五、对调度的影响
(一)国际经验
建立覆盖面广的电力批发市场,会对价格产生两方面的影响。第一,由于现有价格面临竞争,发电企业和售电公司不得不在定价时更为准确地反映供求状况。 在最初的价格水平上,如果发电量比用电需求量大,发电企业和售电公司不得不通过降价来使供求关系恢复平衡。也就是说,之前发电企业和售电公司的定价太高了。因此,减少电力行业的寻租空间和垄断力将有助于提高配置效率。这种效果既可以在短期(日前)也可能在长期(月度)批发市场中体现出来。不过,也可能存在相反的情况,由于价格管制,售电公司和发电企业不得不定价偏低,导致供小于求。在这种情况下,批发市场将提高电价,纠正过低的定价 B 。
第二,批发市场有助于提升发电效率。 不论之前的系统是如何在不同电厂之间进行调度的,现有的系统运营商都有动力把发电任务首先分配给成本最低的电厂( Newber and ollitt, 1997)。批发市场使得电厂根据成本进行竞争,只有成本足够低的电厂,才会被选择。如果市场能够拓展到以前未被纳入的地区,那么必将引发电厂之间的价格竞争,报价低的电厂将首先得到调度。每个电厂都会为了保持竞争力而积极降低成本,那些报价接近于市场价的电厂尤其如此。对于这些电厂来说,成本只要稍高或稍低,就可能决定它们能否在批发市场上赢得供电合同。从长期来看,这也决定着它们是继续生存还是关闭。因此,电厂有很强的动力来提高发电效率以降低成本。而且,人们在进行投资时,只会投资成本最低而且相对于未来市场的预期价格具有正净现值的电厂。当然,批发市场要想取得这样的效果,还需要建立短期市场(通常是日前市场),因为要想通过改善调度来节省成本,就应该通过有效率的实时运营来实现。如果初始价格相对于市场上有竞争力的价格来说过低,那么批发市场将提高价格,所有电厂都将得到更高的价格,这意味着更多的高成本电厂将得到调度。
电力批发市场通过价格来影响电厂的调度,从而影响电厂的运营和投资效率。在欧洲的电力市场上,发电企业受到批发市场价格的影响,只调度那些成本最低的电厂。在美国,系统运营商根据日前市场的报价来决定哪些电厂被调度。但不论是欧洲还是美国,实际的调度情况都与市场报价密切相关,基础市场价直接影响到调度决定。中央调度和自我调度哪个更好,一直重备受争论。中央调度需要每个发电公司都进行自我优化,同时还需要预测系统的其他运行任务。自我调度系统的好处是,无论市场的支付规则是什么,发电企业在决定让哪些电厂运行的时候,都会将所有关于成本和合同执行的问题考虑在内。英国竞争与市场管理局最近得出的结论是英国的自我调度系统和美国普遍使用的中央调度系统同样有效率( CMA,2016)。
不论在欧洲还是美国,市场扩展对于生产和配置的效率都很重要。欧洲国家之间的电网互联使各国相互之间可以进行电力生产的配置优化,从而减少整个系统的成本。在美国的 PJM 中,市场扩展也使之前实行独立调度的地区实现了电力生产配置优化。市场扩展可以增加独立市场内部的竞争,并且保证让整个市场区域内成本最低的电厂被调度( Mansur and White, 2012)。
(二)对广东省调度的影响
由于最近的电力市场改革,广东燃煤电厂的财务回报率受到很大影响。根据 Ng (2016)的估计,燃煤电厂的回报率将从 2016 年的 9% 降到 2018 年的 5%。中电集团也宣布,由于受电力市场改革的影响,其在中国南方的发电业务的利润急剧下降( CLP, 2016)。
南方电网有四级调度:第一级是南方电网,包括从西到东的互联;第二级是省级电网;第三级是市(其中包括广州和深圳)级电网;第四级是县级电网,包括分布式发电(如小水电)(中国南方电网, 2016; Wang et al., 2006)。在广东,所有的煤电、部分天然气热电联产以及所有的核电都由省一级进行调度。
系统运营商的实时调度决策不直接受批发市场合约的影响。目前广东省的调度仍然沿用之前的市场交易规则,即以每个电厂被分配的运行时间为基础。不过,电力市场的年度和月度合约确实会影响电厂在合约期内为实现这些合约电而运行的时间。这与其他国家不同,在其他国家,每天的调度都受电力市场价格的影响。发电企业相互之间也可以在一定程度上自由进行电力交易。由于发电企业有强烈愿望去匹配供应和需求,并选择运行成本较低的燃煤电厂,所以取得了一些节煤效果。
这种调度方式可能会被改革( Ho et al., 2017)。目前正在对两种模式进行测试:第一种是辅助测试,即电厂在运行问题上是否需要遵守调度安排;第二种是电厂需要提前 5 天报告它是否可以运行。
跨省电力交易主要通过广州和北京两个电力交易中心进行(Zhang et al.,2014)。 从云南输送到广东的电力,需要收取 0.1735 元 / 千瓦时的输电费用,此费用相对于支付给广东发电企业的价格来说偏高 A 。广东 1/3 的用电量需要从省外引进,其中主要来自云南。云南和广东的交易量取决于双方的协商,他们的交易虽然看上去使双方受益,但每个省都会同时存在受益者和受损者。在云南,燃煤发电企业的收入可能增加,但市场用户需要支付更高的价格。而在广东,所有的发电企业都可能受损,电力用户可能受益。云南有一个现货市场,其中 95% 是水电,而且不太可能很快与广东实现完全互联( Meng andChang, 2016)。
六、改革建议
(一)改革的总体评价
一个引人关注的问题是,广东省不同地区的终端零售价格缺乏透明度。终端价格仍由南方电网负责,售电公司并不清楚用户实际支付的最终价格。南方电网把广东省分为 6 个主要的价格区域(最开始是 71 个),同种类型的电力用户在不同区域需要支付的终端零售价差别较大。县级的终端电价也是不同的,特别是在珠三角地区和非珠三角地区之间,因为两个地区有不同的税和补贴。广东省有 21 个市、 19 种电价。在不同的价格区域间,终端电价中的输配价部分从 0.1~0.2 元 / 千瓦时不等(国家能源局, 2017)。在终端电价的构成要素中,除市场价差外,还包括发电指导价、上网电价、交叉补贴以及输配电价。
从改革的总体影响来看,垄断性的输配电价是一个重要方面。 Pollitt 等( 2017)讨论过,在电力改革对终端价格的总体影响中,激励性监管是一个重要因素。 2017 年 1 月,国家发改委要求所有省公布单独的上网电价。广东省已于 2017 年 11 月公布了它的价格,该价格将是 2017~2019 年的固定名义价格。 2017 年 1 月,广东省发改委还宣布将所有用户的最终电价降低 0.0233元 / 千瓦时,加上电力市场的价差 -0.0645 元 / 千瓦时,意味着参与电力市场的所有用户的电价在 2017 年下调了 0.0878 元 /千瓦时(在支付零售成本之前),相当于 2015 年工业电价的 10%(见表 1)。 2018 年还可能进一步降价,因为电力交易中心的年度价差从 0.0645 元 / 千瓦时增加到了 0.0766 元 / 千瓦时。
广东省有三个部门对电力行业实施监管:第一个是广东省发改委的经济和信息化委员会的电力处,负责发放电力市场以及市场参与者的许可证;第二个是省发改委的价格处,负责计算输配电价;第三个是国家能源局南方监管局,承担某些监督管理职责。这三个部门都有责任对电力市场的竞争环境进行监测,但是,他们之间的职责分工不够明确。而且,中国的《反垄断法》是否适用于电力行业,目前还存在法律上的争议 。应该有一个独立的监管机构,负责发放市场参与者许可证、进行市场设计调整、确定上网电价以及监测竞争环境。这样一个独立机构的优势是能够整合管理资源和经验,并提高监管能力。Pollitt 等( 2017)讨论了独立监管机构在其他国家的重要性及是否适用于中国。Li 和 Yu ( 2017)指出,对电力行业监察体系进行司法改革,将有助于推进中国的电改。
为电力系统引入新的售电公司,已经产生了三个积极效果。第一个是改善了人们对于电力产品本质的理解,电力用户现在对于价格和能源管理问题更加敏感。第二个是政府更加理解从行政定价走向市场定价的意义。第三个是售电公司为用户提供的服务质量要好于南方电网的服务质量。
在广东,电厂所有权的集中度很高。其中,最大的发电企业粤电集团拥有 35% 的装机容量市场份额,第二大企业拥有 20% 的份额。粤电集团是中国华能集团的持股公司 A ,主要业务集中在南方电网地区。这说明,可能有必要让国有电厂之间实现资产交换,从而让他们在竞价过程中形成竞争。
2017 年,广东参与电力市场交易的电量只覆盖了全省 20% 的电力需求,这些电量占省内发电量的 30%,对于燃煤电厂来说这一比例要更高些(可能为 40%)。电力市场中的边际成本可能比实际发电的边际燃料成本要低一些,因为启动、关机和部分负荷都会带来成本。对于一个燃煤电厂来说,如果不能把电卖给电力市场,可能就需要减少发电量。如果这种情况会提高边际燃料成本(因为部分负荷的缘故),或要求一个电厂停机而另一个电厂开机(都是有成本的),那么报价最好比边际燃料成本低一些。
一个重要问题是,在一个部分放开的市场中,需求远大于供应(杨威等,2017;庞鹏, 2016) 。这种情况会导致售电公司在报价时只为它们要购买的最终电量报出很小的价差,其目的是降低市场价格。月度供应曲线和需求曲线实际上并不发生交叉,图 8 显示了 2017 年 2 月和 3 月广州电力市场供给曲线。
电力市场建立以来,价格确定的方式也是在变化的。 2016 年到 2017 年 2 月,市场成交价是根据拍卖过程中中标者的价差电费计算出来的。这不同于其他国家多数电力批发市场的统一价格(市场均衡价格)。广东电力市场交易价格的具体计算方法是:首先,计算出购电方报价和供电方报价分别相对于管制价格来说的理论节约量(即价差电费),也就是总消费者剩余的面积和总生产者剩余的面积;紧接着,使用这两个面积之和来计算出系统的价差电费 A ;最后,按照 50% 的比例将价差电费平均分配给所有购电方和所有供电方。各购电方根据各自在购电方总价差电费中所占的份额进行分配,各发电企业的价差电费也将根据其在供电方总价差电费中的相对比例进行分配。图 9 详细解释了这个计算方法。
在图 9A 中,有 3 个售电公司(购电方)和 3 个发电企业(供电方)在拍卖中中标。发电企业的最低报价是以 -400 的相对价格供应 2 个单位的电量。市场出清价格应该是 -200(供给曲线与固定交易量曲线的交叉点),所有售电公司都应该支付这个价格。在图 9B 中,总消费者剩余( 300)用橙色表示,总生产者剩余( 1750)用紫色表示。两者相加就是系统的价差电费( 2050)。在图 9C 中,系统的价差电费总额被对半分配给中标的售电公司和发电企业,然后,每个售电公司或发电企业再分别根据各自在总消费者剩余或总生产者剩余中的份额得到相应的价差电费。例如,在中标的售电公司当中报价第二低的那个公司的消费者剩余是 100,这等于总消费者剩余的 1/3 ( 100/300),所以该公司分配到的价差电费是 1025 的 1/3,即 341.6。在图 9D 中,价差电费被转换成价格。计算方法是将每个中标公司或企业的价差电费除以它的购售量。例如,报价第二低的售电公司需要支付的价差是 -170.8(即 -341.6 除以 2)。
最终结果显示,发电企业得到的价格要比它们的报价高,而售电公司支付的价格比它们的报价要低。一个重要问题是,边际内竞标者的竞价行为会影响市场定价结果。比如在图 9 中,不论是报价 -50 的售电公司(下文称“售电公司 2”)还是报价 -400 或 -350 的发电企业(下文分别称“发电企业 1”和“发电企业 2”),都能影响最终定价。