政策洞察120：电力市场设计：来自欧洲经济学家的观点（英）

2023年3月 电力市场设计：欧洲经济学家的观点 斯特凡·安贝克、阿尔伯特·巴纳尔、埃斯特尔·坎蒂隆、克劳德·克拉姆斯 、安娜·克雷蒂、弗朗切斯科·德卡罗利斯、娜塔莉亚·法布拉、雷耶·格拉 、卡斯滕·克纳霍夫、卡米尔·兰代斯、马蒂·利斯基、杰拉德·洛贝特、大卫·纽伯里、米歇尔·波罗、马尔·雷冠特、塞巴斯蒂安·施韦宁和伊沃·维维莱宁1 欧洲已经面临——并且仍然面临——前所未有的能源危机，这场危机已经转化为创纪录的高天然气和电价 （图1a和1b），并在整个欧洲经济中蔓延。能源成本上升一直是通货膨胀的主要驱动因素，2022年10月欧盟平均水平达到11.5%（图2），推动欧洲央行加息。通货膨胀，加上利率上升，减少了欧洲家庭的可支配收入和购买力，使欧洲工业的竞争力面临风险，并迫使各国政府实施——根据其不对称的财政能力——昂贵的支持机制，以减轻能源危机的一些经济和社会后果。 这些事件使电力市场设计成为人们关注的焦点。问题不仅在于如何避免能源危机在未来重演，还在于如何在保持供应安全的同时，以必要的规模和速度促进低碳投资，以实现经济脱碳。根据欧盟委员会主席乌尔苏拉·冯德莱恩在她的欧洲联盟国情咨文演讲中的话（”我们将对电力市场进行深入而全面的改革“），现在的共同观点是，这些努力需要电力市场改革。问题是：朝哪个方向？ 在此背景下，欧盟委员会就电力市场改革展开了公众咨询，并宣布将于2023年3月16日披露拟议的改革。 120号期CEPR政策洞察 作为欧洲经济学家，我们想就辩论中的关键问题分享我们的观点——空间和时间限制使我们无法对所有问题进行更广泛的讨论。 1此处提供作者隶属关系的完整列表。 120号期CEPR政策洞察 数字1欧洲天然气和电力批发价格的演变 sep20jan21may21sep21jan22may22sep22Jan23日期 (a)电力批发价格 800 700 600 日前电力价格(€/千瓦时) 500 400 300 200 100 0 英国法国德国意大利mibel (b)天然气批发价格 sep20jan21may21sep21jan22may22sep22Jan23日期 2023年3月 400 300 日前:去年每日价格(€/千瓦时) 200 100 0 MIBGAS聚乙烯醇缩丁醛TTF 来源:红色电气,工业MIBGAS,investing.com 120号期CEPR政策洞察 图2的进化在欧洲通货膨胀 200020022004200620082010201220142016201820202022 (a)欧洲的通货膨胀 9 7 年度通货膨胀率(%) 5 3 1 2023年3月 -1 日期 50 40 30 20 10 0 -10 (b)组合的通货膨胀 年度通货膨胀率(%) sep20jan21may21sep21jan22may22sep22Dec22 所有项目 非能源工业产品 食物、酒精和烟草 能源 服务 日期 资料来源:欧盟统计局 短期电力市场应该保存下去 总体而言，我们支持关于保留短期电力市场的共识。这些市场为实现生产效率提供了不可或缺的工具 ，并为有效消费提供了正确的信号。特别是，短期价格有助于指导一些发电资产（包括水力、储能和需求侧灵活性，仅举三例）的有效运营。然而，我们也同意这样一种观点，即仅仅依靠短期市场是不够的，因为它们过于不稳定，它们不能反映各种发电技术的平均成本，而且它们不能为长期投资提供有效的市场信号，无论是在供应方（例如，对可再生能源的投资）还是在需求方（例如，对可再生能源的投资）。按行业划分的电气化投资）。后者尤其令人担忧，因为不仅需要紧急脱碳电力部门，而且需要使整个经济脱碳。市场设计的首要任务应该是促进能够解决这些问题的健康长期合同安排（例如Fabra2022、Schittekatte和CarlosBatlle2023）。 长期合同应该被提升 电力市场改革的核心是需要确保以具有竞争力的价格为生产者和消费者提供足够的长期合同覆盖。保护生产者和消费者免受成本和收入冲击的长期合同的设计也应降低电价，同时加强参与短期市场的能力和激励措施。如果设计得当，长期合同将通过以下方法增强短期市场的运作：（i）降低与监管干预或技术突破相关的风险，（ii）限制行使市场力量的激励（例如Allaz和Vila1993，Ito和Reguant2016 2023年3月 ，Fabra和Imelda2023），以及（iii）允许更多的进入和更广泛的参与。 尽管在加强长期合同的必要性上达成了共识，但如何实现这一目标的讨论仍在激烈进行。两个主要选项是 ： 1.双边私人合同，在电力术语中称为购电协议（PPA）;和 2.差价合约（CfD）拍卖由监管机构代表消费者进行和承销。 除了目前对电力市场的讨论之外，经济学家们已经讨论了这两种市场设计的优缺点（例如，参见Bulow和Klemperer1996的开创性论文）。尽管存在潜在的权衡取舍，但有一个结论应该是明确的：认为（i）只有购电协议是基于市场的解决方案，能够在未来几年提供必要的投资规模，以及（ii）差价合约涉及国家支持，只应在市场失灵时使用，这是不正确的。这些误解隐含在欧盟委员会的公众咨询文件中，可能会对如何组织电力市场长期合同的评估产生偏见。 120号期CEPR政策洞察 在电力市场的背景下，我们认为在PPA的任何比较中牢记以下方面很重要与差价合约。 仅靠购电协议不足以以所需的规模和速度提供低碳投资 发电机和大型能源密集型企业之间的购电协议允许第一套 几个欧盟成员国将进行的可再生能源投资。西班牙和斯堪的纳维亚国家的情况尤其如此（见图3）。应努力了解为什么购电协议在一些国家存在，而另一些国家则不存在，并评估购电协议对最终用户而不仅仅是其总量的价格影响。 图3公司在欧洲可再生ppa (a)2022年国家股票 英国 14.4% 比利时 1.6%丹麦7.4% 瑞典5.6% 芬兰 7.8% 2023年3月 总承包能力:6631兆瓦 法国 12.2% 西班牙 17.4% 德国9.3% 罗马尼亚 0.4% 荷兰2.5%爱尔兰 14.0% (b)年度PPA卷(兆瓦) 年生产能力的国家 8,000 7,500 7,000 6,500 6,000 5,500 5,000 年PPA4500卷(MW) 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 20132014 20152016201720182019202020212022 来源:WindEurope 奥地利比利时保加利亚克罗地亚丹麦芬兰法国德国希腊爱尔兰意大利荷兰挪威波兰 罗马尼亚 120号期CEPR政策洞察 西班牙,瑞典,瑞士,英国 无论如何，购电协议不太可能以必要的速度提供可再生能源投资规模，以实现欧盟和成员国层面商定的能源安全和气候目标。有几个事实指向这个方向。零售公司无法承保足够数量的购电协议，因为未来价格和数量存在相当大的不确定性。如果事实证明长期购电协议价格超过短期批发价格（正如期货价格已经表明的那样），零售竞争将允许消费者转向其他有能力提供较低价格的零售商（Green2004 ）。 2023年3月 期货价格(€/千瓦时) 图4西班牙、法国和德国期货电价的演变 500 466 400 367 300 275 259 200 210 188 176 147 134 130 100 129 115 129 113 86 66 58 54 50 0 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 日期 法国德国MIBEL 来源:OMIP 同样，电力密集型工业消费者无法大规模承保购电协议，因为它们在公司账面上的价值会随着电价预期的变化而变化，在某些情况下，可能会超过公司本身的价值。此外，购电协议不能完全对冲工业消费者，因为他们经常不得不接受“按生产付费”的购电协议，根据可再生能源的生产概况（与他们自己的消费概况不同）来覆盖他们的价格风险。最后但并非最不重要的一点是，如果短期电价低于长期合同价格，与购电协议挂钩的工业参与者将失去竞争力相对于其他以现货市场价格采购电力的工业竞争对手。 购电协议涉及重大交易对手风险，只适用于大型市场参与者对于项目开发商而言，长期购电协议涉及重大的交易对手风险，这增加了可再生投资的成本（瑞安2022）。一、私人买家 120号期CEPR政策洞察 通常，大型能源密集型公司和能源零售商发现很难，如果不是不可能的话，保证他们将在20年内继续消耗承诺的电力量，为此，当时市场上仍然活跃着一个必要条件。为了避免在未来电价低于预期的情况下消费者食言的诱惑，购电协议需要有公司担保。这反过来又增加了能源公司或工业消费者的杠杆和融资成本（标准普尔2017），并可能与项目开发商面临的交易对手风险一起增加融资成本（Elton等人，2001年），从而使可再生能源的成本增加约30%（May和Neuhoff2021）。能源公司和能源密集型行业只能将PPA保留在账面上，相当于其能源需求的一小部分。 因此，对购电协议的需求将不足以支持欧盟及其成员国在未来几年设想的风能和太阳能投资水平。 迄今为止，购电协议主要由公有公司、财务实力雄厚的能源密集型公司承保，占其能源总需求的一小部分，或能源成本为次要成本组成部分的大公司，如大型IT公司。 图5欧洲企业可再生购电协议 亚马逊美国铝业海德鲁谷歌微 软巴斯夫Facebook SNCFEnergyMeta （Facebook）UPMKymmene未指定 2023年3月 Sidenor荷兰铁路Huhtamaki ABInBevTelecomItaliaProcter& Gamble 橙色喜力飞利浦||表示|Nouryon Telenor 畅销书昭和电工诺维信|诺和诺德公司 501兆瓦 444兆瓦 289兆瓦 210兆瓦 192兆瓦 186兆瓦 166兆瓦 144兆瓦 135兆瓦 130兆瓦 129兆瓦 128兆瓦 127兆瓦 126兆瓦 126兆瓦 1760兆瓦 1486兆瓦 1120兆瓦 1090兆瓦 3434兆瓦 西班牙对外银行 125兆瓦 法国液化空气公司 123兆瓦 0120兆瓦5001000150020002500300035004000 来源:WindEurope 117兆瓦 115兆瓦 总承包能力(MW) 没有证据表明该行业可以将长期购电协议下签订的能源份额扩大到未来十年预期的可再生能源投资水平。此外，购电协议合同的复杂性以及协调财团在需求方承销购电协议的不确定性进一步限制了较小参与者参与这些合同的能力。因此，它们造成了有利于较大参与者的偏见，从而危及较小参与者的参与、竞争和项目管道的进一步发展。 购电协议市场受到竞争问题的影响，购电协议价格不一定转嫁给最终用户 购电协议的市场不透明，因为双方之间的私人合同仍然存在 机要。不透明性有助于削弱竞争，为新参与者创造进入壁垒，并削弱长期投资的信号。此外，当能源零售商签署购电协议时，不能保证他们会与客户分享通过购电协议实现的潜在节省。原因是能源零售商将按照零售市场由此产生的均衡价格对电力进行定价，而不管他们以何种价格购买上游电力。最后 ，购电协议有可能耗尽短期能源市场的流动性，对竞争和生产效率产生负面影响，除非制定一些规定 ，保证受购电协议约束的能源也在批发市场上提供。 改进的ppa的好处和范围 120号期CEPR政策洞察 尽管存在上述问题，购电协议可以在各个方面发挥作用。首先，在没有其他长期合同选择的情况下，购电协议为能够可信地签署长期合同的公司提供了一种合同机制，以分享其能源需求。其次，如果订约双方的讨价还价地位不太不对称，它们可能会提供额外的订约灵活性，可以 根据交易对手可能具有的特定需求量身定制，包括工业参与者在规划脱碳电气化战略时对冲能源价格的愿望。第三，购电协议可能会为现有可再生资产的寿命延长投资提供工具。 然而，上述问题表明还有改进的余地。例如，为避免