電力市場中長期交易與現(xiàn)貨市場的設(shè)計
1電力體制改革的目標
直接交易、雙邊協(xié)商、集中競價、現(xiàn)貨市場,都是實現(xiàn)電力交易的方法,是一種改革路徑。要討論改革路徑,首先要考慮改革的目標。
對電力體制改革來說,還原電力商品屬性,建立市場化的交易機制是改革的具體路徑,而優(yōu)化電力系統(tǒng),乃至整個能源系統(tǒng)的資源配置,以最小的資源、環(huán)境等成本提供安全、可靠的能源供給,是最終的目標。所有的改革路徑、方案的設(shè)計,需首先考慮改革的目標,再結(jié)合實際的資源、環(huán)境、社會等方面的現(xiàn)狀和約束進行。
電力系統(tǒng)資源配置的目標包括效率和公平兩個大的方面,而效率目標從時間尺度上講又包括兩個方面:長期效率以及短期效率。
1)長期效率
主要表現(xiàn)在電力系統(tǒng)投資、規(guī)劃的有效性。電力市場機制需要保證充足、有效、合理的投資,引導出電源、電網(wǎng)和負荷的優(yōu)化規(guī)劃,以支持電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟的運行。首先,投資水平不能過低影響電力系統(tǒng)的安全;其次,不能過度投資增加電力系統(tǒng)成本;最后,電源和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)要合理、匹配。
2)短期效率
主要表現(xiàn)在電力系統(tǒng)實時經(jīng)濟運行(調(diào)度)的有效性。電力市場機制需要能引導出最優(yōu)的實時運行方案。運行階段,投資成本已經(jīng)成為沉淀成本,這時候決策主要看可變成本、邊際成本,市場機制需要能引導出整體社會福利最大的運行方式。簡單的說,就是:讓發(fā)電可變成本最低的電廠先發(fā)電,讓用電效益最大的用戶先用電。由于電力的供給和需求隨時間不斷波動,而電力系統(tǒng)又必須保持實時平衡,電力系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度必須按比較小的時間尺度進行。早期,一般以1個小時或半個小時為周期制定調(diào)度計劃,調(diào)度周期內(nèi)的功率不平衡則通過調(diào)頻等輔助服務解決;隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,調(diào)度周期逐漸縮短,現(xiàn)在很多國家和地區(qū)以5分鐘為一個周期制定調(diào)度計劃。
3)公平目標
主要考慮社會福利在不同的市場主體之間的分攤。電力市場的公平性要考慮社會福利在不同業(yè)務環(huán)節(jié)主體如發(fā)電、電網(wǎng)和用戶之間的分攤,以及在不同地理、行政區(qū)域之間的分攤。改革方案需要考慮改革后不同主體之間福利的變化情況。
2電力市場中的現(xiàn)貨市場
經(jīng)濟學中,現(xiàn)貨市場一般是指“一手交錢,一手交貨”的即時或準實時的交易。在電力市場中,不同的文獻、機構(gòu)或?qū)W者對現(xiàn)貨市場有不同的理解或定義。
一種是按時間劃分,將日以上的交易稱為中長期交易(或遠期交易),將日前及日以內(nèi)的交易稱為現(xiàn)貨交易。我國的9號文及相關(guān)配套文件即按這種定義。另外一種,嚴格按經(jīng)濟學中的定義,則只有最接近運行時刻的那個市場,才是現(xiàn)貨市場,其他的都是遠期市場(forwardmarket)。本文的后續(xù)描述中,為了方便及概念清晰,現(xiàn)貨市場指后一種意義的現(xiàn)貨市場,即最接近運行時刻的電能市場,具體的時間可以是日前、兩小時前、小時前,表現(xiàn)形式可以是日前市場、實時市場、平衡市場等。
3電力市場中的中長期交易
遠期交易(forwardcontract)和期貨(futures)、期權(quán)(option)交易都是一種中長期交易,即交易相關(guān)方約定在未來某一時刻按一定的價格進行一定數(shù)量的產(chǎn)品交易的模式。這幾種交易的區(qū)別主要在于是否標準化。遠期交易是一種非標準化的合同,交易雙方自行確定交易的地點、交易的數(shù)量和價格,而期貨和期權(quán)是一種標準化的合約,必須在期貨交易所進行,對合約的數(shù)量、價格、交割地點等都有嚴格的規(guī)定,對市場成員的信用也有嚴格的管理。目前我國電力市場中的直接交易、發(fā)電權(quán)交易本質(zhì)上都是一種遠期交易,尚未建立相關(guān)的期貨、期權(quán)交易品種。國外大多數(shù)實行電力市場的國家或地區(qū)建立了若干期貨、期權(quán)市場,其可以增加交易的流動性,降低市場的風險。
4遠期合約的結(jié)算
電力遠期合約是一種金融合約,電力的售方和購方提前(五年、一年、一個月、一周或一天等)約定在未來的某一市場(日前市場或?qū)崟r市場)以一定的價格進行一定數(shù)量的電力的交易。其常見的一種形式或叫法是差價合約,買、賣雙方不必有實際的電力生產(chǎn)、消費的需求,在約定的市場按照市場價格與合約價格的差進行結(jié)算即可。
比如,電廠A與用戶L在2016年11月20日簽訂了2016年12月15日實時市場下午2點20萬kWh電力的交易合同,價格為0.4元/kWh。在2016年12月15日,若根據(jù)實時競價結(jié)果下午2點的電價為0.35元。則電廠A和用戶B之間需要按照合約電價0.4元與實時電價0.35元之間的“差價”進行結(jié)算:200,000*(0.4-0.35)=10,000元,即用戶L需向電廠A支付差價1萬元。反之,如果2016年12月15日下午2點的實時電價為0.42元,則電廠A需要向用戶L支付差價200,000*(0.42-0.4)=4000元。注意,簽訂差價合約的購、售方都不需要有實際的發(fā)電、消費能力。如果交易雙方在實時市場中有物理的發(fā)電和用電量,則均按照實際的電量和實時市場的價格結(jié)算。比如,在2016年12月15日下午2點電廠A的實際發(fā)電量是21萬千瓦時,用戶L的實際用電量是19萬千瓦時,如果該時段的實時電價是0.45元/kWh,則電廠A在實時市場可以獲得售電收入9.45萬元,用戶L在實時市場需要支付電費8.55萬元。
對于差價合約的結(jié)算,可以由購售雙邊在實時市場之外場外方式結(jié)算,也可以將其提交給實時市場的運營機構(gòu)讓其代為結(jié)算。目前大多數(shù)地區(qū)和國家的市場中通過市場運營機構(gòu)結(jié)算。
可以認為遠期合約買賣的是一種價差,或者說價格指數(shù),即合約價格與約定的某個市場(日前市場或?qū)崟r市場)的價格之差。電廠、用戶可以通過遠期合約規(guī)避價格的風險,交易商可以通過套利獲得盈利。
5通過不同交易模式實現(xiàn)電力市場的目標
前面提到,電力市場的目標包括長期效率、短期效率和公平等多個方面,可以通過多種交易類型的組合來實現(xiàn)這些綜合的目標。
1)通過容量市場、政府簽訂的差價合約等實現(xiàn)市場長期的目標
在長期,市場的設(shè)計需要考慮多個方面的目標,如:長期容量投資的充裕度問題;歷史問題,即改革前政府批準的一些投資能夠收回成本;改革可能造成的企業(yè)破產(chǎn)問題;可再生能源發(fā)展等能源政策的實施等。
對這些目標,可以通過容量市場、差價合約等機制來實現(xiàn),其特點是與企業(yè)實際的供給、需求量無關(guān),不影響電力系統(tǒng)實時的運行。
比如,通過容量市場使得發(fā)電企業(yè)即使不發(fā)電也可以獲得一定確定的收益,從而保證電源投資的充裕性。再如,通過政府主導簽訂的差價合約來保證相關(guān)市場主體的一定收益。實際上,英國、加拿大等很多國家都通過差價合約或類似的機制來實現(xiàn)政府的一些政策目標。我國廣東省的基數(shù)電量也可以用差價合約機制來實現(xiàn)。
2)通過現(xiàn)貨市場實現(xiàn)短期的最優(yōu)資源配置
現(xiàn)貨市場中,所有發(fā)電企業(yè)和用戶采用全電量競價,按社會福利最大的原則(用戶不報價時即為發(fā)電成本最小)進行市場出清。在競爭充分和市場力有效控制的情況下,發(fā)電企業(yè)按照發(fā)電的短期邊際成本報價,成本低的電廠優(yōu)先中標。
根據(jù)科斯定理,只要允許中長期合同的自由交易,且交易成本很小,則現(xiàn)貨市場之前簽訂的中長期合同不會影響現(xiàn)貨市場的效率。可以用一個簡單的例子理解這個結(jié)論。系統(tǒng)有兩個電廠A和B,容量都是500MW,每度電的發(fā)電可變成本分別是0.2元和0.5元。某個交易時段(一個小時)的負荷是700MW。下面分析兩種情景下的調(diào)度結(jié)果。
情景1:政府與A和B電廠分別簽訂了400MWh和300MWh的基數(shù)電量合同。不允許發(fā)電權(quán)交易。實際A和B分別發(fā)電400MWh和600MWh,總發(fā)電成本為0.2*400,000+0.5*300,000=230,000元=23萬元。
情景2:沒有基數(shù)電量合同。根據(jù)經(jīng)濟調(diào)度原則,A發(fā)電500MWh,B發(fā)電200MWh,社會總發(fā)電成本為0.2*500,000+0.5*200,000=200,000元=20萬元。相對情況1,總發(fā)電成本少了3萬元,也就是說,社會福利增加了3萬元。
情景3:政府與A和B電廠分別簽訂了400MWh和300MWh的基數(shù)電量合同。允許發(fā)電權(quán)交易。由于A的發(fā)電成本遠遠低于B,A和B達成協(xié)議,B電廠將其100MWh的發(fā)電權(quán)以0.15元/kWh的價格轉(zhuǎn)讓給A。也就是說,A可以多發(fā)100MWh電,但需要給B一定補貼:0.15*100,000=15000元。這樣,最終A發(fā)電500MWh,B發(fā)電200MWh,社會總發(fā)電成本與情景B一樣為20萬元。但由于有基數(shù)電量合同,相對情景2,A多了15000元成本,而B多了15000元收益。但相對情況1,A多發(fā)了100MWh的電而增加利潤15000元,B少發(fā)100MWh的電也獲得了15000元的補貼,社會總福利增加了30000元,這主要是由于發(fā)電成本降低了3萬元造成的。
情景4:政府與A和B電廠分別簽訂了400MWh和300MWh的基數(shù)電量合同。不允許發(fā)電權(quán)交易,但允許電廠在現(xiàn)貨市場申報上調(diào)、下調(diào)價格。假設(shè)A申報每度電價格高于0.35元可以增加發(fā)電100MWh,價格低于0.1元可以減少發(fā)電250MWh;B申報每度電高于0.6元可以增加發(fā)電200MWh,每度電補貼其0.35元愿意減少發(fā)電150MWh。現(xiàn)貨市場中,交易機構(gòu)對上調(diào)、下調(diào)報價出清,結(jié)果A上調(diào)100MWh,B下調(diào)100MWh,對A增加的發(fā)電按每度電0.35元結(jié)算,對B減少的發(fā)電按每度電0.15元補貼。最終,市場的發(fā)電成本與情景2也一樣,為20萬元。A和B的利潤水平和情景3一樣。
從上面的例子看到,在允許遠期合同(基數(shù)電量合同)進行交易(情景2的發(fā)電權(quán)交易或者情景3的現(xiàn)貨市場調(diào)節(jié)交易)且交易成本很低的情況下,基數(shù)電量合同的存在未影響社會福利,仍可以實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置,但基數(shù)合同電量的存在影響了社會福利在不同的市場主體(電廠A和B)之間的分配。但如果交易成本很高(比如沒有上調(diào)下調(diào)市場,且缺乏有效的發(fā)電權(quán)交易機制),最終實際按照基數(shù)電量合同調(diào)度(情景1),社會福利就會受到損失。6對我國電力市場交易模式設(shè)計的建議
1)通過差價合約等中長期合同形式實現(xiàn)電力系統(tǒng)投資有效性、節(jié)能減排等方面的目標。
2)建立有效、方便的中長期合同(包括政府簽訂的基數(shù)電量合同和市場協(xié)商合約、集中競價合約)轉(zhuǎn)讓和交易機制。
3)現(xiàn)貨市場進行全電量競價,現(xiàn)貨市場的調(diào)度時段為半小時或更短。
責任編輯:大云網(wǎng)
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