美國放松管制市場電力結(jié)算價(jià)形成機(jī)制概述

陳濤

摘要：20世紀(jì)80到90年代，美國很多地區(qū)實(shí)行電力產(chǎn)業(yè)改革，將電網(wǎng)的發(fā)電業(yè)務(wù)出售或是剝離為獨(dú)立的發(fā)電企業(yè)。這一舉措對降低電價(jià)、提高電力行業(yè)服務(wù)質(zhì)量起到了積極作用。美國市場導(dǎo)向的電力定價(jià)機(jī)制已運(yùn)行多年，積累了較為豐富的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，形成了相對成熟的市場體系?？梢詾槲覈娏Ξa(chǎn)業(yè)改革、電力定價(jià)機(jī)制相關(guān)研究提供一些有益參考。

關(guān)鍵詞：邊際電價(jià)；發(fā)電棧；區(qū)域邊際電價(jià)

1866年，德國人西門子發(fā)明了自勵式直流發(fā)電機(jī)，1875年，巴黎北火車站建成世界上第一座火電廠，為附近照明供電，1879年，美國舊金山實(shí)驗(yàn)電廠開始發(fā)電，成為世界上最早出售電力的電廠。電力逐漸改變了人類的生產(chǎn)、生活方式，如今，電力早已成為世界上應(yīng)用最廣泛的二次能源。電力市場結(jié)構(gòu)、電力定價(jià)機(jī)制、電力生產(chǎn)新技術(shù)等相關(guān)課題的研究也成果豐碩。

本文以美國PJM地區(qū)（即賓夕法尼亞-新澤西-馬里蘭地區(qū)）放松管制的電力市場為研究對象，對這一類型市場電力結(jié)算價(jià)的形成機(jī)制做一概述。

1 電力產(chǎn)業(yè)鏈

世界各地在電力產(chǎn)業(yè)鏈界定上大同小異，但一般都會包含發(fā)、售、輸、配和終端消費(fèi)等幾個(gè)環(huán)節(jié)。以美國PECO Energy公司（美國賓夕法尼亞州最大的電力和天然氣公用事業(yè)公司）為例，該公司就將電力產(chǎn)業(yè)分為發(fā)電廠、高壓輸電線路、變電站、社區(qū)變壓器，低壓配電線路等部分，其中變電站、社區(qū)變壓器和低壓配電線路統(tǒng)稱配電系統(tǒng)。

配電系統(tǒng)具有初始投資成本高，但邊際成本低的特點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看，屬于自然壟斷行業(yè)。而在自然壟斷行業(yè)，由一家供應(yīng)商為新增消費(fèi)者提供產(chǎn)品或服務(wù)要比引入競爭更為適宜。因此，諸如費(fèi)城的PECOEnergy，匹茲堡的Duquesne，紐約的ConEd和芝加哥的ComEd等美國電網(wǎng)企業(yè)都由州一級的公用事業(yè)委員會統(tǒng)一進(jìn)行管理，這些企業(yè)均以政府規(guī)定的投資回報(bào)率在運(yùn)營過程中回收成本。

與配電類似，輸電也是自然壟斷行業(yè)，因?yàn)橹貜?fù)建設(shè)輸電線路會造成極大的浪費(fèi)。輸電線路一般都很長，且經(jīng)常涉及跨州線路，美國的輸電系統(tǒng)是由聯(lián)邦能源管理委員會（Federal Energy RegulatoryCommission，F(xiàn)ERC）進(jìn)行管理的。

與輸配電不同的是發(fā)電環(huán)節(jié)。電力是發(fā)電企業(yè)的產(chǎn)品，輸配電企業(yè)是電力的直接消費(fèi)者?，F(xiàn)實(shí)中，供給曲線和需求曲線，或者說發(fā)電量和用電負(fù)荷，都不難獲取，二者的交點(diǎn)即為電價(jià)。這個(gè)價(jià)格既不是經(jīng)驗(yàn)值也不是供需雙方討價(jià)還價(jià)的結(jié)果，而是基于供電企業(yè)成本和實(shí)際用電負(fù)荷等數(shù)據(jù)計(jì)算所得。

2 電力產(chǎn)業(yè)改革

過去，電力產(chǎn)業(yè)都是垂向整合的，電網(wǎng)企業(yè)既擁有電廠又負(fù)責(zé)輸配電，并受政府管制。這種經(jīng)營模式在一段時(shí)期內(nèi)對電力產(chǎn)業(yè)的資金積累、避免重復(fù)建設(shè)等起到了非常重要的作用川。但由于發(fā)電環(huán)節(jié)本身與輸配電不同，是一個(gè)竟?fàn)幨袌?。因此，?0世紀(jì)80到90年代，美國很多地區(qū)實(shí)行電力產(chǎn)業(yè)改革，將電網(wǎng)的發(fā)電業(yè)務(wù)出售或是剝離為獨(dú)立的發(fā)電企業(yè)。被剝離后的發(fā)電企業(yè)被稱為‘商業(yè)電廠（merchant generators）”或“放松管制電廠（unregulated generators）”。這些電廠不受公用事業(yè)部門管制，它們以投標(biāo)的方式與競爭對手爭奪供電權(quán)。

美國大部分地區(qū)，包括東北部、中西部、德州和加州都進(jìn)行了電力產(chǎn)業(yè)改革。大量證據(jù)也表明，這一舉措確實(shí)對降低電價(jià)、提高電力行業(yè)服務(wù)質(zhì)量起到了積極作用，但也有一部分地區(qū)為追求電價(jià)穩(wěn)定，仍然維持著管制狀態(tài)，例如落基山和西北部地區(qū)。

3 “發(fā)電棧（generation stack）”與電價(jià)

在放松管制市場，每座電廠會在前一天向當(dāng)?shù)匾患覍ｉT的準(zhǔn)政府非盈利企業(yè)（通常是電網(wǎng)）投標(biāo)，標(biāo)書中寫明第二天能夠提供的電力總量和單位電力的售價(jià)。負(fù)責(zé)收集標(biāo)書的企業(yè)會以電廠報(bào)價(jià)的順序?qū)ν稑?biāo)電廠進(jìn)行排序，從而決定哪些電廠在什么時(shí)間開始供電。一般來講，投標(biāo)價(jià)格較低的電廠首先被賦予供電權(quán)力（又稱激活），直到某個(gè)價(jià)格點(diǎn)上的供應(yīng)滿足第二天的用電負(fù)荷為止。最后被激活的電廠被稱為邊際電廠（marginal power plant），最后進(jìn)入市場交易的一單位電力的投標(biāo)價(jià)格被稱為邊際電價(jià)（marginal price）[2]。如無特殊情況，電網(wǎng)就以此價(jià)格作為結(jié)算電價(jià)與所有得標(biāo)電廠進(jìn)行結(jié)算。簡言之，電力價(jià)格是通過非歧視拍賣的方式產(chǎn)生的。

如果將所有投標(biāo)電廠的供給曲線整合到一個(gè)坐標(biāo)系中，得到的圖形則被稱為“generation stack”，其實(shí)質(zhì)是各個(gè)電廠邊際成本的排序[3]。邊際成本越低，投標(biāo)價(jià)格就越低，被激活的可能性就越大。國內(nèi)尚無“generation stack”的標(biāo)準(zhǔn)譯法，但魏立佳（2014）在他的譯著《能源市場交易與投資》（原著作者是Davis W.Edwards）中將其譯為“發(fā)電?！?，有堆棧、疊加之意，十分形象，本文沿用此譯名。

圖1是典型的美國PJM地區(qū)電力市場“發(fā)電?！备拍顖D。圖中每一個(gè)點(diǎn)代表一座電廠，這些電廠以投標(biāo)電價(jià)排序，具有一定的規(guī)律?？稍偕茉措姀S的報(bào)價(jià)最低，因?yàn)檫@類電廠可以免費(fèi)獲取所需的燃料—降雨、陽光和風(fēng)等，邊際成本很低。核電廠的邊際成本稍高于可再生能源電廠，原因是核燃料的效率極高，質(zhì)量很小的核燃料就蘊(yùn)含巨大的能量。燃煤電廠的發(fā)電成本構(gòu)成因素相對復(fù)雜，燃料成本占大部分，同時(shí)，此類電廠還需要購買排放權(quán)或是使用控排設(shè)備，這些都會推高成本。燃?xì)怆姀S報(bào)價(jià)高于燃煤電廠，理由也顯而易見—天然氣的價(jià)格比煤炭高。報(bào)價(jià)最高的是燃油電廠，這類電廠一般規(guī)模較小，效率不高，在美國多扮演調(diào)峰電廠的角色。

基于“發(fā)電?！边@一概念，理解美國放松管制市場電價(jià)定價(jià)機(jī)制就十分容易了。當(dāng)用電負(fù)荷為90吉瓦時(shí)，電價(jià)大約是35美元/兆瓦時(shí)（圖中A點(diǎn)）。如果是炎熱的夏季，大量空調(diào)開啟的情況下，用電負(fù)荷可能會達(dá)到145吉瓦，此時(shí)的電價(jià)就會接近150美元/兆瓦時(shí)（圖中B點(diǎn)）。美國放松管制市場電力價(jià)格波動十分頻繁，原因就在于此。有時(shí)，同一時(shí)間段（例如12：00-18：00）的電價(jià)，可能由于季節(jié)的不同，會有相當(dāng)大的差異。

如前所述，通常情況下，電網(wǎng)會以邊際電價(jià)與各個(gè)電廠進(jìn)行結(jié)算。換句話說，電力價(jià)格在電網(wǎng)的任何位置都一樣。然而，在需求高峰期，電力線路可能過載。為了減輕過載，在電網(wǎng)擁堵的地區(qū)，電力成交不再按照最低價(jià)到最高價(jià)的順序，而是首先考慮靠近消費(fèi)者的電廠。所以，這些地區(qū)的消費(fèi)者可能需要支付更高的電費(fèi)（電網(wǎng)的其他消費(fèi)者則基于邊際電價(jià)支付電費(fèi)）。這一電價(jià)只發(fā)生在擁堵地區(qū)，通常被稱為區(qū)域邊際電價(jià)（Locational Marginal Price）。

4 小結(jié)

我國電力產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，已由最初的計(jì)劃體制轉(zhuǎn)向市場體制，差別電價(jià)、階梯電價(jià)、新能源電力補(bǔ)貼等改革手段被廣泛采用。未來，電力產(chǎn)業(yè)市場化進(jìn)程必然會被繼續(xù)推進(jìn)。美國市場導(dǎo)向的電力定價(jià)機(jī)制已運(yùn)行多年，積累了較為豐富的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，形成了相對成熟的市場體系，可以為我國電力產(chǎn)業(yè)改革、電力定價(jià)機(jī)制相關(guān)研究提供一些有益參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏一鳴.能源經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].2.清華大學(xué)出版社，2013.

[2]Davis W. Edwards.Energy Trading and Investing[M].1.McGraw-Hill， 2009.

[3]魏立佳.能源市場交易與投資[M].1.中國電力出版社，2014.