“碳达峰、碳中和”目标下建设新型电力市场的思考

“碳达峰、碳中和”目标下“碳达峰、碳中和”目标下建设新型电力市场的思考北京电力交易中心史连军2021年9月汇报提纲汇报提纲201“双碳”目标下新型电力市场的主要变化1.“双碳”目标下新型电力市场的主要变化1.“双碳”目标下新型电力市场的主要变化当前，电力市场建设目标是“安全、经济、绿色统筹协调”。随着“碳达峰、碳中和”目标的提出和新型电力系统的建设需要，新型电力市场建设目标转变为“低碳与安全并重，同时考虑经济性”。同时，通过建设具有中国特色的的新型电力市场体系，充分发挥电力市场在“保供应、促转型、促发展、提效率”等方面的重要作用，满足我国经济社会高质量发展和能源电力清洁低碳转型需要。4新能源装机规模大幅增长，预计2035年前后成为电源装机主体(占比超过50%),2050年前后成为电量供应主体(占比超过50%)。市场主体多元化，分布式产消者大量涌现。随着分布式电源、多元负荷和储能快速发展，发用电一体“产销者”将大量涌现，终端负荷特性由传统的刚性、纯消费型，向柔性、生产与消费兼具型转变,网荷互动能力和需求侧响应能力将不断提升。020202025203020352040204520502052)电力市场构成主体及定位发生变化2)电力市场构成主体及定位发生变化B市场主体定位发生重要转变：新能源发电作为主体电源成为电量供应主体，同时向系统购买灵活调节服务；煤电、水电等常规电源逐步从电力电量供应主体转为电力供应主体，发挥支撑调节功能，通过辅助服务市场参与系统调节；天然气发电将成为重要的灵活调节电源，抽水蓄能电站将承担调峰、调频、调压、系统备用和黑启动等多种功能；火电卖卖用户侧产消者买/卖买/卖买/卖买/卖火电卖卖卖6新能源作为主体，存在两方面新特征：一是低边际成本、高系统成本。新能源由于没有燃料成本，发电边际成本几乎为零。但运行中需要全系统进行调峰、调频、快速爬坡并预留备用容量，造成了系统运行成本的大幅上升。二是出力高波动性、高随机性、高不可预测性。与火电的自主控制出力曲线相比，新能源更多是“靠天吃饭”。无论签订何种交易曲线，对新能源都存在较大的偏差考核或结算风险。净负荷3月31日小时小时7(蓝色时段偏差>30%)电力市场理论体系需要围绕新能源为主体进行创新：-传统的电力市场理论围绕常规能源为主体进行设计。电源的确定性高，具备较强的调节能力，能够随负荷变化而相应调整。-以新能源为主体的电力市场机制需要创新设计。现有模式下的现货市场在面对高比例新能源时，极端价格频现，例如甘肃现货市场较多时段按照最高、最低限价出清，欧洲市场负电价频发。需要充分考虑新能源发电边际成本低、系统消纳成本高的经济属性，以及波动性、随机性较大的物理特性，从市场模式、交易组织、交易品种等方面开展创新。4)交易方式从单一交易主体向单元化交易主体转变4)交易方式从单一交易主体向单元化交易主体转变新能源集中开发和分布式建设同步推进。一方面，通过全国统一电力市场大范围优化配置，实现新能源分季节、区域间余缺调剂、优势互补。另一方面，微电网、分布式能源系统、虚拟电厂等多种系统形态的发展将催生若干分散的零售市场。用户侧形成单元化市场主体，对内发用就地平衡，对外参与系统调节。传统电力系统下，用户侧构成主要为单一市场主体；新型电力系统下，用户侧将出现众多平衡单元，系统交易组织呈现分层出清、协同互动的特征。画由白:5)市场模式体现“准中心化”和“准实时化”◆准中心化：新型电力系统下大电网与微电网共存，电力集中市场与分散市场有机协同。集中市场通过大电网进行资源大范围优化配置，同时为微电网提供备用服务；分散市场内，微电网开展灵活内部交易促进新能源就地配置，并形成准平衡单元参与集中市场。准中心化下的电力市场内，存在多个微平衡单元与大电网互动，电力能量流、价值流均可双向流动，系统呈现更加复杂、灵活、高效的特征。能量流价值流能量流价值流单向L双向L传统电力系统新型电力系统甲105)市场模式体现“准中心化”和“准实时化”◆准实时化：市场的组织和运行将进一步向实时运行贴近，持续缩短交易周期、不断提高交易灵活性。中长期交易更加高频灵活，曲线形成机制、调整机制更加完善；探索日前现货市场出清周期与新能源可置信预测时长匹配，实时市场发挥更大作用，辅助服务市场更加完备，满足新能源发电高波动性、高不可预测性下系统运行更加精细的需要；通过电储能、电动汽车、储冷、储热等技术应用，实现电力负荷时间迁移，进一步提升系统灵活性。字楼微风电场风电场初始时刻仅相差约1.5m/s,预报后期相差最大约7m/s。1.1.“双碳”目标下新型电力市场的主要变化电力市场价值框架电力市场价值框架·爬坡市场·转动惯量市场交易品种或补偿机制也将随电力系统价值体系的完善而不断细化丰富，交易品种体系与市场价值体系之间将形成映射关系。2.对新型电力市场建设的思考2.1新型电力市场与新型电力系统特征相契合新型电力系统是清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动的系统，新型电力市场建设应契合这五个主要特征。逐步推进新能源由保障性收购转为市场化消纳。充分考虑新能源绿色价值，创新市场品种，在运行中实现绿色电力优先执行,激发全社会形成合基于激励相容原理，发挥市场机制引导各共同促进系统供需平衡；通过电力保供应急交易机制应对可能出现的短期电力供应现货市场规则完善；电能量、辅助服务、容量、输电权等交易品种丰富完备；市场主体通过参与灵活调节市场兑现调节价值，友好接入新型电力市场；市场主体间能够基于价格信号，充分进行交易互动，通过电力市场将使电力价值进一步融入到全社会价值体系内，与资本市场、上下游能源市场、碳市场形成有效衔接互动，充分激励投资、促进电力价值进一步在全社会内流动。2.对新型电力市场建设的思考1)批发市场与零售市场的协调衔接1)批发市场与零售市场的协调衔接在依托批发市场消纳集中式新能源、零售市场消纳分布式新能源的基础上，需要加强批发、零售市场间的机制协同，畅通能源流、数据流、价值流的传导机制，实现批发和零售市场间的有效互动。建设中，需要加强批发市场和零售市场在组织时序、交易电价、电量分配、清分结算方面的协调，完善市场注册、绑定、交易、结算流程，构建两级市场间的规范接口。152.对新型电力市场建设的思考保障电力可靠供应需要充足的电力容量。新能源高比例接入后电力平衡保障难度加大，常规电源在功能上需要“增容”和“减量”。系统对常规电源的电量需求逐渐降低，但容量需求大幅增长。现有单一电能量价格的市场体系，难以对常规能源未来的发展需求进行有效引导。需要统筹容量价格与电量价格机制。应充分考虑常规能源在市场中的功能定位，以容量价格机制保障常规能源固定成本回收、确保系统总体容量充裕度；通过电能量、辅助服务价格机制补偿运行变动成本。负荷凹陷区教断距缺大相区等调度的完全控制，有国等典型电力容量保障机制2.对新型电力市场建设的思考与上下游市场联动。电力市场反映用能成本，是能源系统衔接上、下游的重要环节。电力市场需要与上下游市场有效衔接，在价格机制、合同履约等方面做好协调。需要强化电力市场与碳市场的统筹衔接。电力市场与碳市场既相互独立又存在联系，两个市场以火电作为共同的市场主体，通过价格进行连接，共同促进可再生能源发展。两个市场需要在市场空间、价格机制、绿色认证等方面加强统筹协调。北京电力交易中心2.对新型电力市场建设的思考北京电力交易中心电力系统减碳任务重大。推动我国“双碳”目标落实，“能源是主战场、电力是主力军”。随着终端用能中电能比重的不断提高，电力系统将成为能源领域控碳减碳的主要抓手，发挥重要作用。在电力市场中凸显绿色环境价值。在电力市场中，通过可再生能源配额制、绿电交易、绿证等政策机制，体现可再生能源的环境价值属性，在上游保障发电主体收益、引导投资，在下游将价格信号传递到终端用户，引导用户改变用电行为。绿色电力交易是我国能源发展与消费的一次重大的机制创新，将有效发挥市场作用，服务构建新发展格局，助力“双碳”目标的深入推进北京电力交易中心开展绿色电力交易18北京电力交易中心2.对新型电力市场建设的思考北京电力交易中心新能源占比不断提高推高系统成本，需要合理疏导。新能源跨越式发展将带来系统备用资源、灵活调节资源成本上升，配套接网送出工程、电网扩展补强工程投资增加，推高系统成本。我国用户侧电价提升空间有限，电价成本疏导困难。需要构建资源市场与资本市场衔接互动机制。通过创新金融品种，依托绿色债券、金融租赁等产品形式，发挥资本市场延期支付作用，逐期平滑新能源投资建设和消纳成本。新能源新能源0当前2025年当前2025年2030年新能源发电成本及消纳成本预计示意图新能源消纳增加的系统成本2.2.对新型电力市场建设的思考北京电力交易中心德国电力系统成本情况：德国《可再生能源法》明确规定可再生能源补贴费用主要由用户承担，可再生能源补贴政策经历了从固定补贴，补贴逐步调减，到现在补贴由市场竞价体系决定的转变历程。2019年德国居民电价折合人民币2.39元/千瓦时，各类附加税费占居民用电电价比例超过52%,其中可再生能源附加费0.50元/千瓦时。与之相对应，我国平均销售电价约0.6元/千瓦时，其中可再生能源及附加费用为0.02元/千瓦时。德国可再生能源补贴政策调整历程第一阶段1990年-2004年可再生能源享受固定上网电价优先收购，由用户对发电商进行补贴。第二阶段2005年-2013年逐步降低新增可再生能源装机上网电价，逐步调减新增可再生能源装机补贴。新增可再生能源无差别参与市场交易，新增可再生能源装机根据上网电价和平均电价给予补贴。●采购和销售费用(2006年起)可再生能源附加费补偿费2.对新型电力市场建设的思考2.3“十四五”、“十五五”过渡期的市场建设思考任务繁重市场建设需要理论创新、试点实验、利益协调、推进转型，改革任务繁重。窗口期短2030年前新能源装机达12亿-16亿千瓦，市场建设时间有限。缺乏参考当前市场建设已进入“无人区”,国内外缺乏高比例新能源条件下市场建设理论与实践。保障安全市场建设是“带电作业”,需要在转轨期保障电网安全，确保利益格局平稳过渡。加强研究针对适应新型电力市场开展理论研究，明确新型电力市场中的主体定位和互动机制。提前谋划根据市场建设内在逻辑，研究新型电力市场建平稳过渡考虑存量、关注增量，确保转轨期主体利益稳步过渡，杜绝因市场建设导致的系统运行风险。广泛衔接有效促进电力市场融入全社会市场体系，促进市场间互动。212.对新型电力市场建设的思考BPX煤基准价、中长期交易均价分别上涨了30%和38%,8月份山西日前、实时平均出清价格为425元/兆瓦时和456元/兆瓦时，较5月现货均价分别上涨83%和68%。5-8月现货市场均价呈上升趋势甘肃