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可再生能源电力消纳保障机制下售电商购售电决策优化

作者:admin1 日期:2022-01-10 15:55:54 点击:134

摘 要:当前,我国正处于能源绿色转型的关键时期,面临着以可再生能源产业为主 要代表的清洁能源高速增长和深度推进电力市场体制改革的双重挑战。2019510 H,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于建立健全可再生能源 电力消纳保障机制的通知》,对参与电力市场的主体提出了明确的可再生能源电 力消纳要求,标志着以消纳责任权重为核心的消纳保障机制在我国的正式实施。 售电侧作为中国电力市场改革的重点,售电商也是承担可再生能源电力消纳责任 的义务主体。在电力交易过程中,售电商通过电力批发市场与电力零售市场的差 价获取利润的同时,也面临着电价与用户需求波动的双重风险。因此,研究售电 商在消纳保障机制与电力市场改革双重背景下的购售电决策具有重要的现实意 义。

本文主要围绕消纳保障机制下售电商的购售电决策展开研究。从可再生能源 价格政策的理论基础出发,介绍了国际上通用的可再生能源配额制度以及配套的 绿色证书交易机制,对比分析了世界典型国家可再生能源配额制度的特色与发展, 阐述了我国实行消纳保障机制的基本框架与绿证交易现状。介绍了在消纳保障机 制下,电力市场交易框架下的交易主体与交易模式,并分析了售电商在市场交易 中的风险来源。

以现代投资组合理论为基础,通过构建售电商在常规电力中长期合约市场、 水力发电市场、风电市场、光伏市场、现货市场、期权市场、绿色证书交易市场 以及辅助服务市场的价格波动模型,以条件风险价值(CVaR)作为风险度量手 段,构建售电商在一定风险约束水平下的最少购电成本目标优化模型,针对性的 分析了在不同置信水平下、不同市场条件下以及绿色证书市场发展成熟时期售电 商在批发市场的最优购电组合优化结果,提供了售电商在不同市场情境下的购电 组合策略。

建立了在消纳保障机制下,考虑用户参与电力需求响应项目,计及负荷供需 平衡约束与可再生能源电力消纳权重约束下,售电商收益一风险平衡为目标的购 售电决策模型,分析了售电商在不同售电方案下的售电收益与风险损失情况,并 通过算例证明了模型的有效性。结论表明合理的售电方案可帮助售电商获取更多 售电收益,降低售电商的购售电风险。

关键词:消纳保障机制;电力市场;购售电策略;CVaR;需求响应;

Abstract

At present, China is in a critical period of green energy transformation, facing the double opportunities of rapid development of clean energy represented by renewable energy and in-depth promotion of power market reform. On May 10,2019, the national development and Reform Commission and the National Energy Administration jointly issued the "notice on establishing and improving the guarantee mechanism of renewable energy power absorption", which puts forward clear requirements for renewable energy power absorption for the main bodies participating in the power market. It marks the formal implementation of absorption the guarantee mechanism centered on the weight of renewable energy absorption responsibility in China. As the focus of China's electricity market reform, the electricity retailer is also the subject of the obligation to bear the responsibility of renewable energy power absorption. In the process of electricity trading, the electricity retailer obtains profits through the price difference between the wholesale market and the retail market, but also faces the double risk of price fluctuation and user demand fluctuation. Therefore, it is of great practical significance to study the power procurement and sale strategies of electricity retaielrs under the dual background of the renewable energy power absorption guarantee mechanism and the electricity market reform.

This paper mainly focuses on the power procurement and sale strategies of electricity retailer under the guarantee mechanism of renewable energy power absorption. Starting from the theoretical basis of the renewable energy price policy, this paper introduces the internationally universal renewable portfolio standards and the supporting green certificate transaction mechanism. It compares the characteristics and development of renewable portfolio standard in typical countries , and expounds the basic framework of China's implementation of the mechanism of renewable energy power absorption guarantee mechanism and the status quo of green certificate transactions. Then it introduces the transaction subject and transaction mode under the framework of electricity market transaction, and analyzes the risk sources of electricity retailers in the market transaction.

Based on the modem portfolio theory, this paper constructs the price fluctuation model of the electricity retailer in the medium and long term contract market, photovoltaic market, spot market, option market, hydropower market, wind power market, green certificate trading market and ancillary service market, and takes the conditional value at risk (CVaR) as the risk measurement method, constructs the minimum power purchase objective optimization model of the electricity retailer under a certain risk constraint level, and solves the optimal power purchase decision of theelectricity retaileFinally,we obtained the optimization of the electricity purchase ratio of electricity retailer in the wholesale market under different confidence levels, under different market conditions and the mature period of the green certificate market, which provides the electricity retailer5s purchasing portfolio strategy in different market situations.

Established an optimization model of power procurement and sale strategy with the goal of maximizing profit and minimizing risk of electricity retailer that considers user participation in demand response projects, and takes into account the load supply and demand balance constraints and the renewable energy power absorption weight constraints. It also analyzes the profit and risk loss of electricity retailer under different schemes. At last, an example is used to prove the effectiveness of the model. The conclusion shows that a reasonable electricity sales plan can help electricity retailers obtain more income and reduce their risk of power procurement and sale.

Keywords: the guarantee mechanism of renewable energy power absorption , electricity market , power procurement and sale strategies, CVaR, demand response

目录

摘 要...................................................................... I

Abstract.................................................................................................................     II

目录...................................................................... III

第1章绪论................................................................. 1

1.1选题背景及意义...................................................... 1

1.2国内外研究动态...................................................... 2

1.2.1可再生能源电力消纳保障机制的研究现状......................... 2

1.2.2售电商购售电决策优化的研究现状............................... 3

1.3论文主要研究内容与结构安排......................................... 3

第2章  可再生能源配额制与绿色证书交易机制................................ 5

2.1引言................................................................ 5

2.2可再生能源价格政策的理论基础....................................... 5

2.2.1外部性相关理论................................................ 5

2.2.2外部性的特征.................................................. 5

2.2.3可再生能源外部性内部化的手段................................. 6

2.3可再生能源配额制度与绿色证书交易机制............................... 7

2.3.1可再生能源配额制度............................................ 7

2.3.2绿色证书交易机制.............................................  8

2.3.3可再生能源配额制度的国际经验................................. 9

2.4我国的可再生能源电力消纳保障机制.................................. 10

2.5本章小结........................................................... 11

第3章消纳保障机制下考虑电价波动风险的售电商购电组合优化................. 12

3.1引言............................................................... 12

3.2消纳保障机制下的电力市场交易框架.................................. 12

3.2.1市场交易主体................................................. 12

3.2.2市场交易模式................................................. 13

3.3售电商风险因素分析与风险度量方法.................................. 16

3.3.1售电商风险因素分析........................................... 16

3.3.2风险度量方法................................................. 17

3.4考虑价格波动风险的售电商购电组合优化模型.......................... 19

3.5算例分析........................................................... 20 

3.5.1不同置信水平下的售电商购电决策优化............................. 20

3.5.2不同市场条件下售电商购电决策优化............................... 23

3.5.3绿证市场成熟时期的购电决策优化................................. 25

3.6本章小结.......................................................... 26

第4章  计及需求响应的售电商购售电决策优化............................... 28

4.1引言................................................................. 28

4.2电力需求侧响应.................................................... 28

4.2.1电力需求侧响应项目............................................. 28

4.2.2电力需求价格弹性模型........................................... 29

4.3考虑需求侧响应后售电商购售电决策优化建模.......................... 30

4.4算例分析............................................................. 34

4.4.1不同售电方案对售电商收益的影响................................. 36

4.4.2不同消纳权重下售电商收益一风险平衡分析......................... 37

4.4.3固定分时电价合同最优电价差优化................................. 39

4.5本章小结............................................................. 40

第5章结论与展望......................................................... 42

5.1结论.............................................................. 42

5.2展望.............................................................. 43

参考文献.................................................................. 44

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果..................................... 50

攻读硕士学位期间参加的科研工作........................................... 51

致谢...................................................................... 52 

第1章绪论

1.1选题背景及意义

当前,以可再生能源为代表的清洁能源发展成为全球能源消费革命的中流砥 柱,我国能源绿色转型也在持续加快。在2020年9月的召开的联合国大会一般 性辩论到12月举行的气候雄心峰会中,我国多次明确表态将于2060年前实现 “碳中和”的目标,力争在2030年前完成“碳达峰”。在“十四五”规划和2035年 远景目标纲要中,也对可再生能源发展提出了明确要求。能源是践行“碳达峰”、“碳中和”战略的主战场,构建以新能源为电力供应主体的新型电力系统,成为 实现“30-60”目标的必然选择。

近年来,我国逐步出台并制定了一系列法律、财政、金融等支持政策以促进 清洁能源快速发展,取得了世人瞩目成就:可再生能源发电装机容量实现了跨越 式增长,至2020年末,我国可再生能源累计装机容量为9.34亿千瓦,占世界可 再生能源总装机容量的1/3。仅2020年,我国新增光伏、风电装机约1.2亿千瓦, 占世界新增装机容量的一半以上,成为全球能源革命的重要支撑力量。

然而,伴随着可再生能源行业的快速发展,可再生能源项目建设与市场需求 不匹配的问题也愈加突出,原有管理机制的弊端不断显现。早期我国的可再生能 源发电项目主要依靠政府补贴,然而高额补贴引发的市场冲动使得可再生能源建 设热情高涨,与此同时,也诱发了一系列过热的投机套利行为。由补贴所引发的 风电和光伏发电项目投资使得政府财政资金缺口加速膨胀,而且受限于可再生能 源就地消纳有限、电源结构性矛盾突出、省间壁垒导致跨省区消纳受阻等多种复 杂因素影响,导致可再生能源项目始终存在局部地区、局部时段消纳困难。因此, 如何进一步促进可再生能源消纳已成为我国能源绿色转型中亟待解决的关键问 题。

为了减轻政府财政补贴压力,推动可再生能源消纳,建立了基于配额制的可 再生能源电力消纳保障机制。该机制明确了各省级行政区域设定消纳责任权重、 承担消纳责任的各类义务主体与消纳量核算方式。随着我国电力市场改革的不断 深化,建设以新能源为供电主体的新型电力市场体系也对电力体制改革创新提出 了新的要求。

总之,我国当前正处于能源绿色转型与电力市场建设的关键时期,很多政策 制度都亟需研究和完善。在2019年之前,关于消纳责任机制的实施处于征求意 见阶段,与国外学者关于可再生能源配额制的研究主要包括配额制度影响、绿色 证书交易、可再生能源项目投资风险回报等方面不同,国内研究也主要集中在实 施配额制的必要性与机制设计等方面。

售电侧是中国电力市场改革的重点,但是以往国内外研究关于可再生能源配 额制的研究也主要集中在发电测,关于售电侧的研究较少,亟需加强。在消纳保 障机制下,售电商作为承担可再生能源电力消纳责任的义务主体之一,不仅要面 临传统购售电决策问题中购电侧在电力市场中的购电比例问题,还要面临用户的 负荷需求预测及响应、定价决策和风险评估等问题,同时售电商还需要购买可再 生能源电力或绿色证书来完成消纳义务,因此,研究售电商在零售市场开放与可 再生能源消纳保障机制实施下的购售电决策具有重要的现实应用意义。

1.2国内外研究动态

1.2.1可再生能源电力消纳保障机制的研究现状

可再生能源电力消纳保障机制,国际上称可再生能源配额制(renewable portfolio standards)是指一个国家或地区用法律的形式对可再生能源在电力供给 总量中所占的份额进行强制性规定。作为一种市场导向型的可再生能源激励政策 模式,在全球范围内得到普遍应用。目前,国内外关于RPS的研究主要集中在 对电力市场影响、电力市场机制设计、绿证交易等方面。

在配额制度影响方面,有学者讨论了美国配额制度政策设定对居民用电成本、 就业以及污染的影响[%有学者分析比较实施配额制国家与未实施配额制国家的 电价与电力需求变化情况〔5,表明有效的RPS政策设计在可再生能源项目风险 回报方面发挥着重要作用⑷。文献[7]从电力供需角度分析了消纳保障机制在中国 的可行性,结果表示消纳责任保障机制有利于推动省间可再生能源资源的优化配 置。文献[8]总结了近年来国际上典型国家配额制总体框架、关键要素、机制设计 等方面的研究进展,以及机制设计对电力市场及市场行为主体的影响。

在电力市场机制设计方面,目前国内研究主要从市场主体、交易品种、交易 方式和周期、交易流程及考核监督等方面进行设计〔加叭文献[11]分析了搭售交 易在电力交易中的适用性,提出了基于搭售的电力交易模式。文献[13]讨论了随 着可再生能源技术成熟,美国配额制度设计模式的适配性和现存的矛盾,通过不 同的案例研究确定美国RPS制度的共同模式。文献[15]探讨了中国国内实行可再 生能源配额制与碳交易市场的政策协调,定量的评估了边际电价与碳排放上限效 应。文献[16][17]将可再生能源的保障性消纳纳入电力市场的机制设计之中,建 立了含高比例可再生能源的现货市场出清模型。

在绿色证书交易方面,文献[20]提出了一种基于博弈论的绿证交易双层模型, 结果表明传统火力发电商与可再生能源发电商间的绿色证书交易可以增加社会 福利并降低二氧化碳排放。文献[21]在综合能源系统中引入绿色证书跨链交易, 减少系统运行成本并促进可再生能源消纳。文献[22]采用多区域电力市场模型, 定量研究了可再生能源证书交易所带来的环境及经济效益。文献[23]应用演化博 弈理论和系统动力学模型,研究了可再生能源项目补贴以及配额制度对绿证交易 的影响。

1.2.2售电商购售电决策优化的研究现状

售电商作为参与零售电力市场的主体,在交易过程中,面临着电价与消费者 用电需求实时动态波动的不确定性风险,因此如何在不断变化的市场情景中保证 收益与规避风险,采用合适的购售电决策就显得尤为重要。目前,国内外研究关 于售电商购售电优化决策主要集中在购售电风险管理、购电优化决策、售电负荷 预测、需求响应等方面。

在购售电风险管理方面,常见的风险评估手段有成本-方差方法(varianceof cost)、风险价值方法(value at risk, VaR) [24][25\条件风险价值方法(condition value at risk, CVaR) I26'29\信息矯㈤]等。在购电方案的时间尺度上面,文献[31] 结合中长期电力市场交易现状,对月度市场上售电商的购电策略进行优化研究用 文献[32]考虑现货市场电价波动性为较大影响因素,正态分布的Gram-Charlier四 阶展开式近似逼近实时电价的概率密度函数,对大用户中短期组合购电决策进行 优化。文献[37][38]将电力市场售电商或大用户的需求响应与购电决策优化进行 结合,降低了购电成本提高了电力资源的配置效率。

在售电负荷预测方面,目前的研究主要集中在短期负荷预测(short-term load forecasting, STLF)方面,包括支持向量机【佝、回归分析跑、人工神经元网络㈤皿吸 模糊系统[伺等。文献[43]在训练过程中提出了一种面向代价的非对称损失函数的 机器学习算法,并对短期负荷进行预测。文献[44]考虑了电力市场中电价与用户 负荷的交互作用,构建了考虑绿证交易的负荷预测模型。

目前,售电商参与电力需求侧响应主要包括价格型与激励型两种项目〔呦。文 献[47]提出基于强化学习方法下的售电商需求响应动态优化方案。文献[48]采用 Stackelberg博弈和需求响应策略,实现各主体间利益约束下的联合优化。文献[49] 基于心理学方法构建用户对售电商与用户用电合同的双向选择模型,并分析了可 中断项目对其营销策略的影响。

1.3论文主要研究内容与结构安排

本文的主要研究内容如下:

第一章为绪论,综述了消纳保障机制下售电商购售电策略的研究背景与意义。 首先阐述了我国可再生能源相关政策,指出当前我国可再生能源项目面临的消纳 受限、补贴缺口大等问题,探讨了当前我国实行消纳保障机制的必要性。其次, 总结了目前国内外实施RPS制度的影响及作用、以及消纳保障机制下的市场机 制设计和售电商进行购售电决策优化与风险评估的研究进展。

第二章主要介绍可再生能源价格政策的理论基础与可再生能源配额制度。首 先介绍了外部性相关理论,简述了外部性的经济学意义与特征,阐述了可再生能 源外部性内部化的手段,从而引出可再生能源配额制度以及与之配套的绿证交易 机制,之后介绍了我国消纳保障机制与绿证交易现状,并对比分析了国际上成功 实施的配额制度情况,为下文研究售电商购售电决策优化问题提供了理论基础。

第三章研究了消纳保障机制下的电力市场交易框架。设计了消纳保障机制下 的电力市场交易框架下。阐述了售电商在电力市场交易中面临的主要市场风险, 从现代投资组合理论出发,通过构建售电商在常规电力中长期合约市场、水力发 电市场、风电市场、光伏市场、现货市场、期权市场、绿色证书交易市场以及辅 助服务市场的价格波动模型,以条件风险价值(CVaR)作为风险度量手段,构建 售电商在一定风险约束水平下的最小购电目标优化模型,求解售电商的最优购电 决策。针对性的分析了在不同置信水平下和不同市场条件下以及绿色证书市场发 展成熟时期售电商在批发市场的最优购电组合优化结果,为售电商在不同市场环 境下的购电决策提供思路与方法。

第四章建立了在可再生能源消纳保障机制下,考虑用户峰谷需求弹性矩阵, 考虑负荷供需平衡约束与可再生能源电力消纳权重约束下,售电商收益一风险平 衡目标下的购售电决策优化模型,分析了售电商在不同售电方案下的售电收益与 风险损失情况,最后通过算例证明了模型的有效性。结论表明合理的售电方案可 帮助售电商获取更多售电收益,降低售电商的购售电风险。

第五章,总结全文主要研究工作,并为后续的研究方向进行展望 

第2章可再生能源配额制与绿色证书交易机制

2.1引言

可再生能源电力消纳保障机制的落地标志着RPS制度在我国的正式实施。 RPS制度作为一种市场导向型的可再生能源激励政策模式,目前在一些国家和地 区得以大范围实践。本章从可再生能源价格政策的理论基础出发,介绍了外部性 相关理论以及可再生能源外部性内部化的方式,从而引出国际上普遍采用的RPS 制度以及与之配套的绿色证书交易机制,并对比分析了世界典型国家RPS制度 的特色与发展,最后阐述了我国实行消纳保障机制的基本框架与绿证交易现状。

2.2可再生能源价格政策的理论基础

2.2.1外部性相关理论

当前,外部性最典型的定义是指一个经济主体的经济行为对另一个经济主体 的福利产生影响,并且这种影响并未体现在货币或交易中【冏。

从成本和收益的角度出发,外部性指私人收益(成本)与社会收益(成本) 不匹配的现象。企业在进行生产活动中所获得的收益为私人受益,但企业进行的 生产活动有可能对社会产生额外的收益,此时社会收益大于私人受益,则发生了 正外部性。同理,企业在进行生产活动时必须承担一定的生产成本,即私人成本, 但企业的生产活动可能对社会造成不良影响,但并未对其产生的不良影响承担相 应治理的成本,对企业而言,企业的私人成本小于社会成本,则发生了负外部性。

外部性的发生会导致社会资源配置不均,是一种典型的市场失灵现象。根据 经济学原理,当市场活动的社会边际成本与社会边际收益相等时,市场取得最佳 效益,同时企业可以实现其利润最大化。由于外部性的存在,使得资源的分配在 交易的过程中发生扭曲。因此,外部性的存在市场运行机制难以实现资源的帕累 托最优。

2.2.2外部性的特征

一般来说,外部性具有行为性、一些情况下的非市场性、影响性和伴随性。

(1)行为性

外部性的发生是由经济主体的经济行为导致的,例如,由可再生能源企业的 清洁生产而产生的环境效益会对整个社会产生正外部性影响,这一行为的发生由 可再生能源企业完成。

(2)       一般情况下的非市场性

在一般情况下,经济主体在生产过程中所产生的外部性难以量化,因此很难 由货币来衡量其价值,也缺乏相应的市场机制进行成本与收益间的转移。比如, 当企业未对生产过程产生的污染承担治理成本时,企业与环境治理部门之间并没 有进行市场环境下的交易。

(3)       影响性

影响性是指当外部性产生时,各个经济主体间存在相互影响,即使是完全不 参与市场决策的主体也将承受到不同程度的影响。比如,可再生能源企业生产过 程中,企业与用户都可以感觉到正外部性的影响,同时,可再生能源清洁生产所 造成的对环境质量方面的改善,即使不参与可再生能源电力交易的用户也依然是 可再生能源项目的直接受益者。

(4)       伴随性

外部性属于经济主体在市场经济活动中所产生的“附加效应”,随经济主体 的市场经济活动产生而产生。例如,可再生能源企业清洁生产过程中所产生的环 境改善效益便属于无意产生的伴随效应,并非企业刻意为之。

2.2.3可再生能源外部性内部化的手段

可再生能源企业在清洁生产过程中所产生的对环境质量方面的改善,是其外 部性的体现,具有较强的社会效益,这种正外部性却很难用货币来衡量其外部收 益。此时,政府若采取相关的政策,比如通过向传统能源企业和消费者征税或者 补贴可再生能源发电企业等干预手段,利用市场机制矫正外部性活动,从而以货 币形式实现外部性的内部化。

可再生能源外部性内部化的方式如图2-1所示:

image.png

图2-1可再生能源外部性内部化的方式对比

由图2-1可以看出,可再生能源外部性内部化主要由直接补贴和间接补贴两 种方式。直接补贴的方式可直接补贴消费者或生产者,例如给与消费者一定的优 惠电价,提供可再生能源项目补贴或降低税收等方式,主要作用是从需求侧与供 给侧带动可再生能源均衡产量。间接补贴的方式与直接补贴方式相比,是通过建 立计及正外部性的市场机制,目前国际上通用的模式是建立可再生能源配额制度 以及与之配套的绿色证书交易机制。该方式的优势在于可以在不增加政府财政负 担的基础上,以市场方式实现可再生能源项目的外部成本内部化,鼓励电力市场 各主体对可再生能源电力的消纳,有利于资源优化配置,因此在国际上得到广泛 运用。

2.3可再生能源配额制度与绿色证书交易机制

2.3.1可再生能源配额制度

RPS作为一种市场导向型的可再生能源激励政策模式,目前在全球范围内得 到普遍应用。其框架一般包括:主要义务主体、配额义务目标、配额持续时间以 及与RPS制度配套的绿证交易机制。目前,国际上已有超过20多个实行配额制 的国家或地区,具体的配额制度设计也因各国的国情和政策实践而有所差异。

image.png

图2-2可再生能源配额制度框架

在可再生能源配额制度的框架下,配额目标一般根据当地可再生能源消费总 体目标设定。配额义务的承担者主要包括电网公司、传统能源发电商、售电商与 用户等。配额义务承担者可通过两种手段来完成相应的义务:第一种方式可以通 过可再生能源电量的物理性交易完成,即义务主体直接购买可再生能源电力。第 二种方式即直接购买配额,比如直接向可再生能源发电企业购买绿色证书。

随着技术进步以及规模化生产导致可再生能源电力成本的逐年降低,以RPS 制度替代传统的政府补贴,大大减轻了政府的财政负担,解决由补贴价格形成机 制不完善所带来的制度性问题。

2.3.2绿色证书交易机制

(1)  绿证交易机制

绿证交易机制作为RPS的配套机制,由政府完成对可再生能源项目的相关 资质核准后,对其产出可再生能源电力颁发对应数目的绿色证书,并以市场方式 实现绿色证书在买卖双方的流动。

绿证交易机制建立后,可再生能源发电企业既可以通过电能量市场获取物理 性的电价收入,同时也可以出售绿证的方式获得市场补贴。不同于之前实施的标 杆上网电价政策,配额制与绿证交易明确了电力市场各主体对可再生能源的消纳 责任义务,以“看不见的手”替代了政府对市场的管制,从而实现能源转型的整 体系统成本最小化。

绿证交易方式一般包括与物理电量捆绑式交易和非捆绑式交易两种方式。完 成配额制的义务主体可与绿证供应方签署一定期限的购买合同,绿证价格可由交 易双方协商决定也可以通过市场撮合交易决定。

(2)  我国的绿证交易现状

我国自2017年就建立起了绿证交易机制与绿证交易市场。但就目前情况来 看,我国的绿证交易并不十分活跃。根据中国绿证认购平台官网数据,截至2020 年2月29日,我国绿色证书交易情况如表2-1所示。

表2-1我国绿色证书交易情况

绿证

类型

累计核发量

(个)

累计挂牌量

(个)

累计交易 量(个)

最高成交价 格(元/

个)

最低成交价 格(元/

个)

平均价格

(元/个)

风电

23315779

5607605

36312

330

128.6

177.2

光伏

3845828

531502

161

900

518

666.4

 

由表2-1可以看出,目前我国绿色证书交易量少,价格波动较大,且价格相 对较高。主要原因在于目前我国具备出售绿证资质项目的建成时间相对较早,成 本与补贴水平相对较高,绿证价格较高,大大影响了绿证交易的积极性。但随着 风电、光伏技术进步以及规模化发展,风电光伏逐渐具备成本竞争力,将有助于 激发绿色证书自愿认购市场,而平价项目的推进使得未来将出现大量廉价的绿证, 供给过剩将常态化,绿证价格具备较大的下跌空间。

2.3.3可再生能源配额制度的国际经验

(1)      美国

RPS制度作为美国电力体制改革的组成部分,目前已在30多个州成功实践。 各州的配额制政策各有不同,配额目标由各州单独制定,并在各州均建立了绿色 证书交易市场。

美国实行RPS制度的交易主体覆盖各个市场主体,并因各主体的市场角色 不同而有着不同义务承担形式。各州的RPS目标基本都是需要承担配额义务的 负荷供应商或电力零售商向用户交付规定数量的可再生能源电力,并接受当地能 源监管部门监督,无法履约的义务主体则会受到一定的惩罚,如缴纳罚金等。

(2)      澳大利亚

澳大利亚是全球最早在全国范围内实施RPS制度的国家。澳大利亚实行RPS 制度的特色是提供了多样化的绿证交易。2011年起,澳大利亚政府将绿证类型依 据不同的可再生能源项目,分为大规模(LGCs)与小规模(SGCs)两种。承担配额义 务的主体可向可再生能源发电商购买绿证,未达成目标的主体则要承受相应的罚 款,约为65澳元/MWh。多样化的证书交易为澳大利亚可再生能源产业发展提供 了资金支持,推动了澳大利亚可再生能源的大力发展。

(3)      英国

英国的可再生能源政策(Renewableobligation, RO)始于2002年,并同步 设立了绿色证书(Renewables Obligation Certificates, ROCs)交易市场。英国于 2009年推出的可再生能源分层制度,对当时不具备成本竞争力的风电、光伏、生 物质等项目提供政策支撑。自此,大型可再生能源电量在负荷供应商中占比逐年 提升,2002〜2017年间,英国可再生能源发电占比由2%增至25%。

表2-2典型国家实行可再生能源配额制对比


配额目标

义务主体

监管部门

绿证交易

由各州制定,设定各州

传统能源发电

各州能源

无差异化的绿证交易,买

可再生能源装机容量、

监管部门

卖双方自主确定交易价

比例与完成年限

商、售电商

格,允许绿证储蓄

由可再生能源管理办公

传统能源发电

可再生能

分为LGCs与STCs两种

室发布配额目标,设定

源管理办

类型,并允许绿证期货交


商、售电商

公室


可再生能源发电占比

由商务能源与产业战略

参与电力市场

燃气与电

不同类型的可再生能源项

部发布,设定可再生能

的电力批发

力市场监

目获取不同数量的绿色证

源电力消费总体目标

商、售电商

管办公室

书,通过市场交易

 

2.4我国的可再生能源电力消纳保障机制

我国的消纳保障机制是按省级行政区域划分的,对电力消费侧设定可再生能 源电力消纳责任权重,承担可再生能源消纳责任的义务主体、消纳责任目标、消 纳方式等措施如下文所示。

(1)       承担可再生能源电力消纳责任的义务主体

承担消纳责任的主体分为两类:①各类直接向用户供售电的电网企业、独立 售电商、拥有配电网运营权的售电商;②通过电力批发市场购电的电力用户和拥 有自备电厂的企业⑴。

(2)       消纳责任权重(目标)

消纳责任权重作为整个机制的核心,具体分为总量消纳责任权重与非水电消 纳责任权重两类,各个省份明确各类市场主体的“最低消纳责任权重”⑴。

(3)       消纳义务履行方式

义务主体主要可通过三种方式履行义务:通过实际购买的可再生能源电量、 向超额完成目标的主体购买超额消纳量、自愿购买绿证⑴。超额消纳量的交易价 格可由买卖双方共同协商决定。

可再生能源消纳保障机制框架如图2-3所示:

image.png

图2-3可再生能源电力消纳保障机制

 2.5本章小结

消纳保障机制的实施,从消费侧直接提高可再生能源电力消纳比例,有利于 提升清洁能源利用水平。本章主要内容围绕消纳保障机制与绿证交易机制,主要 做了如下工作:

(1) 介绍可再生能源价格政策的理论基础,简述了外部性的经济学意义与 特征,阐述了可再生能源外部性内部化的手段。

(2) 介绍了国际上通用的RPS制度和与之配套的绿证交易机制,之后介绍 了我国可再生能源消纳保障机制与绿色证书现状,并对比分析了国际上典型国家 配额制度,为下文研究消纳保障机制下的市场框架提供理论基础。

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