【国金证券】公用事业及环保产业行业研究:海外视角看,市场化如何促进新能源消纳?.pdf

2023-07-11
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1、海外电力市场发展的共识与分歧


1.1 共识:建立平衡机制,发挥电能量/辅助服务市场作用


电力运行特点要求实时平衡。电力系统是全世界最大的人造系统,支撑了电能的生产、 传输与消费,包括发电(生产)、输电(输送)、配电(分配)、用电(消费)四个环 节。由于电能不能大量存储,电能供需应保持实时平衡,不平衡将引致电力系统失稳、 崩溃,乃至大停电。当前发电侧新能源占比提升、用电侧充电桩等新型负荷占比提升, 为系统平衡带来挑战。


海外成熟电力市场普遍设置平衡机制。在我国,电网调度部门负责统筹电力电量平衡, 实现发用电平衡,保证供用电安全与经济运行。海外成熟电力市场的调度则通过电力 市场交易实现调度过程,市场管理者将市场交易结果转化为对市场成为的调度指令。 市场成员实际发电量与合约发电量之间的差别一般通过“实时市场”进行结算,建立 市场化平衡机制。实时市场的平衡机制通常由电能+辅助服务两个市场构成,前者即 电力现货市场(包含调峰,因调峰本质是通过短时电力调节使发电出力跟踪负荷的变 化)、后者是辅助服务市场。


为准确反映价格信号,海外电力市场通常为电能量市场设置较宽的价格区间: 设置较高的价格上限:采用机会成本定价法,即将用户的失负荷价值或停止用电所产 生的损失确定为价格上限。因此,现货市场价格上限达到正常平均批发电价的 20~30 倍,在两个采用稀缺定价机制的市场得州ERCOT/澳洲AEMO 进一步拉高到30倍以上。 不设下限或设置极低的“负电价”:考虑新能源机组零边际成本的事实,且有利于增 加消费者福利。


为实现效用/经济性最大化,电力实操也为不同辅助服务品种设置差异化市场模式。 强制提供:同步发电机组接入同时提供的辅助服务,如一次调频、一定范围的无功调 节等; 长期合约:针对黑启动、无功调节等对机组有特殊能力要求或具有一定本地化特征的 辅助服务品种,通过双边协商或招标方式确定辅助服务提供商; 有组织的竞争性市场:二次调频、备用等供应相对充足、需求随时间变化的辅助服务 品种(注:在典型集中式电力市场如美国、澳大利亚,该市场与电能量现货市场耦合, 联合优化出清)。


1.2 分歧 1:集中式 VS 分散式市场模式


囿于各国电网能力条件的不同,海外成熟市场会根据自身情况选择集中式市场或分散 式市场。集中式市场考虑电网约束,适用于电网卡口比较严重、电力供需比较紧张的 地区;分散式市场要求区域电网布局完善,供需充足。两类市场的差异在多个层面影 响市场运行规则,进而影响各类市场主体(包括调节资源)盈利模式。


根本差异(1):中长期与现货市-场衔接方式不同。集中式市场采用金融合同性质的 中长期差价合约,并于现货市场上全电量竞价;分散式市场采用实物合同性质的中长 期合约,现货市场上仅偏差电量竞价。


根本差异(2):出清模型对网络约束/机组技术约束的考虑。分散式市场在日前出清 模型中不考虑电力网络模型与机组运行参数,采用无约束出清方式,尽量保证电力商 品的流动性(适用于电力供需相对宽松、电网互联程度较高的欧洲);而集中式市场 将可能出现的网络阻塞、机组技术约束提前考虑,牺牲自由度、但也减少了实际交割 时来自电网与机组运行参数的限制与隐患(适用于电网由私人建设、互联程度较低的 美国)。


由根本差异(1)所引发的调节资源收入结构差异:分散式市场赚取电能量收益难度 更大。以抽蓄电站为例,虽然辅助服务市场收益占比均达到了 50%以上,但在美国这 类集中式市场,抽蓄电站根据其提供的功能,参与电能量市场(体现调峰填谷功能) 所获收益的占比更高;而在英国这类分散式市场,抽蓄电站通过签订场外中长期合约 实现成本回收(主要和英国国家电网),主因: (1) 平衡机制市场规模稳定性较弱:分散式市场上双边交易电量占总电量 90%以 上,仅有 10%偏差电量进入现货阶段,约有 3%~5%电量进入平衡市场,每日平 衡市场上的交易量波动较大。 (2) 平衡机制市场价格稳定性较弱:较小市场规模下供需扰动更突出,峰谷价格 信号不如集中式全电量竞价市场明晰。尤其在新能源大发时段,富余的均为 零边际成本的新能源电量,容易出现长时段的负电价,无法提供套利空间。


集中式市场给电化学储能带来更大的电能量收益空间,促进储能装机。从美国/英国 抽蓄电站电能量收益占比的差异可知集中式市场的确更有助于储能设施峰谷套利,这 同样适用于以电化学储能为代表的新型储能。美国两大储能市场加州与得州均采用集 中式市场模式,可较好地参与电能量市场(其中得州是美国目前唯一以电能量收益作 为主要盈利模式的地区)。因此,至 22 年末存量电化学储能装机占美国总装机 71%。


加州“鸭子曲线”转为“峡谷曲线”的启示:分布式高占比地区、光/储建设步调错 位地区,电能量收益空间进一步放大、储能需求巨大。 (1)新能源电量已做“存量替代”,光/储建设步调难以一致。2010~2020 年美国加州累 计储能装机量占全美约 54%,期间采用经济激励手段鼓励储能装机、为达到削峰填谷的目 的。但从当前情况看,峰谷波动不降反升,主因较低的用电需求增速叠加高比例新能源装 机,加州新能源电量已处于“存量替代”阶段。 (2)分布式项目占比高,拉低谷时净负荷曲线。当前加州 2 小时及以上能量型储能占比 75%,在 19/20 年调频需求快速上升带来相关收益的提升(这是集中式市场上电能量与辅 助服务市场联合优化出清带来的结果),进入 21 年后电能量收益占比重回 30%以上。


由根本差异(2)带来的结果是:网络约束更少、交易自由度更高的欧洲市场,更适 合在虚拟电厂组织下,分布式资源和负荷资源发挥灵活响应作用。相关内容将于后文 对德国市场的分析中进一步说明。


1.3 分歧 2:调节资源容量补偿之争


仅依靠电能量市场与辅助服务市场能否实现电力平衡?在海外电力市场上也存在对 这一问题的不同理解。这两类市场均以实际出力作为补偿依据,而未能反映增量调节 资源潜在出力能力的价值。换言之,除设置特殊机制(如稀缺定价机制)外,增量调 节资源仅依靠上述两类市场难以获取必要的价值回报,容量补偿机制/市场由此形成。


1.3.1 PJM:容量拍卖前置


为更好实现用能稳定、价格稳定的目标,并反映电能量市场/辅助服务市场未能体现 的资源价值,PJM 建立本地化、拍卖前置的容量市场。 本地化:考虑输电约束,容量拍卖细分在 27 个子区域分别进行; 拍卖前置:考虑不同时点对未来实际容量供需的判断修正,容量拍卖细分为交付前 3 年(即基本拍卖市场 BRA,可变资源需求曲线 VRR 由市场运营商 PJM 绘制)、前 20 个 月/前 10 个月/前 3 个月(即 3 个追加拍卖市场,市场主体提交报价)以及 1 个持续 进行的双边市场。市场化程度逐步递增。 PJM 容量市场主体同时包括发电侧、需求侧两类资源,电力用户最终为系统冗余买单。 市场卖方:现有+规划发电资源、现有+规划需求侧资源等;市场买方:市场运营商 PJM 先行支付,并以地区可靠性费用形式向负荷聚合商收取, 传导至电力用户(负荷聚合商也同时可作为卖方); 交易标的:在需要调用时可实际出力的发电容量或可降低的等效用电负荷。


基于 VRR 曲线的 BRA 市场价格成为锚,可引导传统电源投资决策。VRR 曲线反映不同 冗余度要求下的容量需求,横轴代表预期的系统冗余度情况,纵轴代表 BRA 市场价格 (市场价格=新建机组在电能量/辅助服务市场以外未能回收的成本*系数)。A/B/C 三 点系统冗余度依次增加,对应 BRA 市场价格依次降低,对拟投建电源的态度从刺激投 资到抑制投资。 目前新建气电为 PJM 市场容量提供主体(煤机考虑碳排影响在成本上不具优势,市场 化定价下自然淘汰)。


容量电价随传统电源投资周期变动,容量费用近 5 年占批发电价比例区间为 5%~25%。 经历 CCM 向 RPM 容量市场的升级,在 2006~2011 年间容量电价逐年攀升,大量机组投 建。而由于拍卖前置接近 3 年,一定程度上平滑了容量过剩与短缺的波动周期,当前 处于容量电价下行周期。


容量电价与实时市场节点电价区域分布接近,反映供需。PJM 实时市场上节点定价机 制清晰反映了电力供需的区域分布情况,由于电网跨区传输能力的限制,导致负荷中 心华盛顿特区电价最高。与之对应,该区域起到保供作用的气电容量电价也更高,反 映出容量市场与电能量市场在供需关系上存在一致性。


以确保用能稳定、价格稳定为目标,不同于对传统电源的支持、电化学储能处境尴尬。 PJM 市场曾要求储能放电时长达 10 小时方可进入容量市场,即长时储能方可作为传 统保供机组的替代,这导致当前 PJM 市场 1 小时及以下电化学储能占比 88.5%,储能 主要以功率型而非能量型参与市场。


PJM 市场上电化学储能提供调频辅助服务为主,且早年间已出现市场饱和。电化学储 能是优秀的调频资源,但持续提供调频服务的时间有限,在系统需要调节的时候储能 可能反向充放电,给系统增加调频负担。这类快速调频资源占总调频资源的 30%时市 场出现饱和,在 2015 年某些月份中快速调频资源占比高达 70%,使其承受价格风险。 PJM 于 2015 年末调低快速调频资源效益因子,储能运营商投资积极性受损。


从美国 FERC 841 命令和多个市场比较看,以电化学储能为代表的新型储能获容量补 偿需明确资源属性、价值基准。FERC 841 作为鼓励新型储能与其他调节资源平等竞 争的支持性文件,要求设计市场参与模式,只要其技术条件达到,就有资格提供容量、 能量和辅助服务并获得相应补偿。而实际落地涉及的讨论包括:


明确资源属性:类发电资产 VS 输电资产。类似国内对抽蓄电站长期以来“为电网服 务”、“公共性资源”的认识,美国中西部电力市场 MISO 将储能设备作为备选输电资 产纳入年度输电线路规划,通过输电设备成本回收机制获得稳定收益;而其他市场如 加州 CAISO 则致力于同时体现其发电/输电双重角色。


明确容量价值基准:容量收益=容量价格(元/MW)*容量价值(MW)。目前甘肃容量补 偿文件为火电调节容量价值做了明确划分,而电化学储能容量价值暂未明确。美国经 验包括:(a)基于最长放电时长,例如 MISO 和 SPP 市场将最长放电 4 小时的储能价 值定为 1,则放电 2 小时对应价值为 0.5;(b)基于带负荷能力 ELCC 法,即增量储能 可提供的负荷增量;(c)基于边际可靠性影响 MRI 法,即增量储能给系统冗余带来的提升。


总结来看,以电化学储能为代表的新型储能获取容量补偿还是遵循“按效果付费,调 节能力为王”。


1.3.2 得州:稀缺定价机制


容量市场的弊端:增量事前成本。从 PJM 经验看,无论是针对传统电源还是新型储能 的容量补偿设置,都是为了规避可能出现的电力短缺事件而支付事前成本,这使得用 户在非尖峰时段存在超出边际机组成本的费用。


稀缺定价机制基于价格发现原理,是理论上最富有经济性的补偿方式,但同样存在两 大弊端。


优势:冗余成本降低。得州采用单一电能量市场,但设置 9000 美元/MWh 的极高出清 价格上限。(1)当用电负荷低于系统有效容量:电价由边际机组成本决定;(2)当用 电负荷超过系统有效容量,电力供应方通过提高稀缺电价筛除弹性较高的电力需求。


弊端之一:价格波动风险较大。2M21 得州寒流期间稀缺定价机制生效,实时电价触 及出清价格上限。该事件发生后出现了居民用户收到高额电费账单、售电公司破产等 负面影响。


弊端之二:对于保供资源的建设无法起到事前支持的作用。稀缺定价时刻的不确定性 影响前期投资决策过程中的盈利测算。


1.3.3 德国:逐级平衡基团+储备电厂


2015 年 7 月,德国联邦经济与能源部发布《适应能源转型的电力市场》白皮书,开 启德国电力市场 2.0,明确了坚持市场化的原则,明确了不采用容量市场模式。从地理分布来看,欧洲大陆当前接近一半的地区采用无容量价格机制。


电力市场 2.0 实践路径(1):更强的市场机制。在单一电能量市场的背景下,继续释 放准确的价格信号给市场参与者提供重要信息。


电力市场 2.0 实践路径(2):灵活有效的电力供应(建立在电网高度互联的前提之上)。


“电力平衡基团”是德国电力供需平衡的重要一环。遵循“自下而上”的思路,先依 托虚拟电厂在小范围内实现平衡,无法实现时逐级扩大范围——在输电网控制区平衡、 在国内跨区域平衡(德国采取分区定价机制)、在欧洲大电网平衡。


欧洲日前电力现货市场跨境耦合已有近 20 年发展历史。最早始于 06 年,经历基础的 区域电价耦合(PCR)、到多区域电价耦合(MRC)、跨境耦合的日内市场成立,目前已 覆盖欧洲 19+4 个国家,跨境互济提供了电力供需平衡保障,并使得本国对于冗余电 力设施的储备要求降低。


逐级保障下,德国虚拟电厂可发挥空间巨大。其中最为出色的代表是 Next Kraftwerke 公司。这是欧洲最大的虚拟电厂运营商,是欧洲电力交易市场 EPEX 认证的能源交易商。16~22 年间其资源池内掌握总容量已从 200 万千瓦扩大至 1120 万千瓦。


资源池品种繁多,分布式发电资源占主流。与国内目前分布式光伏、生物质等发电资 源由专门的运营商运营不同,德国诸多电源侧资源均归由虚拟电厂实现调度。Next Kraftwerke 公司共掌握 17 种可调用资源,包括生物质/沼气发电/水电等高灵活性电 源,以及电动汽车电池、热泵、家用储能设施、屋顶光伏等小规模分布式电源,也包 括需求响应。


电力市场 2.0 实践路径(3):备用电厂作为托底保障(建立在需求增速疲弱的前提之 上) 。 一方面,在用电增速总体疲弱的前提下,希望通过新能源装机的提升,尤其是光伏装 机的提升,在长期自然削减午间时段的峰值净负荷(类似结果也同样在加州“峡谷曲 线”中体现); 另一方面,希望建立不同于容量市场的容量储备。这些储备电厂不参与电力市场、不 会影响市场竞争和价格形成,主要是一些淘汰的煤电机组,本质上将其作为电网输电 资产,作为系统供需平衡的最后抓手。


2、国内现状:源网侧补偿政府定价、需求侧管理方兴未艾


各类补偿盼落地,市场化定价盼推进。经灵活性改造,火电定位由传统基荷电源转向 保供/调节电源,与抽水蓄能、电化学储能等新型储能共同组成了新型电力系统中的 调节资源。 从补偿的组成来看:分为电能量补偿(体现调峰价值)、辅助服务补偿(调频、备用、 黑启动及其他辅助服务)、容量补偿。 从补偿的定价方式来看:将经历政府定价到市场定价的发展过程。


调峰/调频:当前处于多数省份实行、政府指导定价阶段:调峰辅助服务价格区间约 为 0.2~0.8 元/KWh,调频辅助服务价格区间约为 5~20 元/MW。 容量补偿:当前处于部分省份实行、政府指导定价阶段(类比智利、阿根廷、秘鲁、 西班牙等国家)。 抽水蓄能:5M21 发布的 633 号文确定了全国范围内的抽水蓄能均采用优化后两部制 电价(容量电价+电量电价),5M23 各电站核价落地。定价依据经营期内资本金 IRR 6.5%, 该价格于输配电价第三监管周期内固定(2023-2025)。


火电:云南“指导价+浮动区间”VS 山东“基准价*分时系数”。当前针对火电参与保 供/调节的容量补偿仅在云南、山东等对火电依赖度提升或电力市场建设步伐较快的 省份有所实践,且在初期主要采用政府定指导价的模式。为更好地还原电力商品属性, 云南省在固定价格基础上设置了 30%的价格浮动区间,山东省引入时间变量。


电化学储能:补偿主要针对提供调峰功能的独立储能电站,但目前真正以容量(MW) 为计价单位的只有少数省份如甘肃,多数省份以锚定放电量来补偿、或按投资额折算 一次性补助。


需求侧管理目标提出:电力需求侧管理应贯彻落实节能资源、保护环境的基本国策, 加强全社会用电管理,优化配置电力资源,守牢能源电力安全底线。用电环节实施需 求响应、节约用电、电能替代、绿色用电、智能用电、有序用电,推动电力系统安全 降碳、提效降耗。同时,管理办法提出健全和完善电力需求侧管理法律规范综合保障 体系的重要性。


新增需求响应章节。提出通过经济激励为主的措施,引导电力用户资源调整用电行为 来提高电力系统灵活性。


有序用电工作强化电力安全底线思维:在各类措施后若仍无法满足电力电量供需平 衡,通过行政措施和技术方法依法依规控制淘汰类、限制类、高耗能、高排放、低水 平企业的用电负荷,维护供用电秩序平稳运行。


拓宽节约用电、绿色用电的发展内容,增加了电能替代章节。节约用电办法促进 用户提高能源利用效率和电力系统的有效节能降碳;电能替代办法通过鼓励市场化、 智能化等手段,以市场需求为导向,构建并支持绿色电力消费模式;绿色用电维持 绿色电力供需互动,提升可再生能源消纳利用水平;办法还强调信息通信技术与用电 技术的融合应用,推动提升电力需求侧管理智能化水平。


3、向市场化迈进,探索适应我国国情的选择


3.1 发输配售分离,基础工作已接近完成


电网作为输配电基础设施的建设运营主体、系统运行调度主体,剥离利益相关业务是 电力市场化建设的基础,纵观海外市场初期也大多经历类似的过程。回溯改革开放以 来的历次电力体制改革,均围绕电网职能的明确: 2002 年厂网分离改革:2002 年,国务院出台《电力体制改革方案》(简称“5 号文”), 明确按照“厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网”的原则,开始试点建设竞争 性电力市场。 2015 年配售分开改革:2015 年,国务院出台《关于进一步深化电力体制改革的若干 意见》(简称“9 号文”),提出了包括发电计划放开、电价放开、配售电放开的“四 放开、一独立、一加强”的改革计划,售电主体形成。 2021 年进一步完善电力市场化建设:2021 年,国家发改委先后发布《关于进一步深 化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》(简称“1439 号文”)和《关于组织开展电 网企业代理购电工作有关事项的通知》(简称“809 号文”),取消工商业目录销售电 价,改为“基准价+上下浮动”,且浮动区间扩大为上下不超过 20%;推动工商业用户 进入市场;鼓励新进入市场电力用户通过直接参与市场形成用电价格,对暂未直接参 与市场交易的用户,由电网企业通过市场化方式代理购电。 2023 年第三轮输配电价改革:明确电网“成本加成+合理收益”的收益模式。


往后看,围绕进一步明确电网职能的改革方向或将包括: (1)鼓励工商业用户进入市场、继续缩小电网代理购电规模(以低成本非市场电如水电、 核电来匹配居民、农业用户的用电需求); (2)对各类调节资源的调度趋于市场化。由前文对我国调节资源补偿现状的整理可知, 当前仍处于政府指导定价为主阶段,缺乏市场化定价使得系统运行调度主体(电网)在调 用调节资源过程中也难以实现市场化。未来,调度规则还将进一步明确。


3.2 建设集中式市场,明确电能量/辅助服务价格信号


我们认为集中式市场模式在国内推广的可能性更高,目前现货试点省份也基本都采用 这一模式。 原因 1:更适合电力市场化早期阶段。集中式/分散式市场的选择本质是“自下而上” 的自由度和“自上而下”的效率之间的权衡,我国处于市场化建设初期,各类市场主 体参与市场的经验仍欠缺、并不具备自主定价交易的能力。 原因 2:集中式市场在价格发现、电能量/辅助服务联合优化出清降低系统总成本方 面有着更高的效率;同时将对网络约束、机组约束的考虑前置,系统运行稳定性更高。 我们认为从国内现货试点情况看,集中式市场有望进一步发展。


发展方向 1:充分体现集中式市场价格发现能力。  机会成本定价法 VS 会计成本定价法,电能量市场价格上下限有待拉大。不同于海外 电力市场数十倍于平均成交价的价格上下限,我国现货试点省份采用会计成本定价法, 投标价格上限普遍略高于或等于电网内最大发电成本(蒙西除外),下限普遍为零(山 东、浙江除外)。这一规则符合我国电力行业公用事业属性的定位,主要出于限制电 厂超额收益、规避电厂恶性竞争的目标,但难以准确还原市场实际供需矛盾。我们认 为,随着市场成熟度提升,各类金融性合约建立同样有助于实现上述目标,现货价格 区间有望拉大,向山东、蒙西两个示范性市场看齐。


负荷中心分布式发展积极性高,类比加州案例,电能量实际价差有望拉大。近期国家 能源局提出“开展分布式光伏接入电网承载力及提升措施评估试点工作”,试点评估 省份分布式项目比例普遍已较高。类比加州案例,峰谷价差或将进一步拉大、提供工 商业储能套利空间。当前类似山东以集中式模式组织的现货市场中,发电侧全电量竞 价、用户侧由于负荷特性稳定,则每日高峰时段/低谷时


发展方向 2:充分体现集中式市场电能量/辅助服务联合优化出清优势。随着现货市 场铺开,一方面取消“中国特色”的调峰辅助服务类别,使其合并进入电能量市场; 另一方面以现货价格作为标杆,将参与辅助服务的机会成本作为其获得的市场化对价。


3.3 建设容量市场,明确调节资源成本回收


我们认为从初期政府定价到逐步市场化,走容量补偿的道路更符合当下国情,主因: (1) 电量/负荷增速较高,仍需刺激传统电源投资阶段; (2) 由计划逐步向市场化过渡,我国短期对极端电价容忍度仍有限; (3) 源荷分离规划下,高度互联的电网体系建成尚需时日,需求管理仍有待发展。


原因 1:电量/负荷需求视角看,与欧美不同,我国增速仍可观。上文所分析的美国/ 德国传统电源电量贡献近 5 年总体呈下行趋势,这是由于电量需求增速趋于平缓。而 反观国内,除 21 年外,近年来国内均呈现最高负荷增速>总电量增速>GDP 增速,且传统电源电量仍处于正增长阶段。


国内保供形势测算结果印证“十四五”总体电力紧平衡。 结论:近三年有效发电容量与最高负荷之间的供需差正在缩小。迎峰度夏降至,高温 预期下最高负荷或将进一步攀升且可能提前到来,对用能安全提出挑战。 假设:(1)供给侧:假设各类电源有效容量系数分别为:火电/核电 100%、水电 50%、 风电 10%、光伏 0%,装机容量的时间切面选取当年最高负荷所在月份;(2)需求侧: 最高负荷+10%备用空间。


用能安全是新型电力系统建设的基础,保供要求不会放松。因此,明确固定投资回收 方式是确保建设进度的关键要素。从 PJM 经验来看,成熟市场上电力供需紧张地区的 机组应获得更高的容量补偿。国内此轮火电扩建由“自下而上”的规划主导,目前仅在 电力紧张度高、对火电依赖显著提升的云南等地明确了容量补偿机制,其余地区补偿 机制有待落地。


关注中美主力电源煤电与气电存在差异,还需考虑存量煤机灵活性改造成本。气电自 身调节速率更快、调节深度更深,而煤机需经过额外改造方可实现相同效果。考虑不 可承受的频繁启停成本,完成改造以增强出力可控性是竞逐容量市场煤机的必由之路, 而改造行为本身只会降低其在电能量/辅助服务市场上的收益,增加未回收成本,从 而会拔高容量补偿价格。


原因 2:不同于得州市场,我国对极端电价容忍度有限。国家电力调度控制中心数据 显示 22 年省间现货市场交易总量约 278 亿千瓦时,江浙沪三地为主要外受电地区, 合计占比 46.7%。在高峰期 3Q22 安徽、浙江购电均价距平率超 100%,出现了相对极 端的电价。这一事件后续引发了关于追溯调整省内发电企业电价的讨论、也推动了今 年对该市场价格帽的设置。由此,我们判断稀缺定价机制造成电价剧烈波动的后果是 较难接受的。


原因 3:不同于德国市场,我国网络阻塞客观存在。市场定价机制可部分反映电网阻 塞情况,目前积极发挥需求侧灵活性调节能力的主要是欧洲市场,大多采取系统定价 机制或分区定价机制,同一区域内电价相同,本质反映该地区电网互联程度较高。而 反观美国 PJM 与国内现货试点省份主要采用节点定价机制,表明系统阻塞真实存在。


电网投资落后于电源投资,需求侧发挥调节作用需基础设施支持。电网建设从规划到 落地周期相比电源建设更长,导致当前电网投资/电源投资比例失衡。 一方面,相比于源网侧调节资源而言,需求侧发挥调节作用并不能降低外送电网的建 设需求,无法缓解长线外输的阻塞问题或利用率不足问题。类比欧洲跨境耦合电力系 统,这要求我们进一步加大各个电压等级的省间互济能力。 另一方面,类比德国配电网占比高达 98%(数据来源于电联新媒《德国电力市场设计 的得失与启示》),增量配电网、智能电表等基础设施铺开也是需求侧发挥调节作用的 前提。


综上所述,我们认为更大范围推广容量补偿更符合当下国情,增量成本作为最核心阻 碍有望消除,时机已成熟。 短期看:燃煤成本下降腾出消化冗余成本的空间。年初以来受国内产能扩张+进口煤 到岸增多,在水电出力不足、火电需求旺盛的背景下煤价依然相比去年有较明显下滑, 带来燃料成本的下降,进而逐步传导至价格端(23 年价格下行风险有限,主要影响 反映在 24 年)。此时推广容量补偿,终端用户价格感知相对弱一些。 长期看:新能源装机占比提升,由于其零边际成本特点,长期带低平均电价,腾出消 化冗余成本的空间。欧美批发市场平均电价 10 年前后对比普遍下降约 20%,新能源 这类低成本电源的大量接入,本身也带来了终端用能成本下降的福祉,对冗余成本接 受度逐步提升。 需求侧“0 到 1”的投资机会仍值得关注。 如前所述,集中式市场建设推进。需求侧首推工商业储能。 峰谷价差普遍拉大反映平抑波动的调节性资源有存在必要。当前部分省份通过基于放 电电价补贴的形式推动工商业储能的装机,例如浙江省部分市考虑补贴后的价差高达 1.8 元/KWh,广东、湖南、江苏、安徽等省份考虑补贴后的价差也具有优势。此外, 这些省份多为华东/华南外受电省份,从经济性角度出发,工商业储能起到平抑波动 作用,将有助于减少高峰时段省间高价购电量,因此本身也具有广泛推广的动力。


从国外的实践来看,虚拟电厂技术已经发展了三代: VPP1.0:以分布式电源的集中式汇聚与协调为核心,主要面向电网内部服务。 VPP2.0:以源荷聚集协调为核心,增加了负荷侧资源汇聚功能,除了为电网运营商服 务,也参与现货市场和辅助服务市场等市场化交易。VPP3.0:多元资源的聚集,只要有调节能力的负荷侧资源都可接入,探索形成新的商 业模式和协作生态,甚至增加区块链、DAO 等新的技术要素。


虚拟电厂获政策/技术支持,制约因素有望逐项解除。


主体地位有望明确。虚拟电厂作为新一级调度系统,本质上与电网调度功能有所重合。 在我国统一大电网的国情之下,虚拟电厂作为单独主体在市场运行需处理好与地方电 网之间的调度权问题。此次《管理办法》(征求意见稿)提出建立和完善需求侧资源 与电力运行调节的衔接机制,逐步将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡,再 次确立了虚拟电厂的主体地位。


现货市场铺开、价格信号有望完善。虚拟电厂可发挥的作用之一是需求侧管理。但目 前我国电力现货市场仍未全面铺开,峰谷价差尚不足以刺激用户产生需求侧响应。此 次《管理办法》(征求意见稿)提出推进需求侧资源参与电力市场常态化运行,也预 示着电力市场改革节奏将进一步加快。


功率预测/负荷预测算法、控制算法有望完善。虚拟电厂对可再生能源预测和负荷需 求预测的准确性有很高的要求。由于天气条件、设备性能等因素的不确定性,提高预 测准确性仍然是难点。预测技术的改进将有助于更精确地调度和优化分布式能源资源, 提高虚拟电厂的运行效率。当前,行业需求逐渐刚性,由现货价格风险倒逼新能源企 业为更准确的功率预测买单,将带动技术的发展(如华为云盘古气象大模型),虚拟 电厂运营商同样受益。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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