電力市場為何物理運行與財務結(jié)算是充分分離的

張樹偉

背景

一手交錢，一手交貨往往是菜市場，以及大部分市場的基本規(guī)則。物理交換與財務結(jié)算是同時完成的，同時，物理交換決定財務結(jié)算。

但是，電力系統(tǒng)需要實時平衡，難以存儲，所以，競爭性市場需要提前結(jié)束（所謂的“關門時間”），然后由統(tǒng)一的系統(tǒng)運營商以一種中心化的方式，去調(diào)度備用資源應對各種不可預計的不確定性。

就產(chǎn)品類型而言，由于需要提前量，都是期貨，大部分市場中，物理交割在交易價格確定之后完成。一方面，因為存在各種不確定性，市場價格的波動會很大。因此，大部分消費者往往通過長期合同、場外交易等手段進行風險規(guī)避：這個市場的波動很大，也吸引了投機者，使得市場的流動性進一步增強，各種金融工具的嵌套愈加復雜。久而久之，電力市場越來越像產(chǎn)品無差別的金融市場。

發(fā)電商為獲得收入，并不必然需要發(fā)電，或者發(fā)約定的電力。發(fā)電商的收益結(jié)算更多地取決于市場設計與“本來應該怎么樣”，而不是“實際怎樣”，與金融市場有很多類似之處。這種復雜程度已經(jīng)使得美國的部分市場產(chǎn)品的嵌套、耦合與結(jié)算，發(fā)展到了業(yè)外人士（包括筆者）和大眾無法理解的程度。

當然，菜市場與電力市場其實還是相同的，因為以上兩者盡管表象不同，其實質(zhì)仍舊是相同的，那就是“基于規(guī)則劃分損益”，而不是基于“物理上，誰發(fā)電誰有收入，誰不發(fā)電誰倒霉”的物理現(xiàn)實。不幸的，后者恰恰是過去造成我國風電、光伏限電問題的邏輯所在。

過去的故事

現(xiàn)貨市場非“現(xiàn)貨”。我國習慣上將短期電力市場，包括短于日前的市場部分稱為“現(xiàn)貨”，這著實只是一種習慣提法。電力系統(tǒng)要保持隨時的平衡，但各種內(nèi)在的不確定性，特別是需求與突發(fā)事件使得市場的平衡無論如何都需要“提前量”，而在真正的實時狀態(tài)下，依靠集中式的調(diào)度作為唯一的買家，運用系統(tǒng)備用資源，去彌補不平衡的那部分。日前的市場是確確實實的“期貨”市場，也就是提前24小時進行交易安排與結(jié)算，而沒有物理的電力交換，這已經(jīng)是物理與財務的分離了。

我國目前電力市場中98%以上的交易是提前一年的期貨。我國以成本為基礎的定價體系，對應到市場上，可以看做是提前一年的期貨，也就是提前一年時間確定長期合同。比如兩個省長一年見一次面，敲定下一年的跨區(qū)輸送電量。

普通大眾理解電力市場的時間尺度更大，比如多年的期貨。這集中體現(xiàn)在對三峽分電體系的理解上。筆者多次就三峽問題發(fā)表看法，表示其所發(fā)的電應該更多地留在湖北本地以及臨近地區(qū)消納。有些業(yè)內(nèi)專家反饋：當年湖北、湖南都不要啊！這種邏輯與市場隨時進入的開放競爭的邏輯是完全不搭界的。一個歷史性安排可以固定十幾年，這相當于多年的期貨。因為這種鎖定價格，有些地區(qū)應該是獲得了很大的收益，比如上海。但是，因為這種送電的不靈活，有些地區(qū)卻是受害的，比如湖北。2011年7月三峽水電大發(fā)時，湖北居然要拉閘限電。

歐盟通過可再生能源發(fā)電量“統(tǒng)計轉(zhuǎn)移”來推動各國完成可再生能源發(fā)展任務。物理與財務（可以）完全分離。歐盟有可再生能源發(fā)展2030年遠景目標，并且其具體做法與中國類似，將總體目標拆分，給各國攤派一個主觀指標。那么，不同國家完成任務的難度就會大小不一，比如有些國家已經(jīng)超額完成（丹麥），有些國家因為自身資源條件實在有限，發(fā)展成本很高（德國）。為解決這個問題，歐洲采用了可再生能源國際合作機制（international renewablecooperation）——在其他國家（地區(qū)）開發(fā)的可再生能源可以以統(tǒng)計轉(zhuǎn)移（statisticaltransfer）的方式算作投資國目標的一部分。由于這些機組的加入，兩國間聯(lián)絡線潮流可能會發(fā)生改變。但是，人們不會“傻”到專門拉根線將這部分電廠接入德國電網(wǎng)，其物理上仍舊是在丹麥電網(wǎng)平衡。

美國的可再生能源電力長期購買合同（Corporate Renewable Power PurchaseAgreements，PPAs）越來越多。許多有社會責任感的大公司，特別是IT企業(yè)，紛紛通過這種方式表明自身支持可再生能源發(fā)展的態(tài)度，并愿意身體力行。在價格上，PPA確定的可再生能源發(fā)電長期電價往往比化石能源發(fā)電還便宜。能源基金會在2019年的一份報告。中對此進行過綜述，它區(qū)分了物理PPA與虛擬PPA兩種方式。必須強調(diào)的是，這完全是一種操作層面的劃分，僅存在于項目地理位置與財務結(jié)算的區(qū)別上，在系統(tǒng)運行的物理層面（應該）是沒有區(qū)別的。

我國的“大飛線”電力外送在物理與交易界面劃分上比較混沌。多數(shù)情況下，那些被定位為“外送機組”的發(fā)電機組，就相當于物理上受電端的機組，在受電區(qū)域平衡，調(diào)度與結(jié)算是一體的。這部分機組很少與本地電力平衡發(fā)生任何關系。當然，也有例外，比如原國家電監(jiān)會的報告指出，2009年底湖北缺電，江西組織的臨時送湖北交易電量，實際上是三峽送江西的電量直接改送湖北，江西則在省內(nèi)掛牌向火電企業(yè)采購電量。事實卻是，該部分電量并未出省，而是由江西自行消納，交易電量與三峽送入的電量進行了對沖。也就是說，交易層面是湖北向江西購電，實際運行時卻是三峽電在湖北消納，而江西自己多發(fā)電。

邏輯與市場設計

日前市場不是形成一個有效率市場的必要條件。比如目前歐美市場往往是“日前市場+調(diào)整機制”的結(jié)構(gòu)。市場機制本身就是一種靈活性安排，以應對各種需求、供應的不確定性與突發(fā)事件。從理論上來說，日前市場也并不是建立有效率市場的必要條件，與日后根據(jù)確定性的需求結(jié)算價格可以等價。兩個階段市場只是一種歷史沿襲下來的習慣。在管制電力體系時期，即使是最慢的核電以及大煤電機組，多數(shù)機組要實現(xiàn)其發(fā)電承諾，提前12小時基本就足夠了。因此，日前的提前量已經(jīng)足夠各個主體安排生產(chǎn)計劃了。

美國的市場更像一個“物理戰(zhàn)場指揮官系統(tǒng)”。不管這些電廠與用戶達成了何種交易價格與協(xié)議（有些調(diào)度甚至都不知道具體細節(jié)），對于調(diào)度而言，總是根據(jù)系統(tǒng)物理約束，優(yōu)先用那些成本更低的機組去滿足需求。對于某臺機組而言，即使某個小時簽了100萬千瓦的電量雙邊合同，如果調(diào)度發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)供大于求，而這臺機組合適提供“向下的調(diào)節(jié)”服務，那么它實際發(fā)的可能只有80萬千瓦電力。

歐洲的電力市場更像一個“分布式平衡系統(tǒng)”。每個參與者必須實現(xiàn)自我平衡，約定賣100萬千瓦時的電量，就必須平衡同等電量。如果最后由于自身的原因只發(fā)了80萬千瓦時的電量，參與者就必須在市場關門之前購買20萬千瓦時的電量，否則會收到“平衡誤差罰單”。

我國的電力市場更像一個“物理決定交易”的體系。物理上，調(diào)度設定了何種潮流計劃，所有市場參與方，包括電廠、用戶都必須遵守。調(diào)度在年尺度以內(nèi)高度自由量裁，基本不接受監(jiān)管，唯一需要監(jiān)管的是全年的量是否符合年初的計劃。所以，交易的靈活性是高度受限的。每個電廠實際發(fā)了多少電，然后就有多少收益，很少再有其他途徑。唯一的例外是幾個所謂的“調(diào)峰輔助服務市場”，由調(diào)不下去的機組出錢補償那些調(diào)下去的，相當于“斗地主”。這仍然是一種由“物理”決定交易，以成本為基礎的體系，與市場邏輯格格不入。

總結(jié)：電力系統(tǒng)的物理運行與財務結(jié)算是（可以）充分分離的

電力系統(tǒng)最初就是一個各種技術(shù)構(gòu)成的多元化系統(tǒng)，因為需求隨時在變動，而儲能很困難，所以，發(fā)電的時點十分重要，中午高峰時發(fā)的電，與午夜無需求時發(fā)的電，其價值差別是非常大的。各種技術(shù)的組合，而不是單一的某種技術(shù)，對長期而言是最優(yōu)的。

在交易層面，無論是躉售批發(fā)市場、雙邊場外交易、長期購電合同，還是處于嚴重泡沫中的“區(qū)塊鏈點對點交易”，對電力市場來說，都是可以充分適應的靈活交易。這些交易反映到物理層面的運行，無非就是一些或正或負的出力而已。而系統(tǒng)的物理運行，必須具有明確的經(jīng)濟效率優(yōu)先的價值觀。

如果說，我們的電力系統(tǒng)與國外有何“差別”（若算不上差距的話），那么物理運行層面的差別是最大的，這也是筆者反復強調(diào)電力體制改革要回歸體制的基本原因。交易層面的差別無非就是影響蛋糕如何劃分、誰虧誰賺的問題，而物理運行層面的安排才是決定整體效率、效益蛋糕大小的關鍵。