可再生能源配額制的電力市場研究

馮和靜

（上海勘測設(shè)計研究院有限公司，上海 200335）

0 引言

在可再生能源規(guī)劃過程中，市場上可再生能源的價格提升相對緩慢，市場需求壓力較低，進而導致電力發(fā)行價格、電力供應(yīng)量難以達到發(fā)電廠商的期望。同時，部分發(fā)電商并沒有對負面影響做出綜合整治，許多排污治理工作出現(xiàn)“搭便車”的現(xiàn)象，導致外部環(huán)境污染。在該種模式下，能源發(fā)電廠和可再生能源發(fā)電機構(gòu)為了提升自身競爭力和刺激消費，盲目降低發(fā)電成本，導致電力市場出現(xiàn)失衡狀態(tài)。發(fā)電廠商因為無法取得可觀的經(jīng)濟效益，加上環(huán)保要求高，不能及時取得綠色證書，所以面臨破產(chǎn)倒閉的壓力。結(jié)合以上因素，發(fā)電效果和發(fā)電量會存在明顯波動，因為接入電網(wǎng)對電量的穩(wěn)定性要求較高，所以后期配網(wǎng)系統(tǒng)管理存在一定難度。

1 模型設(shè)計分析

1.1 經(jīng)濟模型分析

可再生能源廠商與煤電廠商是電力市場上主要的生產(chǎn)方，二者在相互配合下提供足夠電能，進而滿足電力市場發(fā)電標準。一般情況下，電力市場表現(xiàn)的電力需求函數(shù)為線性狀態(tài)，如式（1）所示。

式中：電力價格用P表示，Q表示電力需求量，需求函數(shù)中的，分別代表相關(guān)經(jīng)濟指數(shù)，在確保二者為常數(shù)的情況下，，都應(yīng)保證大于0；煤電發(fā)電量用q表示，可再生能源發(fā)電量由q表示。

實施可再生能源配額制度時，可再生能源廠商與煤電廠商都應(yīng)按照要求進行配額比例管理，這時煤電廠商的生產(chǎn)決策行為通過式（2）進行管理，應(yīng)滿足..≥0。

式中:煤電廠商由w表示，代表配額參數(shù)，當煤電廠商的電力數(shù)值為q，相關(guān)綠色證書價格由P表示，煤電廠商的長期邊際成本由Ccoal 表示，可再生能源廠商發(fā)出相關(guān)q的能源開發(fā)量時，煤電廠商應(yīng)結(jié)合實際的發(fā)電量對綠色證書αq進行注銷管理，并結(jié)合實際的發(fā)電總量來取得（1-）q單位綠色證書?？稍偕茉磸S商應(yīng)在符合相關(guān)能源管理要求的條件下進行綠色證書交易，確?？梢赃_到預(yù)期收益（1-）qP，在能源管理期間，煤電生產(chǎn)企業(yè)是綠色證書的買方，為了達到預(yù)設(shè)的配額比例，應(yīng)保證綠色證書達到αq左右，因此產(chǎn)生的支出費用應(yīng)達到αqP。

通過公式（3），對煤電廠商生產(chǎn)數(shù)量進行線性函數(shù)分析，計算結(jié)果如下。

式中：煤電廠商的長期邊際成本由C表示，在煤電廠商固定成本由f表示，與此同時強制配額比例主要是政府部門在綜合治理下產(chǎn)生的。

針對可再生能源廠商成本的生產(chǎn)數(shù)量線性函數(shù)，見公式（4），這時應(yīng)滿足..≥0。

可再生能源廠商利潤的長期邊際成本由c代表，而其固定成本由f表示，可再生能源廠商利潤由W表示。

在利潤化管理模式下，煤電廠商反應(yīng)函數(shù)，見公式（5）。

由于煤電廠商反應(yīng)函數(shù)會直接對利潤產(chǎn)生影響，根據(jù)上述理論可知市場煤電廠商的均衡產(chǎn)出計算公式，見公式（6）。

可再生能源廠商的均衡產(chǎn)出見公式（7）。

在大量計算和反復論證后，綠色證書價格與可再生能源的固定成本、可變成本、配額比例存在直接聯(lián)系。在可再生能源的實際管理中，一旦綠色證書價格提高，與它相應(yīng)的煤電廠商就會減少生產(chǎn)量，煤電開發(fā)成本會明顯提高，可再生能源廠商會因為綠色證書價格的增加而投入較大生產(chǎn)力度進行能源開發(fā)。

1.2 系統(tǒng)動力學模型

構(gòu)建完整的系統(tǒng)動力學模型可以進一步對綠色證書交易和電力市場運行機制綜合分析，從而真正發(fā)揮電力市場與綠色交易市場的耦合效果，綠色證書和電力交互市場因果回路圖如圖1 所示。

圖1 綠色證書和電力交互市場因果回路圖

通過圖1 可以看出，在煤電廠商制定結(jié)合相應(yīng)的可再生能源配額機制管理，可以提升煤電廠商的整體利潤，煤電建設(shè)管理方案也隨之做出相應(yīng)修訂。由于煤電建設(shè)周期相對較長，導致煤電新增設(shè)的容機設(shè)備逐年提升，新增設(shè)的設(shè)備容機量和初始裝機容量直接導致煤電累計的裝機總?cè)萘考凑w的煤電累計裝機容量也緩慢提升，見公式（8）。

2 市場總體分析

2.1 綠色證書交易市場

電力市場在逐步衍變期間，結(jié)合可再生能源配制模式，由此產(chǎn)生了綠色證券交易市場。首先，針對該種市場組織形式，可再生能源廠商和煤電廠商都應(yīng)分配相應(yīng)的可再生能源配額比例，一般來說綠色證書的買方為煤電廠商，而賣方為可再生能源廠商，在對綠色證書確定基準定價的過程中，相關(guān)發(fā)電廠商應(yīng)根據(jù)市場價格、可再生能源配額的參數(shù)比例，處置罰金來規(guī)劃綠色證書的銷售量和供給量，確保能夠滿足整體需求后進行交易活動；其次，可再生能源生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)電總量也會直接產(chǎn)生綠色證書，在產(chǎn)業(yè)優(yōu)化和政府部門對可再生能源的扶持下，綠色證書整體持有量逐年增加。假設(shè)某一個時段內(nèi)煤電廠商綠色證書持有量為負數(shù)，如果和可再生能源廠商進行合作交易，綠色證書持有量會平穩(wěn)增加。煤電廠商為了達到預(yù)設(shè)的配額要求，會大批量采購綠色證書，期望的綠色證書購買量與煤電廠商持有的綠色證書量反向變化；最后，可再生能源廠商一旦達到預(yù)設(shè)的完成配額要求后，會存在多余的綠色證書可供交易，因此期望的綠色證書銷售量與可再生能源廠商持有的綠色證書量變化趨勢相同，短期內(nèi)在合理宏觀調(diào)控下，促使綠色證書價格變化趨勢從價格下限逐漸上升到基準價格之后保持不變，如圖2 所示。

圖2 綠色交易市場分析圖（主坐標為折線圖，次坐標為柱狀圖）

2.2 電力市場

外生變量一直是電力需求發(fā)展的動力，消費者數(shù)量會逐年遞增，因此，電力市場需求量也逐年上升，一旦電力需求和電力供給保持平衡時，會出現(xiàn)3 個明顯的價格變化。首先，在前4 個月，從基準價格逐漸下降至價格下限是電力結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢，從電力價格下限逐漸提升是綠色證書價格的發(fā)展狀態(tài)，這一特點也完全符合經(jīng)濟學中電力價格與綠色證書反向發(fā)展的原理。在電力收益逐漸縮減期間，綠色證書價格的效益會相繼填補前者空缺；其次，在第5個月到第20 個月，電力價格與綠色證書價格變化幅度較??；最后，在第21 個月之后，電力價格會出現(xiàn)明顯上升趨勢，然后處于平穩(wěn)浮動狀態(tài)，電力市場分析圖如圖3 所示。

圖3 電力市場分析圖

2.3 電力結(jié)構(gòu)分析

國家電力能源研究人員和能源產(chǎn)業(yè)研發(fā)專家探討后得出結(jié)論，煤電發(fā)電量、可再生能源發(fā)電量在大約15 年之后會呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，在國家逐步推行可再生能源配制后，會降低煤電廠商的發(fā)電總量，積極倡導和鼓勵可再生能源的開發(fā)與利用，通過多元的可再生能源配額方式可逐步解決能源緊缺的問題，為達到節(jié)能減碳和綠色可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3 可再生能源配額制管理的注意事項

總體來說，可再生能源配額制的落實需要國家發(fā)改委積極引導政府各個部門發(fā)揮自身職能作用。首先，政府部門應(yīng)在全面考慮綠色交易市場的運行問題后，制定與之配套的配額制管理激勵手段和管理方案，在促進新能源產(chǎn)業(yè)逐步擴展的同時，刺激發(fā)電廠商通過電力價格市場化進行綠色證書交易，進一步促使可再生能源開發(fā)工作順利進行。其次，政府部門在制定合理的綠色交易市場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指標后，應(yīng)鼓勵發(fā)電廠商進行發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)電人員應(yīng)具備與時俱進的思想，通過可再生能源等資源拓寬發(fā)電途徑，打造企業(yè)品牌，提高企業(yè)的影響力。最后，政府部門應(yīng)對綠色證書交易市場進行高效的監(jiān)管，優(yōu)化結(jié)構(gòu)、調(diào)整管理模式，在實行合理的輔助管控后，解決電力市場信息不對稱的問題，確保電力市場正常運轉(zhuǎn)。

4 結(jié)論

該文分析了可再生能源配額制的電力市場運行會受到外界各種因素影響，在可再生能源政策實施期間，各個電力市場主體制定的決策不能達到完全統(tǒng)一的效果，政府部門應(yīng)加大執(zhí)行力度，對電力價格做出合理調(diào)整，適當增加可再生能源電力的消納權(quán)重，加強電力市場的相互連接，為售電廠商和用電消費者創(chuàng)設(shè)經(jīng)濟效益，促進社會的平穩(wěn)發(fā)展。