英國自上個世紀80年代進行電力私有化和自由化改革以來,電力市場在一定程度上有效支撐著電力的安全、可靠供應。
但是,英國未來電力供應的安全、可持續、低碳目標正在麵臨著嚴峻的挑戰。
未來10年,英國電力係統現有容量的25%將要退役,這些發電容量主要是煤電和核電。要想繼續保證電能的安全、可持續、低碳地向全社會供應,英國必須增加電力投資。但是,目前英國的電力市場機製以及相關的電力管理體製無法經濟有效地實現增加電力投資這一目標。或者說,對於電力投資規模和電力投資速度這兩個方麵的要求,現有市場機製和管理體製是難以滿足的。而且,英國的電力係統主要依賴化石能源發電,其在未來麵臨著燃料價格波動、過度的外部依賴、高汙染排放等一係列風險。因此,英國需要大規模投資可再生能源發電、新型核電以及配套碳捕集技術的火電。
為解決上述問題,英國政府於2011年7月發布了《規劃我們的電力未來:關於發展安全、價格適宜和低碳電力的白皮書》(以下簡稱"白皮書"),揭開了新一輪英國低碳電力市場改革的序幕。英國政府希望通過改革目前的電力市場,以保證英國未 來電力的供應安全,並且能夠形成一個清潔的、多元的、可持續的發電容量構成。
具體來說,英國在低碳電力改革"白皮書"中提出了未來電力市場改革的四個重要措施:第一,建立基於差價合約的長期合同製度,為低碳電力投資者提供一個清晰、穩定的盈利流;第二,引入碳排放價格底線製度,在碳市場上形成公平的碳價格,同時為低碳電力投資者提供一個長期穩定的經濟信號;第三,引入一個排放性能標準製度,為新建的化石燃料發電廠的碳排放數量給出清晰的管製信號;第四,建立新的容量機製,以保證電力係統的安全、穩定運行。具體容量機製的設計包括目標型容量機製和市場性容量機製。通過這些改革措施,英國計劃在2030年實現以下幾個方麵的目標:第一,形成一個靈活的、智能的、市場供需雙方都有響應的電力係統,其中包含著一係列的、多種類的、安全可靠的低碳發電資源,並且需求側管理、儲能和聯網資源將最大程度地發揮作用;第二,各種低碳技術可以相互有效競爭,以降低電能供應成本;第三,未來電力係統能夠有效滿足由電動汽車和電加熱所產生的不斷增長的用電需求;第四,將基於用戶為此所支付的費用最低這個目標來完成由傳統電力係統向低碳電力係統的過渡過程。
可以看出,英國已經意識到電力低碳化發展的重要性,並在新一輪電力市場改革將低碳發展作為一個重要目標,相應的改革措 施也具有很強的針對性。上述的改革舉措會使得英國現有電力市場發生重大轉變,從而引導目前電力係統逐步向低碳電力係統過渡。在這一過程中,相應的改革措施一方麵能夠通過市場手段大幅度增加低碳電源在發電結構中的比重;另一方麵,能夠有效促進低碳技術的研究與應用,從而使得安全的、可持續的、低碳的電力供應目標早日實現。
和英國相比,我國當前發展所麵臨的能源環境問題使得電力行業必須承擔起節能減排的重任。因此,現階段我國的電力係統應該逐步向低碳電力係統過渡,即要在保證供電安全、經濟的前提下,不斷降低電力係統的碳排放。英國圍繞著如何向低碳電力係統過渡所給出的研究成果、實踐經驗、政策措施及其相關的製度安排(尤其是電力體製和電力市場方麵的製度安排),對我國具有重要的借鑒作用。
從我國的電改情況來看,距離 "5號文"頒布已經過去12年。由於當時的能源環境問題還未如此凸顯,低碳化發展並未成為改革方案設計的出發點,12年內相繼出台的一係列改革舉措也沒有很好地兼顧低碳目標。當下電力係統發展所麵臨的外部環境相比於12年前已大不相同,原有的電改方案已無法滿足電力低碳化發展的目標。因此,在建設低碳電力係統的過程中需要基於新的外部環境重新審視並研究電力市場改革方案,而非繼續堅持和延續"5號文"確定的改革方案。在此需要明確,在新一輪的電力市場改革過程中,低碳化發展有必要成為電力市場改革的重要出發點。因此,我國電力市場改革要在一個低碳電力目標下來研究和實踐,也就是說,我國未來的電力市場改革要促進而不是削弱低碳電力係統的建立與高效運作,而千萬不能"照搬"那些國外先前沒有充分考慮低碳與可持續發展的電力市場改革模式。
具體來說,現階段我國電力係統低碳化發展麵臨的任務主要包括以下幾個方麵:第一,促進清潔能源發展,從而推動電源結構的低碳化轉型;第二,提高電力係統應對間歇性出力波動的能力;第三,通過強製措施開展火電機組低碳化改造,鼓勵低碳電源技術(碳捕集封存技術等)的推廣和應用;第四,通過需求響應手段降低係統尖峰負荷從而減少電源電網容量投資和能源消耗,並研究需求側資源如何進入市場。
當前我國在應對上述問題時,更多地是通過行政手段和強製措施來達到低碳發展的目的,缺乏合理的市場手段和係統的製度建設。未來,如何在電力市場改革中考慮這些問題,或者說,如何就這些問題建設針對性的電力市場(在電力市場建設方案中要結合我國的實際情況,研究考慮電力普遍服務和交叉補貼等一係列問題),以保證我國電力供應在技術上安全可靠、在經濟上低成本、在環境上可持續,是擺在我們麵前的一項重要任務。
自2000年以來,英國的低碳發電裝機容量不斷提高,可再生能源發電量占總發電量比例從2000年的2.5%增長到了目前的約15%。這些可再生能源發電投資主要來自義務性投資以及小規模上網電價補貼政策。
未來,英國長期電力需求預計將會大幅度提升(供熱與交通係統的電氣化使得電力需求迅速增長)。而且,未來25%的現有發電機組即將麵臨退役。因此,英國需要大力發展清潔能源來替代一部分現有的電力裝機。一方麵滿足不斷增長的電力需求,另一方麵實現電力的低碳化發展。從規劃目標來看,到2020年,英國在發電和電網領域總的投資將達到1100億英鎊。為滿足這一目標,英國政府計劃通過建設低碳電力市場來保證電力行業未來十年的投資。麵對如此大規模的投資需求,英國低碳電力市場設計首先要考慮的問題是如何對投資者形成有效激勵。
引入FiTCfD機製的必要性
從2002年開始,英國開始實施可再生能源配額製。可再生能源投資者的收益包括配額證書出售和在批發市場售電收入。由於電力批發市場中的電價通常是由擔任調峰的燃氣機組來確定的,天然氣價格的波動使得電力批發價格也隨之波動,導致可再生能源投資者在批發市場獲得的售電收入很不穩定。由於市場中缺乏長期的參考價格,不能為低碳電源的投資提供穩定的價格信號,英國政府迫切需要通過改革現有的市場機製來吸引國內外的低碳電力投資,以保證本國的電力供應安全,促進電力低碳發展。
新一輪英國電力市場改革提出了一套政策框架,鼓勵各類資金進入市場。為確保低碳電力投資者的積極性,《白皮書》中提出了一種長期合同機製——差價合約收費製度(簡稱為FiTCfD製度)。FiTCfD機製具有雙向付費的功能,其運作方式為:當市場價格低於合同價格時,用戶向發電商付費;當市場價格高於合同價格時,發電商將差額部分返還給用戶。FiTCfD機製計劃在2014~2017年之間實施,該機製使得低碳電力投資者的投資回報具有了確定性,讓投資者在未來幾十年中能夠獲得穩定的投資收益。
實施FiTCfD製度可以為低碳電力投資者提供一個清晰的、穩定的、可預測的盈利流。與其他的支撐低碳電力發展的機製相比較,由於其實施成本低,且相對穩健,FiTCfD製度有可能成為英國政府吸引低碳電力投資的一個關鍵的激勵機製。在提高低碳電力投資比例的同時,FiTCfD製度也能夠有效降低投資成本,因此這一機製在一定程度上也有助於降低用戶的電費支出。
FiTCfD機製的核心——長期差價合同
雖然FiTCfD機製可以適用於所有類型的發電資源,但是在具體設計的時候,還是需要考慮不同發電資源的具體特征。英國政府針對間歇性機組和基荷機組分別設計了兩類不同的長期差價合同,並成立專門公司與投資者簽訂合同。
間歇性發電資源。這類資源是指發電時間和發電出力都難以預測和控製,且燃料成本可以忽略不計的發電容量,包括風電、光伏發電以及波浪能發電等。對於間歇性發電資源,英國政府實施雙向合同形式。當電能參考價格低於拍賣價格的時候,發電商得到一個其最高拍賣價格和對應的支付數量;當參考價格高於拍賣價時,發電商將多餘收入返回給用戶。為了激勵低碳電源的投資,英國政府為本國的低碳電源投資者設定了長期碳交易價格下限,當歐盟碳排放交易框架的成交價格低於價格下限時,由政府補償其差價部分。
英國政府認為,實施這樣一個雙向合同可以有效保證間歇性可再生能源發電項目得到一個可靠的長期的投資回報,同時用戶的負擔也不會"超載",或者說,可以在發電商利益與用戶利益之間找到一個合適的平衡點。
基荷發電資源。這類資源是指在運行中出力基本不變的發電資源(因為經濟效率問題或安全問題使得其發電出力不能夠快速地跟隨用電需求的變化而變化)。這類發電資源包括核電、生物質能發電以及基於CCS技術的化石燃料發電資源。對於基荷發電資源所采用的FiTCfD也是一種雙向合同形式。與間歇性發電資源的情形相比,之所以對於基荷發電資源建議采用雙向合同形式,主要是為了保護消費者的利益,防止發電商獲得的盈利遠遠超過普通商業性投資回報率。
長期差價合同的作用主要是規避市場價格風險。買賣雙方按照一定價格對一定電量簽訂差價合約後,即鎖定了這部分電量的價格,這部分電能的實際結算價格不再隨著現貨市場中的價格改變而發生波動。因此,長期差價合同能夠保證市場成員基本的收益,同時也利於保證整個市場的穩定運行。
簡而言之,長期差價合同的結算原理,可以總結為:合同電量按照合同價格結算,偏差量(合同電量和實際交易量的偏差)根據參考價格結算,即:按照合同中規定電價對差價合約中簽訂的交易量進行結算。如果實際交易量小於差價合約所簽訂的量(或者實際交易量大於差價合約所簽訂的量),差額部分按照市場參考價格進行結算。也就是說,無論是遠期期貨市場還是短期雙邊市場,其參與
主體——發電商、售電商和用戶之間均以雙邊協議為基礎,可以任意簽訂電力買賣合同。由於長期差價合同中的交易時間可以是多個結算周期(甚至可以長達幾年),對於投資者來說有利於形成穩定的收益。
FiTCfD機製對我國的啟示
從長遠來看,我國的電力行業的發展也會逐步考慮電力金融市場的建設,以控製電價波動的風險。對此,英國新一輪的電力市場改革中的FiTCfD製度設計得我國借鑒和參考。如果在電源規劃和建設階段簽訂差價合約,發電公司可確保投資的基本回報,並利用空閑容量參與區域市場或者省(區)級市場交易以獲取更大收益,而省電網公司則可以規避未來電能供應風險和電價波動風險。
FiTCfD機製同時是一個能夠以最優成本效益的方式來促進低碳發電投資的機製。FiTCfD機製的成本有效性表現在三個方麵:第一,降低低碳發電投資成本;第二,降低用戶所要承擔的用於支持低碳電力投資的總成本;第三,降低每一個用戶的電費支出。該機製的設計對於我國今後如何製定促進低碳電力發展的激勵政策具有重要的參考價值。
英國電力市場具有相對完善的市場經濟、法律法規及保障體係,我國的電力體製改革也曾經試圖模仿英國的改革模式。在經過三輪改革之後,英國政府2011年發布的《白皮書》揭開了新一輪英國低碳電力市場改革的序幕。《白皮書》中提出的碳排放價格底線機製(CabonPriceFloor,CPF)和排放性能標準 (EmissionsPerformanceStandards,EPS)是英國政府為控製電力係統碳排放量、促進低碳電力技術發展以及保障低碳發電容量投資而推行的主要政策。CPF和EPS分別代表了市場措施和管製措施,兩者具有很好的協同作用,配套實行將具有顯著效果。
碳排放價格底線機製——CPF機製
CPF機製是英國新一輪電力市場改革方案設計的關鍵,該機製建立在歐盟碳排放交易體係之上,通過提供一個透明、可預測的碳排放價格來反映碳排放成本底線。由於低碳發電項目的建設周期較長,碳排放價格固定與否及其波動性的強弱成為了影響投資效益的關鍵。
若碳排放價格波動性較大,投資者的投資效益則存在較大不確定性,其投資成本會顯著增加,進而阻礙後續的低碳電源發展;若碳排放價格相對固定,則投資者鑒於較小的不確定性及較高的投資效益將會開展規模化的低碳電力投資。因此,CPF機製的基本思路是在前期向低碳電力投資者提供穩定的長期市場信號,從而減小低碳電力投資者對風險的顧慮,達到吸引低碳電力投資的目的。
鑒於此,英國政府早在2011年度的預算報告中就明確宣布,將啟動CPF機製以降低低碳電力投資者所麵臨的不確定性及其投資風險,促進公平合理的碳排放價格的形成,從而提供給低碳電力投資者一個強有力的經濟激勵。在上述預算報告中,CPF2020年的碳價格下限設定為30英鎊/每噸二氧化碳,2030年的指標設定為70英鎊/每噸二氧化碳。
英國政府認為,對於低碳電力投資者而言,這種相對較高且增長快速的碳價格下限,可以抵消相當部分因外部環境的不確定而帶來的投資風險並吸引可觀的低碳投資。根據英國政府預測,在2013至2030年期間,如果碳價格底線目標值定為30英鎊/每噸二氧化碳不變,可以獲得淨現值效益19億英鎊,在不損害英國工業競爭力的情況下可吸引足夠的低碳電力投資,到2030年能夠形成7.5至9.3GW的低碳發電容量。
作為一個市場信號,CPF機製單獨作用還無法滿足英國對促進低碳電力技術發展及低碳發電容量投資的要求,這就需要其他措施的組合搭配,如容量機製(在本係列文章的第四篇中有詳細介紹)、排放性能標準等。
排放性能標準——EPS
為更好的實現碳減排目標、增加低碳電力投資,英國政府提出了EPS機製,與CPF配套推行。該機製通過設定碳排放年度限值對電源的碳排放數量進行控製,作用對象主要是新建化石燃料電廠。
與CPF不同,EPS機製傳遞了一個明確的管製信號,即通過劃定碳排放量上限強製控製排放量,起到一個阻擋板的作用,防止碳排放量越限。但同時它建立在電力市場改革措施以及現有政策措施所產生的市場經濟信號基礎之上,因而能與市場信號共同促進碳減排,與CPF形成較強的協同作用。
英國政府在CoalitionAgreement中承諾引入EPS製度,其目的是在保障供電可靠性的同時,使得化石燃料發電機組履行自身減排義務。其中,引入CCS技術和確定EPS指標是關鍵。英國政府組織的研究結果表明,EPS機製實施的第一步應該建立和支撐CCS示範項目的運作(包括新建電廠及已有電廠),在此基礎上,再進行EPS指標的確定。目前,EPS的指標值確定有兩個方案:1、指標值設定為600克二氧化碳/千瓦時,這個指標值參照了當前裝有CCS設施的超臨界燃煤電廠排放值;2、指標值設定為450克二氧化碳/千瓦時,這個方案較為嚴格,不適用於作為英國CCS示範項目的化石燃料電廠。對於該指標的高低設置,英國各方尚存在爭議,但是各方一致認為EPS指標的設定一定不能影響低 碳投資的積極性。換言之,在引入EPS過程中,政府必須在低碳投資可靠程度和EPS管製力度之間尋找一個合適的平衡點。
當然,作為管製信號,EPS的實施必須讓低碳電力投資者相信管製政策是長期可靠的,而且隨著CCS等技術的成熟和商業化,EPS指標值還需要不斷修正(一般認為會不斷趨於嚴格,最終達到一個均衡點)。
因此,英國EnergyAct2010中要求,政府必須就英國電力係統碳減排以及CCS技術研發與應用的進展情況向國會進行報告,以此為依據對EPS指標進行修正,並釋放信號,說明管製政策會長期、動態的實施下去。
英國碳減排政策對我國的啟示
英國政府提出的以上兩個機製對我國低碳電力係統建設以及實現電力係統碳減排目標具有重要的參考價值。目前,中國尚未推行類似政策措施,不妨借鑒英國思路,從市場措施和管製措施兩個方麵出發,推動電力係統低碳化發展。一方麵,中國的碳排放市場尚未成熟,碳排放市場和電力市場聯係不夠緊密,也未設定碳排放價格底線。對此,中國未來可借鑒英國的方法,為促進低碳電力投資提供一種市場化的調控手段;另一方麵,當前中國電力投資市場也未設定與碳減排相關的成體係的準入標準,未來可以借鑒英國的方法,製定更為清晰的監管信號,以更好地引導綠色電力投資,從投資這一"源頭"實現碳減排。此外,我國在設計相應政策時,應學習英國政策製定中所蘊含的管理思路,需要充分貫徹"賞引罰催"的激勵約束機製,轉化形成政策的"組合拳"。同時,還需充分考慮政策的輻射效應,特別是對於民生的影響,這也是我國的特殊國情所決定的。
綜上所述,結合我國麵臨的實際問題來看,我國應重點考慮引入類似的措施來激勵低碳電力投資,促進電力係統碳減排,並實行多機製的組合和搭配,既要有激勵也要有約束,這樣才能真正引導電力行業朝著低碳的方向健康、有序發展。
(作者係華北電力大學教授、博士生導師)