以看到,广东作为买方垄断者的最佳购买量Qm通过需求曲线和边际支出曲线的交点得到,支付的价格Pm则通过供给曲线得到。图中Qm和Pm分别小于完全竞争市场的数量Qc和低于价格Pc。买方垄断导致的市场均衡结果是出现较低的价格和较小的购买量,这会使广东受益,使云南和贵州2省受损。由于均衡价格Pm较低,西电供应方的损失是由四边形PcCDPm面积大小决定的剩余。另外,由于均衡购买量较小,西电供应方还损失三角形CBD决定的剩余。因此,西部总损失为四边形PcCDPm与三角形CBD决定的剩余之和。买方广东以较低的价格得到了四边形PcCDPm决定的剩余,同时由于购买量Qm小于Qc,出现了三角形ABC决定的损失。因此买方的总收益为四边形PcCDPm减去三角形ABC之后得到的剩余。三角形ABD决定的的净剩余损失就是买方垄断导致的社会无谓损失。由此可见,在西电东送电力市场中,如果只有发电侧竞争,广东买方垄断势力的存在会使广东对西电的实际购买量低于完全竞争市场时对西电的购买量,价格也低于完全竞争市场时的价格,这会造成社会的无谓损失。对于这个问题,可有2种解决方案:权宜之计是中央政府进行直接的价格管制,使西电价格维持在完全竞争市场的均衡价格上,以便使西部电力企业维持合理的利润水平;更根本的解决方案是打破广东的买方垄断地位,引入购电侧竞争。3.2广东不考虑环境成本时的边际收益e在西电东送的起步阶段,西部发电企业授权所在地政府或省电网公司,通过东西部之间的双边谈判,在中央政府的协调下确定西电东送电量和电价,使其等于或尽可能接近完全竞争市场环境下的电量和价格。图2为边际成本不变情况下西电东送环境外部性的均衡分析。西电的边际成本曲线表示随着西电输送量的增加而需要增加的成本。假定它是水平直线,即成本不受输电量的影响(实际上应该是略有边际递减的趋势,但这种简化的假定不影响所得结论)。需求曲线表示广东不考虑环境成本时的边际收益。假定市场在边际成本曲线与需求曲线交点处均衡,均衡价格为Pe,均衡数量为Qe。但是,由于西电东送为广东带来了环境收益(假定其边际收益递减),因而广东总的边际社会收益等于不考虑环境成本时每个单位西电交易量的边际收益与边际环境收益之和。有效的产出水平Qn位于边际社会收益曲线与边际成本曲线交点处,此时每增加单位西电为广东带来的边际社会收益等于增加最后一单位西电的边际成本,这样可以得到较低的西电价格Pn。由于广东不考虑西电为本省带来的环境收益,就出现了低效率。从图2可以看出,由于价格Pe太高,不能使西电的交易量达到理想交易量Pn,要达到有效的交易量Qn,就必须有较低的价格Pn。从目前的实际情况来看,通过东西部电网间的谈判定价,西部为了促进西电东送的大力发展,确定了较低的电价水平,使西电正的环境外部效应没有得到合理的补偿。为了使西电的交易量达到社会最佳水平,东西部电网在进行电价谈判时,必须将西电正的环境外部效应合理地补偿到电价中,使其等于其边际成本,反映西电的合理价值。3.3西电的边际成本分析和产价格论西电东送对东部产生了正的环境收益,而把污染留在了西部,也就是说,西电东送对西部产生了负的外部性,即电力交易的社会成本大于私有成本。在交易平台竞价模式下,对于竞价上网的发电企业,报价均衡决策时仅会考虑自身利益,不会考虑社会成本问题。图3为交易平台竞价模式下西电的均衡分析。西电对西部环境损失的边际曲线向上倾斜,表示随西电交易量的增加,环境损失的外部影响加大。西电的边际社会成本等于企业的边际成本与西电对西部环境损失的边际成本之和。图3中利润最大化的发电企业在企业的边际成本曲线与需求曲线的交点决定了Q2的电量产出和P2的价格,而社会有效的电量产出由西电的边际社会成本曲线与需求曲线的交点处决定了Q1的电量产出和P1的价格。从图3可以看出,Q2>Q1,P1>P2,即完全竞争决定的产出水平高于社会的有效产出,但价格低于社会决定的价格,对西部造成的社会损失由图中的阴影面积决定。由此可以得出,西部发电企业的完全竞争导致西电的价格低于社会有效的价格,从而造成外部性损失,这对西部是不公平的。本文建议在中央政府协调下,通过东西部电网谈判解决上述问题。由东部对西部的环境损失进行补偿,或通过排污权的交易使外部影响内部化。3.4边际环境收益与西电边际成本收益的关系当南方电力市场发展成熟后,统一的区域电力市场体系已经形成,此时可以实施市场主导下的西电东送交易模式。在这种完全市场化的交易模式下,西部发电企业是市场价格的接受者,没有自由定价的能力。图4为完全竞争下西电的长期均衡分析。开始时,西部发电企业是市场价格的接受者,整个行业在A点达到市场均衡时的产量Q1和价格P1。考虑到西电对广东的环境效益,完全竞争决定的产出水平高于边际社会收益决定的有效产出,价格低于边际社会收益决定的价格,均衡点为A*。随着西电市场的发展,由于电力行业的边际成本递减,整个行业的长期供给曲线向右下方倾斜,此时由需求曲线2与供给曲线2决定了新的均衡产出Q2和均衡价格P2,均衡点为B。同样,考虑到西电对广东的环境效益,完全竞争决定的产出水平仍高于边际社会收益决定的有效产出,价格仍低于边际社会收益决定的价格,均衡点为B*。西电的递减成本程度与广东的边际环境容量之间的关系决定了A*处的价格与B*的价格。如上文所述,边际环境收益随西电电量的增加而减小,随着广东GDP的增加而增加。因此,长期考虑西电电量与广东GDP正相关,肯定存在一个临界点使边际环境收益达到最小值。在临界点之前,边际环境收益逐渐递减。在临界点之后,边际环境收益逐渐增加。具体有如下3种可能性:1)当西电的递减成本程度小于或等于广东的边际环境容量的最小值时,A*处的价格会小于或等于B*处的价格,这表示西电的边际递减成本还不足以补偿西电的环境成本收益。随着西电市场的发展,东部需要支付更高的西电价格。2)当西电的递减成本程度大于广东的边际环境容量的最小值,且大于边际环境收益时,A*处的价格会大于B*处的价格,这表示西电的边际递减成本足以补偿西电的环境成本收益时,随着西电市场的发展,东部也得到了西电边际递减的好处,西电价格降低。3)当西电的递减成本程度大于广东的边际环境容量的最小值,但小于边际环境收益时,A*处的价格会小于B*处的价格,这表示此时东部经济已相当发达,环境成了极其稀缺的产品,西电的边际递减成本远不能补偿西电的环境成本收益,东部必须为西电支付更高的价格。综上所述,市场主导下的西电价格形成机制不能完全排除政府的作用。由于西电环境价值的存在,中央政府必须对这部分经济利益进行协调,使西部利益得到合理补偿。当西电市场十分完善时,东部已经意识到西电重要的环境价值,此时可通过谈判自觉地在电价里进行补偿,政府适时淡出,让市场交易决定包含了环境价值的西电价格,从而实现东西部资源的合理配置。4中国南方能源市场、西方能源和东西方能源贸易的主要问题5市场主导模式下的西电东送双边交易模式1)本文从市场交易模式、电价形成机制等方面全面介绍了南方电力市场西电东送双边交易的现状,并对其进行了评价,指出南方电力市场西电东送双边交易模式是一种较好的机制,对于实现东西部地区协调、可持续发展和节能减排,有效促进南方联网4省(区)资源优化配置,提高联网省(区)经济和社会效益有重要作用。2)南方电力市场西电市场化发展分为起步阶段、发展阶段、最终阶段3个阶段,必须根据西电的发展阶段,分步骤、分阶段实现市场交易目标。在这3个不同阶段,应分别建立不同的交易模式和西电电价形成机制。在起步阶段,市场交易模式采用双边谈判模式,应倡导政府主导下的西电东送电价形成机制;当西电市场发展到一定阶段时,可以建立独立于电网公司和东西部政府的第3方交易平台,这将更有利于电力市场的公平交易,通过该平台竞价形成西电电价;在最终阶段,统一的跨区域电力市场已经形成,可以实施实施完全以市场为主导的西电东送双边交易和统一的市场定价模式。3)本文对当前买方垄断模式下、双边谈判模式下、交易平台竞价模式下和市场主导模式下的南方电力市场西电东送双边交易价格进行了分析。从区域经济发展严重不平衡、政府越位与缺位和市场主体缺乏,需要加快市场主体培育3个方面探讨了南方电力市场西电东送双边交易存在的主要问题。但是,也有部分学者持不同观点,他们认为:1)目前的交易模式虽然也是双边交易,采取的也是通过谈判签订双边合同的形式,但并不是完全市场化环境下的双边契约模式。因为这种环境下的电力交易并不自由,信息的获取、谈判以及契约的形成都受到很大程度的计划管制,与完全市场化环境下的双边交易差别较大。1另一方面，双边之间的谈判模式在市场开始阶段被采用2交易平台价格价格当南方电力市场发展到一定阶段时,统一的区域电力市场体系基本形成,此时可以建立独立于电网公司和东西部政府的第3方交易平台,经营管理成本低于社会平均成本的发电企业可以通过交易平台竞价上网,西电电价通过该平台竞价形成。当交易达成后,交易平台将结果交送调度机构进行安全校核并实施调度。需要强调的是,在这种模式下,交易平台必须独立于电网公司和东西部政府,以保证西部的发电企业有一个公平竞争的平台,东部的用户或售电商也可以绕过电网公司,通过这个平台直接向西部购电。3电价支撑、形成机制和消极影响当南方电力市场发展成熟后,东西部发电系统中若干个不能操纵市场价格的竞争主体和统一的区域电力市场体系都已形成,此时可以实施完全以市场为主导的西电东送双边交易和统一的西电东送电价形成机制。在这种模式下,南方电力系统实现了发、输、配、供环节的彻底分开,联网省(区)都不设省级市场,所有的发电企业和供电企业都无需通过代理,直接参与南方区域电力市场交易。交易双方的完全竞争,将大大延伸市场边界。西部的发电企业作为一股新的竞争势力进入广东市场,一方面直接扩大了广东的市场供给,另一方面西电的成本优势直接在广东市场上显现出来,这都将拉低广东当地的电价水平。对于广东发电企业来说,原来靠地域垄断形成的高额利润大大减少,尤其是随着西部电力资源的大规模开发,西部电力供应充足,西电还本付息压力逐步减轻,广东发电企业将面临更加严峻的竞争。在南方电力市场起步阶段,以省为实体的电力市场体系还没有完全打破,在统一的区域电力市场体系未形成前,政府应该重点扶持西电的发展,着力培育西电市场。在这种情况下,东部处于绝对的买方垄断地位,这是一种典型的“多对一”谈判不对等的交易关系。如果西部的发电企业单独与买方谈判,卖方之间的过度竞争,将会对西部自身利益造成严重损害。因此,西部发电企业可以授权所在地政府或省电网公司,与广东电网公司谈判。在电价形成机制方面,由于此时西电在东部电力市场的竞争力非常脆弱,因此应倡导政府主导下的西电东送电价形成机制。建议西电东送双边交易价格由国家发改委统一核定。统一的市场定价模式对西部省份来说具有如下优势:省间壁垒的彻底打破为西电找到了广阔的市场空间,西电利用其成本优势获得了更多的市场份额,西部发电企业的收益大幅上升。在价格信号和国家相关政策的引导下,大量资本将涌入西部地区,并通过竞争参与当地的电力资源开发和电源建设,这保障了西电强大的外送能力。但另一方面,在价格机制作用下,西部省份电价的上扬将带来一些不利影响。西部省份经济落后,电价承受能力低,销售电价上涨必然会加重当地消费者的电费负担,增加下游产业尤其是高耗能产业的成本,抑制西部的电力消费和下游生产,这对于人均电量消费水平偏低、电气化程度不高的西部省份来说,潜在的损失非常大。如果考虑到未来云南、贵州具备充足的电力供应,并考虑向广东远距离送电输电成本,西部地区电价上升的幅度会相对降低,负面影响会随之降低;反过来,如果出现全网电力供应非常紧张的局面,由于广东电价承受能力更高,西部省份可能陷入购电困难甚至购不到电的尴尬局面。即使购不到电的局面不会发生,购电成本也会大幅上升。1不同利益主体的冲突南方5省(区)是我国经济社会发展严重不平衡的地区。区域内中央与地方、东部与西部、卖方与买方以及电网与电源之间关系十分复杂,南方电力市场建设不可避免地影响5省(区)电力资源的配置,进而影响其他资源的流动和分配,由此带来的不同利益主体的冲突必将影响南方电力市场的建设和发育。南方电力市场运行结果表明,电能资源的流向主要是从电价承受能力较低的西部省份流向电价承受能力较高的东部省份,这符合资源优化配置的原则,是市场积极的一面,体现了市场规律的作用,提高了社会效益,是电力市场化的根本要求。但是,南方电