中国电力市场和定价机制改革 ： 零碳电力增长和新电力系统的重要一步

电力市场与定价机制 中国的改革：至关重要的一步 Toward零碳电力增长与新电力系统 报告/2022年9月 作者和致谢 Authors 硕高，周勤 其他贡献者 李婷、刘玉静、刘子怡、袁瑶、邹乐乐 作者按字母顺序列出。除非另有说明，否则所有来自RMI的作者。 联系人 硕高,sgao@rmi.org 版权和引文 硕高，周勤，中国电力市场与定价机制改革：迈向零碳的重要一步 电力增长与新电力系统，RMI，2022年，https://rmi.org/insight/china-market-pricing- 机制改革-迈向零碳-电力/. RMI重视合作，旨在通过分享知识和 见解。因此，我们允许感兴趣的各方通过创意参考、分享和引用我们的工作 CommonsCCBY-SA4.0许可证。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/. 除非另有说明，否则所有使用的图像均来自iStock.com。 Acknowledgments 作者感谢以下专家对这项工作的见解和观点。薛涵国务院发展研究中心 李宁军，中国水电总公司 能源转型委员会AdairTurner勋爵王鹏，华北电力大学 张宁，国家电网能源研究所 专家和他们的工作不负责这项工作。 此外，特别感谢安吉拉·赖特·贝内特基金会、彭博慈善基金会、气候工程基金会，正交气候基金会和WilliamFloraHewlett基金会的支持 这份报告。 关于RMI RMI是一家独立的非专业公司，成立于1982年，通过市场改造全球能源系统- 驱动的解决方案，与1.5°C的未来保持一致，并为所有人确保清洁，繁荣，零碳的未来。我们在世界上最关键的地区工作，并参与企业、政策制定者、社区和 非政府组织确定和扩大能源系统干预措施，至少将减少温室气体排放 到2030年50％。RMI在科罗拉多州的玄武岩和博尔德市；纽约市；加利福尼亚州奥克兰；华盛顿特区；并在中华人民共和国北京。 目录 词汇表05 执行摘要06 中国的双碳目标加速电力系统和08 市场改革 可持续零碳发电能力的定价机制11 扩展-以多年合同为核心选择 可持续零碳电力产能扩张的新挑战11 在放松管制的市场中，可再生能源的发展可能会受到价格的限制。12 短期市场的不确定性 全球实践：建立长期（多年）合同以对冲可再生投资风险13 多年合同是确保可再生能源可持续发展的关键选择17 在当前中国电力市场改革下 实现零碳电力最大化的定价机制21 消费——优化省际市场和变速器Tarif 优化省际潮流是大规模零碳的前提21 用电量 我国省际贸易的现有实践与挑战22 全球实践：建立区际电力交易市场，优化区际电力交易市场24 输电定价机制 优化省际市场和传导塔尔瓦激活区际消费28 零碳电力 零下确保系统充分性的定价机制32 碳电力增长-容量定价之间的选择和稀缺性定价 中国一些地方正在出现系统充足性风险32 确保系统充分性的现有做法和潜在挑战35 全球实践：稀缺性定价与产能定价36 2020年代容量定价设计的关键方面37 展望和建议40 尾注43 词汇表 CAISO-加州独立系统操作员 CfD-Difierence合同CSG-中国南方电网CSP-集中太阳能 DC-直流电 ERCOT-德克萨斯州电气可靠性委员会FERC-美国联邦能源管理委员会 FIT/FIP-Feed-inTar<unk>/Feed-inPremium FYP-五年计划 I&C-工业和商业ITC-TSO间补偿 LCCC-英国低碳合同公司 LCOE-电力成本 M2L-中长期 国家发改委-中国国家发展和改革委员会NEA-国家能源局,中国 NEM-澳大利亚国家电力市场PPA-购电协议 PV-光伏 RMB-中国货币（人民币）SDAC-提前单日耦合 SIDC-单盘中耦合国有企业 T&D-传输和分配TSO-传输系统操作员特高压-超高压 VRE-可变可再生能源WEIM-西方能源失衡市场 执行摘要 自中国宣布到2030年实现碳峰值和2060年实现碳中和以来(也 被称为双碳目标)，它通过以下方式加速了电力系统转型和市场改革在政策层面介绍新电力系统和国家统一电力市场体系。 电力部门是确保社会繁荣和经济发展的基础，也是关键实现双碳目标。除了确保安全可靠运行外，双碳目标 要求电力工业更清洁、更绿色，最终目标是建设一个可靠的，经济和绿色电力系统。 在中国和世界范围内，零碳发电技术的成本变得具有竞争力， 和实时功率平衡和系统可靠性的技术解决方案在2020年代逐渐成熟。电力部门脱碳的下一个重点是积极激励对某些 技术，并建立与电力系统过渡相一致的电力定价机制，保证投资回报和可靠的系统运行。 与其他商品不同，电力系统需要在许多物理约束下，实现在从亚秒到几十年的不同时间尺度上实现供需平衡，并实现 从地方到国家的平衡。在走向新电力系统的道路上，电力行业的传统的“一种机制fits全部”定价模型在新系统中不会因为不同的不同类型发电机的能力和功能。再fiNed市场组织和定价 提供适当的交易产品以平衡不同规模的需求的机制将有助于更好地制定可靠、经济和绿色的电力系统。(见附件ES1，上部和中部。) 附件ES1:按时间尺度划分的中国电力市场功能及进展 时间标度 SecondMinute小时Day月季节Year5-Year20年 确保实时可靠性 市场功能和fi灵活性 确保经济操作和 调度 保持季节性平衡和为空头提供价格对冲- 期限市场 确保足够的负载- 服务来源到位 市场进展 在中国 一些当地飞行员正在测试相对成熟有限的做法 覆盖范围和推荐 在这份报告中 最大化零碳电力消费-优化省际市场和 传输率TIRINS Promote 可持续零- 碳能源容量扩展 -多年合同 确保系统下的充分性 零碳电力增长- 产能定价作为一种 更好的fit 我国电力市场与定价机制改革rmi.org/ 6 迈向新电力系统的关键任务可以总结为持续的零碳电力容量扩展和促进零碳电力消耗，同时确保可靠 和经济电力供应。本报告主要讨论三个挑战：（1）零碳电力容量发展，(2)零碳电力消耗，(3)零碳电力系统充分性 增长。它还显示了市场发展和电力定价改革如何帮助应对挑战 （展品ES1，下部）。为了更好地促进温室气体减排和低碳电力 系统运行，本报告研究的三个核心解决方案，即（1）多年期电力合同，（2）省际贸易和输电塔尔瓦优化，以及(3)系统充足性的容量定价， 应该是2020年代电力市场和定价机制改革的优先任务。图表ES2 下面总结了关键挑战和解决方案。 尽管一些国家和地区已经使用电力市场多年，但制定了有利于电力市场的气候和促进转型的电力市场范式是一个持续的挑战。我们希望fi和 本报告中的建议可以为利益相关者提供有价值的想法和解决方案，以制定国家电力市场，支持新电力系统，实现零碳电力增长，并提供 全球零碳电力转型的模式。 中国的双碳目标加速电力系统和市场改革 中国的电力系统和市场改革经历了不平凡的20年发展。在 2002年，国务院文件#5公布了中国电力部门的改革，并导致了分离发电公用事业和电网运营商。12015年,文件#9启动第二轮 市场改革，促进中长期(M2L)市场和 现货市场试点。2 自中国宣布到2030年实现碳峰值和2060年实现碳中和以来(以下简称双碳目标)，中国加快了电力系统转型和 政策层面的市场改革。 2021年10月，中共中央、国务院联合 发布了双碳减排目标政策，二氧化碳峰值和全面忠实贯彻新发展哲学的碳中和，提议 建设新电力系统，提高电网容量，以适应高份额 可再生能源。3 后，2022年1月，国家发改委和国家能源 行政管理(NEA)发布关于加快建设统一国家强国的指导意见市场体系支持新电源系统的开发。4 电力部门是确保社会繁荣和经济发展的基础，也是关键实现双碳目标。2021年初，RMI发布中国零碳电力增长 2020年代：迈向碳中和的重要一步(以下简称零碳电力增长), 双碳目标下的电力系统低碳发展。5The零- 碳电增长报告讨论了低碳的机遇、挑战和解决方案 中国电力行业在2020年代的发展，基于电力平准化成本(LCOE)，电网管理和小时供需平衡。分析表明： •太阳能光伏（PV）和风电的LCOE已经下降并将继续下降，而投资太阳能光伏和风力发电的经济学将比投资化石 2020年代的燃料。 •技术相对成熟，以应对实时功率平衡和系统的挑战 可靠性，如频率控制、电压控制、故障穿越和长距离高电压传输。 •可以保证每小时，每日和季节性水平的电力供需平衡 在电力资源大规模长距离fl可扩展调度的条件下。 随着技术解决方案的成熟，电力部门脱碳的下一个重点是激励对某些技术的投资，并建立与电力一致的电力定价机制系统过渡，保证投资回报和可靠的系统运行。 在过去的一年中，政府反复强调市场和定价机制的作用。可再生能源和其他零碳电力增长。 •2021年3月，NEA表示，14日期间可再生发展的新特征之一五年计划（FYP）期间将是基于市场的方法。6 •2021年7月全国碳排放权交易市场覆盖发电行业已发射。7 •2021年10月,全二氧化碳峰值和碳中和工作指南忠实贯彻新发展哲学建议全面推进 能源视角下电力市场化改革与深化电价机制改革保护。8 •2022年1月，国家发改委和国家能源局发布关于加快建设小康社会的指导意见统一的全国电力市场体系，提出构建适应的市场机制 对新电力系统，提高市场对高份额可再生能源的适应性，并优化大地理范围内的电力供应和需求。它指出，一个统一的国家电力到2030年将建立市场体系，以满足新电力系统的要求 新能源充分参与以市场为基础的交易。9 然而，如关于加快建设全国统一电力市场的指导意见系统,当前电力市场仍然面临着几个现实问题和挑战。省级电力市场结构和省际交易的市场壁垒不利于 对大规模电力的影响。基于月度和年度的M2L市场 交易，没有认识到发电机的现金流灵活性的价值，因此缺乏激励能力对这些发电机的投资。而基于能源的定价机制不能完全捕获价值 满足fi所有高峰需求的关键发电机。为这些现有挑战寻找解决方案将为零碳电力的发展带来巨大的动力。 本报告建立在零碳电力增长fi与国家目标保持一致 到2030年建立一个统一的国家电力市场体系。该报告分析了存在的问题和未来挑战，并讨论了如何在2020年代切实发展和优化电力市场。 分析全球实践和评估国内条件，旨在更好地建立一个大国符合中国国情，更有利于零碳的定价机制 电力增长。 迈向新电力系统的关键步骤是继续零碳电力产能扩张，并在保证可靠、经济的电力供应的同时,促进零碳用电。 以下三节讨论了相应的定价机制： •促进可持续的零碳电力产能扩张 •最大化零碳电力的消耗 •确保零碳电力增长下的系统充足性 我们希望我们的分析和建议可以帮助开发新的电力系统和统一的fi国家电力市场体系，并在2020年代促进零碳电力增长。我们预计 这份报告可以更好地推动中国经济范围内的气候行动，并提供见解和给世界其他地方的教训。 可持续的定价机制零碳发电容量 扩展-多年合同作为 核心选项 全球范围内，零碳发电的成本继续下降。数据显示，太阳能光伏和陆上的LCOE 在过去十年中，风力分别下降了85%和56%。10成本快速下降的关键原因是由装机容量的快速扩张引起的规模经济。根据BloombergNEF (BNEF)，中国太阳能光伏和陆上风电的LCOE将在未来一年继续下降约三分之一十年。11但是，只有零碳发电装置继续扩大，下降趋势才会发生 因此,促进零碳电力产能的可持续发展将是未来维持这种降低成本趋势的关键。 可持续零碳电力产能扩张的新挑战 20世纪20年代的可再生能源发电技术比那些技术更加成熟和经济 在过去的十年中。与此同时，市场上的关键可再生能源参与者需要采取更多的技术和 fi财务责任，支持电力系统的运行和发展。在零碳电力增长, 我们预测，到2030年，中国的太阳能光伏和陆上风电装机容量将达到850吉瓦(GW)和800GW。i但是，当前和未来趋势的以下三个特征 电力行业可能会给实现2030年