当前,世界各国都在探索电力市场改革的办法,各有利弊,但是,即使是美国、欧盟等发达的西方资本主义国家也没有找到被大家认同的最优的改革之路。一方面电力市场的重要性让电力市场成为了利益各方争端的重要阵地,任何一方都可能做出让自己利益受损的让步。另一方面,电力的天然垄断性又成为了现在日益自由化市场的一个异类,成为了自由市场倡导者眼中的最后一个障碍,必欲除之而后快。更为重要的是,电力系统的天然垄断性,在能源的供应方式没有出现巅峰性的变化之前,其垄断的天然属性都不会打破,电力市场的改革也就注定了只能是减少垄断环节,放大竞争环节一种选择这一铁的事实,但,自由市场者远不愿去接受这个事实。电力市场改革的路注定漫长而曲折,必定充满争议,最佳的途径是考虑其重点考虑其经济属性,以各方利益最大化为目标进行改革。
一、世界上主要的电力市场模式
1.垂直一体化模式。垂直一体化模式是电力系统产生之初就使用的一种模式,也是目前最为普遍的一种运行模式。垂直一体化模式的优点和缺点同样明显,对于电力工业比较落后的国家,这是一种最为稳妥的电力市场模式。优点为,由单一市场体,通常是国有的企业或政府部门统一管控电力的生产输送和配售,能够快速调动资源能力开展电力的建设,并对电力的安全和电能的质量负责,效率高。缺点为,没有竞争环节的引入,购电客户的权益受不到保护。客户缺乏参与市场定价的能力。在2003年电力改革之前,我国普遍使用的就是垂直一体化的模式。这种模式对满足我国改革开放后电力建设的迅猛需求,确保电力事业的迅速发展起到了不可多得的重要,从一个层面上讲也是改革开放快速推进的重要保证。
2.单一买方模式。单一买方模式就是将发输配售环节的发电端竞争放开,让发电厂进入竞争环节参与市场化竞争,由电网进行电力的调度、输送和配售,并负责系统的运行管理。这种模式是我国2003年电力改革,成立了2个电网公司(国家电网公司和中国南方电网有限责任公司)和5个大型发电集团后的一个运行模式。在西方国家这也是当前比较普遍的一种运行模式。优点为,促进了发电资源的整合,提升了电源配置的灵活性,促使发电端加强管理提升竞争力。缺点为,电网公司对系统的控制能力更强,电网的规模越大在行业内的垄断地位越强,尤其在电源过剩的情况下,对发电端和零售端均拥有绝对的控制能力,不利于电网的自我替身积极性的发挥。单一模式下的电力市场必须加强对电网的管控。单一模式下可以细分为两种,一种是大用户直供模式和电网公司零售模式,另外一种是统一零售模式。当前,我国采用的大用户直供(试点)和电网公司零售模式。
3.完全竞争模式。完成竞争模式就是电力系统内部引入竞争元素,放开全部的环节进行竞争,由建立独立于发电、电网和用户的第四方进行电力调度和交易市场管理。完全竞争模式是当前最为理想化的一种模式。优点为,电力系统的全部参与方都理论上平等参与了资源的买卖,根据供求关系和经济规律参与竞争。缺点为,因为参与主体的多远,供求矛盾的协调统一将成为难题。政府需要对发电、电网、售电和大用户的行为进行监管。
4.小单元供售模式。小单元供售模式就是基于分布式发电和太阳能、风能等新能源技术的发展,由西方一些学者提出来的电力市场模式。该模式下,数个用户自行筹建分布式新能源系统,实现能源的自足。本文作者不认为这是一种创新的模式,这是在垂直一体化模式的初步形态。在用户自有能源系统不足以满足其自身需要,必须要依靠外部电源的模式下,该模式没有现实意义。因此,下文的讨论分析将不纳入该中模式。
二、三种主要的电力市场模式的对比分析
虽然,所有的专家学者都认同电力市场的改革必须要以提高效率和效益为根本的出发点,但是,由于利益的多元,孰优孰劣还是没有统一的标准。现从技术上、经济性和社会效益等三个方面对三种电力市场模式进行分析。在下文,我们把垂直一体化模式称为模式一,单一买方模式称为模式二,完全竞争称为模式三。
1.电力市场模式的技术分析。在技术层面对电力市场模式进行分析,在文中,作者将其分为三个环节。一是资源调配环节。二是系统建设环节。三是系统安全稳定环节。1.1在资源调配环节三种模式的对比。三种模式下的资源调配环节优劣很明显。模式一,必须要建立一个全国的统一的电力系统。因为只有全部的资源集中在一个系统内部才能进行统一的调配,才能确保调配的效率。这也是改革开放后,我们立即打破了原来以省级甚至地区为单位的电力系统模式,建立国家电力公司统筹电力系统的原因所在。模式二,不需要建立全国的统一的电力系统,可以实现资源的分块分区供应,但是在电源不足的情况下,地域性的竞争非常尖锐,还是需要有统一的传输电网对资源进行科学合理的配置。这种模式下,电网在资源配置中的核心作用非常明显,发电端的弱势地位即使在电源缺乏的情况下依然很明显。由于特高压大容量输电技术的普遍使用,让区域电源的优势更加不明显,增加了发电端的竞争压力,资源配置上的弱势地位更加明显。模式三,买卖双发充分进入了市场,通过交易中心进行期货或者现货合同的交易,再通过向电网缴纳过网费进行完成交易,双方的交易完全是市场的行为,理论上可以实现资源的最优配置。但是,在现实的交易中,由于水电、火电、核电和新能源的成本不同,本地电源和外地电源的过往费用不同,而且大用户和小用户的使用成本也不同,必然导致资源利益最大化流动。成本低的电源奇货可居,成本高的电源门可罗雀,在买方市场时,大用户拥有资源配置的优先权,小用户反补贴大用户。在卖方市场时,大用户仍然具有优势地位,小用户甚至无电可用。1.2三种模式的在系统建设效率上的对比。三种模式下电源建设和电网建设的效率不同。模式一,电网和电源的建设都依靠政策推动,如果政府有强烈的意愿,电力系统建设的效率将会较高。模式二,电源端充分竞争,发电商有着强烈的竞争欲望,电源的建设力度将会大大提高。电网的建设力度将会对依然依赖于政府的推动。依照目前的我国电网的情况分析,电网建设必定是强主干网轻配网,而且电网热衷于建设大容量长距离高电压等级的特高压工程,并希望通过这类工程的建设将系统的资源调配权控制在电网内部。模式三,电源端和售电端充分竞争,电源端的建设力度依然很大,而且在重负荷区域,电源的投资力度会更大。在售电端,建设的资源必定向重负荷地区倾斜,负荷较轻或者成本较高收益比较低的地区的配网建设将严重滞后。在电网侧,主干网建设的意愿将不足。1.3三种模式在系统安全上的对比。三种模式下电网安全的责任分工不同,其系统的安全性也迥异。模式一,电力系统地安全性由一个主体负担,责任重大,问责对象明晰,在这种情况下,系统的安全裕度较高,但可能造成不必要的资源浪费。模式二,系统安全由电网负责,问责对象也较为清晰,电厂对系统安全的责任小,电网对系统安全的责任大,会造成电网为了确保安全控制电源上网出力,造成窝电的情况。模式三,系统安全的责任在电网,而且调度全力也不在电网公司,配网安全影响的是可靠性,因此,电网的安全责任不明晰,很容易造成互相推诿的情况。为了确保电力系统的安全,电网将会将安全裕度进一步放大,通道不畅的情况可能更加严重,而且,配网的安全得不到有限的保证。1.4技术层面下的综合分析。在技术层面下,三种模式的优缺点都非常明显,但是,对于实现电力系统效益最大化的角度考虑,模式二的效率最高。
2.电力市场模型经济性分析。从经济性上分析电力系统三种模式的优劣,也分成四个层面分析。一个是在发电厂的层面,一个是在电网的层面,一个是在用户的层面,还有一个是在国家整体经济的层面。由于电源不同其成本不同,我国目前采取的是不同类型的电源其上网电价不同的方法,定价的权力由国家发改委控制。同样,根据我国目前的相关规定,工业、商业、民用和水利灌溉的电价不同,具体的执行标准由国家发改委决定。2.1模式一下的经济上的分析。模式一,由于电力价格的管控作用,在电源实现理论的供需平衡的情况下,系统的利润是基本固定的。利润=售电收入-购电成本-运维成本(1)从公式(1)分析,在模式一,电厂利润与电网利润是统一的,电厂与电网不存在利润博弈关系。用户价格收到国家管控,成本大小没有自我调整的空间。在国家宏观经济的层面,通过调整电价可以变相对企业进行补贴或者增加国家的收入,但,由于资源的国有属性,很难做到准确而理性的定价,进而很难管控国家层面的收益大小,电力系统对经济运行的影响本质上是一种硬调节。2.2模式二下的经济上的分析。模式二,由于电力价格的管控作用,电厂的利润为:利润=售电收入-发电成本-运维成本(2)从公式(2)分析,在模式二,影响电厂利润的因素主要是发电成本,亦即是一次能源的价格。而电网的利润同公式(1)。但,影响电网利润的主要因素是购买到便宜电能的数量与销售的负荷的类型占比。因此,电厂为了实现利润最大化必须降低发电成本,而电网为了实现利润最大化,必须尽可能买到水电等成本低廉的电能,进而将最多的电能卖给工业和商业用户,补贴最少量的居民及农业用户。用户成本及国家的收益同模式二。模式三,由于电力价格是不受管控的,在西方部分国家,对终端的小用户售电价设置上限。电厂的利润同公式(1)。由于放松了价格管制,电源端会长期希望处于供大于求的状态,而且电厂必定将更多的电买个大用户,除非政府有相应的补贴,居民端的售电量会受到控制。电网因为是输电主体,利润为:利润=过网费-运行成本(3)公式(3)中,过网费等于过网电量与国家核准过网价的乘积。电网的利润影响因素是过往电量。2.3模式三下的经济上的分析。模式三,用户进入市场进行竞争,他们的利润即为成本最小,要做到成本最小,大用户直购电的成本为:成本=期货合约电费+超额现价电费(4)公式(4)中,根据电力市场规则,大用户必须在精确估计电量使用情况并在期货市场上买大等量的合约电量,如果需要超买或者少买都必须付出相应的额为成本。在理论上,其合约电费在不受国家电价管制的情况下应稍低于模式一和模式二的电价。小用户的用电成本为:成本=市场成交成本-国家补贴成本(5)由于国家对居民用电的保护,当市场正常交易的成本大于国家控制的成本时,国家必须进行补贴。因此,理论上,公式(5)中居民的用电成本将会高于模式一和模式二。在国家的层面,减少对价格的人为控制,通过征收资源税的方式可以调节电厂的成本进而影响到电价的水平,进而影响到经济运行,实现一种软调节。2.4经济上的综合分析。从经济上的分析,模式一和模式二下,电厂的利润均未能最大化,电网的利益能够最大化,大用户的利益受损,小用户利益受到保护,国家的显性利益也受损。在模式三下,电厂的利益可以实现最大化,电网不存在利益关系,大用户可以实现最大化,小用户受损,国家显性利益最大化。
3.在社会效益方面的分析。在社会效益方面分析,主要是市场参与主体以及社会舆论的效应。在考虑经济学的因素是,这本应是最小的影响因素,但是考虑到社会舆论的盲目性和对国家决策的影响,本文做小一个简单的分析。模式一,垂直一体化模式是绝对垄断的模式,无论其区域的大小或者提供的供电服务质量的高低都无法脱离垄断的原罪,在社会效益上,该种模式的压力最大,也是电力市场改革的主要的舆论攻击点。模式二,电厂的充分竞争无法摆脱在电网实质垄断下的舆论压力,进而,电厂与电网的不对称的利益博弈使电厂也成为攻击电网垄断的同盟军。模式三,完全的市场竞争,虽然电网依然有国家控制,但因为不参与市场的买卖,其主要的舆论压力来自于系统的安全和可靠性。电力系统内外部的舆论压力减小。在社会效益上,模式三的社会舆论压力最小,而且可以脱离电力系统体制垄断的原罪。
4.三种模式下综合对比结果分析。综合考虑三种模式在技术、经济和社会上的因素,本文认为三种模式应该是不同阶段的选择而不是单一的方向性的选择。在电力系统初创阶段,应该选择模式一,该模式有利于电力系统的发展和国家对系统的管理。在电网建设达到一定规模后,应该选择模式二,应为该模式引入了电厂的竞争,在提高资源配置效率的同时,兼顾了国家经济发展的需要。模式三,只有在电力系统发展的相当水平,基本实现了供需平衡,而且居民用电与工业用电规模相当的时候才可以考虑。目前,我国的居民电量与工业电量全国范围内基本是,还不具备完全竞争的条件。在综合分析以上三种模式,结合当前深圳开展的电力市场改革试点,本文作者认为,适合当前我国模式的电力市场就应该是放开发售端,完全引入竞争,管控电网,电网承担输配合调度任务,建立独立的电力市场交易场所,亦既是放开两头管控中间的改革思路。
三、建立统一的承担输配调功能的电网
目前,深圳市已经开始改革试点核准电网的成本,隐约看到了放开两头管控中间的改革思路。本文认为这是一条适合中国当前国庆的电力市场改革的路子,方向是完全正确的,需要的是最细节问题进行深入的分析探讨,并在推广中积累经验。文中从资源配置、利润最大化和社会舆论等环节进行分析。文中将此种模式称为模式五,以区别于之前的模式。1.模式五的资源配置分析。在资源配置上,电厂引入了完全的竞争,而且是没有电网参与的竞争,优质的电源必将受到追捧,而成本过高的电源必将考虑被淘汰,考虑到过网费的地域性,当地的电源将会受益,但是,通常大负荷区域的电源建设成本高,该部分资源分配还需要综合考虑。电网负责传输路径的维护而且作为公共性的事业投资,投资的额度由政府控制,运维成本直接转化为电网企业的刚性收入,有利于调动电网企业维护网络的积极性。用户直接参与市场竞争,大用户和小用户的资源调配关系与模式三相同。售电伤作为销售主体不承担电网维护的责任,对于降低成本有力,特别是网络的发展,无人售电成为可能。2.模式五的利润最大化。模式五下,电厂的利润构成与模式三相同,用户的用电成本应为可以通过更换售电商进行压缩,而且售电商作为小客户群体的代表与电厂进行博弈,可以相应获得规模相应,进而进一步降低了成本。3.社会舆论的分析。模式五下的社会舆论分析与模式三相同。4.模式五的综合分析。在模式五下,在电源端和售电端均引入了充分的竞争,考虑到电厂的资金能力,很有可能售电端的公司同样由电源端进行控制,居民用电的博弈能力减弱,居民用电的成本会增加。电网企业负责电网的运维,电网企业的运行管理压力会增大,资源配置能力的缺失,可能导致网络建设的积极性不足。但是,综合分析,模式五是当前最为稳妥的改革的方向。
四、结语
本文通过分析了世界上同行的三种电力系统改革模式的优劣,得出了该三种模式应该是在不同阶段采取的改革的方向的理论,而且认同我国的电力市场改革应该完全市场自由化的观点。文中,作者分析了放开两端管控中间的改革思路,认为当前,我国的电力市场改革方向就应该是在发电端很售电端引入完全的竞争,让买卖双方在交易平台上进行公平合理的交易,并接受政府的监管。同低碳经济论文时,建立一个覆盖全国的负责电力的输变配合调度的工业事业性质的,不以盈利为目的的电网公司或者电网管理机构。
作者:陈奋 单位:广东电网有限责任公司惠州供电局