新形势下的电力行业改革：促进系统稳定性、降低风险、加速碳达峰

初稿：2022年7月修改稿：2023年3月 新形势下的电力行业改革 促进系统稳定性、降低风险、加速碳达峰 睿博能源智库(RAP) 第一章综述和讨论1 背景介绍 中国做出具有历史性意义的双碳目标承诺后，中共中央、国务院、国家发改委和国家能源局发布了“1+N”政策体系中的首要两个政策文件2，为电力部门制定了顶层设计方案，提出了“加快建设新型电力系统”及“优化清洁能源发电”等要求。2021年以来，各行各业分领域的政策文件陆续出台，初步构成了“1+N”政策体系。本系列文章旨在聚焦电力行业改革，为细化政策指令提出建议，以望在近期（即“十四五规划”）内对该政策体系提供支持。 我们的一切建议都是基于“1+N”和相关政策的指导原则下提出的，比如： 坚持“循序渐进”，坚持符合中国国情和改革道路的务实做法。 确保系统可靠性、能源安全、以及“防范风险”。 遵循这些原则，我们提供了一些切实可行的方法，在中国领先世界的可再生能源投资之上，进一步控制成本并加快实现双碳目标的进程。这些建议既基于我们全球团队对世界其他地区电力行业中许多措施可行性的分析，也综合了我们对中国政策和制度的理解，包括与政府相关部门和合作伙伴数十年的讨论与合作。 中国最近发布的一些政策声明似乎暗示着，在优化以清洁能源为主导的新型电力系统和其他目标（如电力可靠性和能源安全）之间存在权衡取舍。但根据其他国家以及中国各种改革试点的经验，电力行业改革可以在提高能源安全和电力可靠性的同时，将中国碳达峰的日期提前。 本文为此系列第一篇，概述了我们对电力部门改革的各方面建议，涵盖以下领域（我们将在接下来的章节中对每个议题进行详细阐述）： 实施“全国统一电力市场体系”的下一步工作； 实施透明的电力部门规划，支持转型期间系统可靠性； 解锁低成本方案以支持系统灵活性和可再生能源并网； 在电力行业改革工作中落实“节约优先”的承诺。 1本报告于2022年8月以讨论稿的形式发布，并于2023年3月进行了更新和修订。MaxDupuy为主要负责人，并与王轩合作完成此报告的撰写工作。感谢RickWeston对撰写第五章提供的支持；高驰对此版本作出的修订；何枭对报告编译的指导。由衷感谢RichSedano，以及来自EaEnergyAnalyses和国内专家对初稿提出的意见。 2中共中央国务院.(2021).中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见.http://www.gov.cn/zhengce/2021-10/24/content_5644613.htm;国务院.(2021).国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知.http://www.gov.cn/zhengce/content/2021-10/26/content_5644984.htm 国际视野：电力行业改革和清洁能源机遇 在世界各地，政策制定者都在应对电力系统脱碳带来的挑战。脱碳曾被视为是昂贵的负担，现在却越发被视为一个机遇。太阳能和风能发电成本在过去十年中大幅下降，为电力供应商及其客户创造了新的利益。如今在许多地方，光伏和风电的平准化成本已接近甚至低于燃煤和燃气发电厂的燃料成本，这意味着建造新的太阳能和风力发电厂，可能比运营现有的火电厂更经济3。同时，电池储能成本的下降以及对需求侧资源价值的日益认可，意味着新的清洁能源可以发挥灵活性、调峰和可靠容量的作用。 为了充分利用清洁能源并实现脱碳目标，美国、欧盟、中国和其他地方的电力部门政策制定者都在应对一系列相似的问题，其重点是确保高比例风光电网的安全稳定。幸运的是，这一挑战越来越被人们所理解4。凭借精心设计的政策、市场和监管框架，即便在高风光渗透率的情况下，电力系统依旧可以十分可靠。越来越多的国际经验——包括中国本身的经验——证明了这一点5。然而，还需要谨慎关注电改的具体细节。在本系列文章中，我们讨论了这些问题在不同国家的演变方式，并为中国的下一步行动提供了建议。 中国当前进行的第二轮电改工作于2015年启动并取得了重要进展，包括开展试点、制定新的电力行业市场机制、全面改革电网公司监管模式、持续开展需求侧管理工作、制定新的可再生能源补偿方法以及完善电力行业规划6。同时新的碳排放交易机制和严格的空气质量管理措施也对电改进行了有力的补充。 中国取得了令人瞩目的成功，包括大力投资风能和太阳能发电，以及提高燃煤发电的平均效率。然而，电改尚未完成，有关下一步措施的讨论也逐渐复杂。好消息是，有一些方法可以加快电力行业改革，同时避免部分复杂性。关键是采用相对简单、后期可以细化的改革内容。在这方面各国并没有一套“拿来即用”的解决方案，必须考虑适合中国社会和制度沿革的可行措施。因此，本文提出的电力行业改革建议，是基于我们对中国国情的了解，以及本着“系统观念”和“稳中求进”的原则7。 3欲了解相关发电成本在美国的情况,可见Gimon,E.etal.(2021).TheCoalCostCrossover2.0.https://energyinnovation.org/publication/the-coal-cost-crossover-2021/.Runyon,J.(2021).NewsolarischeapertobuildthantorunexistingcoalplantsinChina,IndiaandmostofEurope.RenewableEnergyWorld.https://www.renewableenergyworld.com/solar/report-its-now-cheaper-to-build-new-solar-than-to-run-existing-coal-plants-in-china-india-and-most-of-europe/#gref 4越来越多的详细分析得出中国在高比例可再生能源并网的情况下应该如何保持系统稳定性,比如,ChineseEnergyResearchInstitute(2021).ChinaEnergyTransformationOutlook2021.https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Globalcooperation/2021-11-04_ceto21_summary_en-final_0.pdf以及Abhyankar,N.etal.(Forthcoming).“Achievingan80%CarbonFreeElectricitySysteminChinaby2035." 5国际案例研究,可见Lew,D.etal.Gettingto100%renewables:operatingexperienceswithveryhighpenetrationsofvariableenergyresources.https://www.esig.energy/wp-content/uploads/2021/03/Getting-to-100-Renewables-Operating-Experiences-with-Very-High-Penetrations-of-Variage-Energy-Resources.pdf 6中共中央国务院.(2015).关于进一步深化电力体制改革的若干意见(即“9号文”）.https://www.ne21.com/news/show-64821.html 7新华社.(2022).习近平参加内蒙古代表团审议.http://www.gov.cn/xinwen/2022-03/05/content_5677371.htm 对中国电力行业改革的建议 接下来，我们将分别从以下几个方面简要概括主要建议，关于每个领域的具体内容将在后续的章节中做出探讨： 实施“全国统一电力市场体系”的下一步工作（第二章） 精心设计的电力市场可以帮助在较大范围的区域内实时优化电网的需求和供应，这些市场以低成本有效地支持了风能和太阳能发电并网，且提高了系统可靠性。中国的政策制定者一直在朝着这个方向前进。国家发改委和国家能源局最近发布的《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》（以下简称118号文件），是向前迈出的非常重要的一步。然而，根据我们的理解，文件中有些地方还有待斟酌完善，并且须避免具体实施过程中可能存在的缺陷。就此我们的讨论如下： 我们建议将重点放在加快建设和协调统一的区域现货市场上，也就是说，打破以省为边界，建立地理范畴比单个省更广泛的、统一的现货市场8。同时，我们建议中长期合同应转变为金融化的差价合同，并与现货市场价格挂钩。 这些统一的区域（或者全国）现货市场不需要像目前在省内开展的现货市场试点这么复杂。刚开始可以委任调度中心和交易中心做两方面工作：第一，在每个区域市场实施一套统一的经济调度方法；第二，基于预估的系统边际成本，为现货市场制定“参考成本”水平(类似于现货市场随时间变动的价格），加强对现货市场的监管。在确保系统稳定性的同时，随着各区域市场运行逐渐成熟，形成更具竞争力的系统。 基本现货市场机制建成后，没有理由再将基于行政指导的标杆上网电价作为火电厂的补偿机制。扩大标杆上网电价的价格波动范围是朝着正确方向迈出的重要一步，但我们建议取消煤电上网电价机制，改为采用现货市场。与其他有现货市场的国家一样，市场参与者将被鼓励通过金融差价合约来对冲现货市场的价格波动。 关于所有区域需建立“发电容量成本回收机制”以“保障电源固定成本回收”的表述，可能有待进一步审查和澄清。容量电价或者补偿机制应满足多重政策目标。在双碳要求下，鉴于淘汰低效和碳排放密集型资源的迫切需要，不应保证这些资源的固定成本回收。只有满足系统可靠性要求的（由科学规划确定），在关键时刻可以被调用的，且符合政策标准（如空气质量标准）的资源，才应被允许回收固定成本。 8我们在这里使用“统一的区域现货市场”一词，是因为由多省组成的区域市场可能是一个更实际的近期目标，当然，统一的全国现货市场将是一个更好的结果。 实施透明的电力行业规划，支撑转型期间系统稳定性（第三章） 采用“科学”透明的滚动电力规划流程可以确保在转型期内，系统可靠性仍然可以保持在理想的水平。中国电力行业的许多机构，包括电网公司和研究机构，已经建立了详细的规划流程。我们对此想要补充两点，同时强调提高透明度，以支持逐渐市场化的电力行业。因为，一个完善的规划流程可以帮助有效地实现： 监测电力行业转型期间的可靠性问题9； 避免或应对电力危机，例如2021年的用电短缺情况； 发现电力部门政策、市场规则和市场设计的问题； 提高公众对市场机会的认识，增加社会资本的投入。 我们建议更新2016年能源局发布的《电力规划管理办法》，明确涵盖以下三种互为关联的规划流程，并且建议每种规划流程都定期发布报告及相关数据： 1.季度规划流程，用以评估和管理一年之内的近期风险，每年发布2次报告。 2.中期最低成本资源规划流程，用以确定达成政策目标所需的最低成本新资源组合，同时检验市场是否发出合理的投资信号。此流程展望未来5至10年内的电力系统情况，每年发布1次报告。 3.长期输电系统规划流程，用以检验实现清洁能源转型的不同长期途径。这一流程展望未来至少20年内的电力系统情况，每2年报告1次。 理想情况下，以上各流程应按区域组织规划，与上述现货市场区域相匹配。 解锁低成本方案以支持系统灵活性和可再生能源并网（第四章） 世界各国都在面临大量可再生能源并网的挑战。保持可靠性需要管理在不同时间跨度上增加的可变性，这包括供需从短期（秒、分钟和小时）到长期（例如，几周）的波动。管理这种可变性需要识别、构建并协调具有合适特性的、成本有效的资源组合，以支持清洁能源为主导的电力系统。这需要一套精心设计的政策，以及相关的市场机制、规划流程和监管措施。我们在之前的章节中探讨了规划和市场的相关方面，本篇建立在此讨论基础上，为支持可变可再生能源发电并网提供了额外的建议。 “1+N”政策体系