電力市場(chǎng)中長(zhǎng)期交易與現(xiàn)貨市場(chǎng)的設(shè)計(jì)

電力市場(chǎng)中長(zhǎng)期交易與現(xiàn)貨市場(chǎng)的設(shè)計(jì)當(dāng)前我國(guó)的電力市場(chǎng)改革中，各省、各地區(qū)推進(jìn)的電力交易主要是發(fā)電企業(yè)與大用戶及售電公司的直接交易，包括雙邊協(xié)商和集中競(jìng)價(jià)形式。出現(xiàn)了較多的關(guān)于電力市場(chǎng)是不是一定要建現(xiàn)貨市場(chǎng)，何時(shí)建現(xiàn)貨市場(chǎng)等討論。這里對(duì)相關(guān)的概念進(jìn)行介紹、分析，并談下本人的一些看法。1電力體制改革的目標(biāo)直接交易、雙邊協(xié)商、集中競(jìng)價(jià)、現(xiàn)貨市場(chǎng)，都是實(shí)現(xiàn)電力交易的方法，是一種改革路徑。要討論改革路徑，首先要考慮改革的目標(biāo)。對(duì)電力體制改革來(lái)說(shuō)，還原電力商品屬性，建立市場(chǎng)化的交易機(jī)制是改革的具體路徑，而優(yōu)化電力系統(tǒng)，乃至整個(gè)能源系統(tǒng)的資源配置，以最小的資源、環(huán)境等成本提供安全、可靠的能源供給，是最終的目標(biāo)。所有的改革路徑、方案的設(shè)計(jì)，需首先考慮改革的目標(biāo)，再結(jié)合實(shí)際的資源、環(huán)境、社會(huì)等方面的現(xiàn)狀和約束進(jìn)行。電力系統(tǒng)資源配置的目標(biāo)包括效率和公平兩個(gè)大的方面，而效率目標(biāo)從時(shí)間尺度上講又包括兩個(gè)方面：長(zhǎng)期效率以及短期效率。1）長(zhǎng)期效率主要表現(xiàn)在電力系統(tǒng)投資、規(guī)劃的有效性。電力市場(chǎng)機(jī)制需要保證充足、有效、合理的投資，引導(dǎo)出電源、電網(wǎng)和負(fù)荷的優(yōu)化規(guī)劃，以支持電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。首先，投資水平不能過(guò)低影響電力系統(tǒng)的安全；其次，不能過(guò)度投資增加電力系統(tǒng)成本；最后，電源和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)要合理、匹配。2）短期效率主要表現(xiàn)在電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（調(diào)度）的有效性。電力市場(chǎng)機(jī)制需要能引導(dǎo)出最優(yōu)的實(shí)時(shí)運(yùn)行方案。運(yùn)行階段，投資成本已經(jīng)成為沉淀成本，這時(shí)候決策主要看可變成本、邊際成本，市場(chǎng)機(jī)制需要能引導(dǎo)出整體社會(huì)福利最大的運(yùn)行方式。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是：讓發(fā)電可變成本最低的電廠先發(fā)電，讓用電效益最大的用戶先用電。由于電力的供給和需求隨時(shí)間不斷波動(dòng)，而電力系統(tǒng)又必須保持實(shí)時(shí)平衡，電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度必須按比較小的時(shí)間尺度進(jìn)行。早期，一般以1個(gè)小時(shí)或半個(gè)小時(shí)為周期制定調(diào)度計(jì)劃，調(diào)度周期內(nèi)的功率不平衡則通過(guò)調(diào)頻等輔助服務(wù)解決；隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，調(diào)度周期逐漸縮短，現(xiàn)在很多國(guó)家和地區(qū)以5分鐘為一個(gè)周期制定調(diào)度計(jì)劃。3）公平目標(biāo)主要考慮社會(huì)福利在不同的市場(chǎng)主體之間的分?jǐn)?。電力市?chǎng)的公平性要考慮社會(huì)福利在不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)主體如發(fā)電、電網(wǎng)和用戶之間的分?jǐn)?，以及在不同地理、行政區(qū)域之間的分?jǐn)?。改革方案需要考慮改革后不同主體之間福利的變化情況。2電力市場(chǎng)中的現(xiàn)貨市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)學(xué)中，現(xiàn)貨市場(chǎng)一般是指“一手交錢，一手交貨”的即時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的交易。在電力市場(chǎng)中，不同的文獻(xiàn)、機(jī)構(gòu)或?qū)W者對(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)有不同的理解或定義。一種是按時(shí)間劃分，將日以上的交易稱為中長(zhǎng)期交易（或遠(yuǎn)期交易），將日前及日以內(nèi)的交易稱為現(xiàn)貨交易。我國(guó)的9號(hào)文及相關(guān)配套文件即按這種定義。另外一種，嚴(yán)格按經(jīng)濟(jì)學(xué)中的定義，則只有最接近運(yùn)行時(shí)刻的那個(gè)市場(chǎng)，才是現(xiàn)貨市場(chǎng)，其他的都是遠(yuǎn)期市場(chǎng)（forwardmarket）。本文的后續(xù)描述中，為了方便及概念清晰，現(xiàn)貨市場(chǎng)指后一種意義的現(xiàn)貨市場(chǎng)，即最接近運(yùn)行時(shí)刻的電能市場(chǎng)，具體的時(shí)間可以是日前、兩小時(shí)前、小時(shí)前，表現(xiàn)形式可以是日前市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)、平衡市場(chǎng)等。3電力市場(chǎng)中的中長(zhǎng)期交易遠(yuǎn)期交易（forwardcontract）和期貨（futures）、期權(quán)（option）交易都是一種中長(zhǎng)期交易，即交易相關(guān)方約定在未來(lái)某一時(shí)刻按一定的價(jià)格進(jìn)行一定數(shù)量的產(chǎn)品交易的模式。這幾種交易的區(qū)別主要在于是否標(biāo)準(zhǔn)化。遠(yuǎn)期交易是一種非標(biāo)準(zhǔn)化的合同，交易雙方自行確定交易的地點(diǎn)、交易的數(shù)量和價(jià)格，而期貨和期權(quán)是一種標(biāo)準(zhǔn)化的合約，必須在期貨交易所進(jìn)行，對(duì)合約的數(shù)量、價(jià)格、交割地點(diǎn)等都有嚴(yán)格的規(guī)定，對(duì)市場(chǎng)成員的信用也有嚴(yán)格的管理。目前我國(guó)電力市場(chǎng)中的直接交易、發(fā)電權(quán)交易本質(zhì)上都是一種遠(yuǎn)期交易，尚未建立相關(guān)的期貨、期權(quán)交易品種。國(guó)外大多數(shù)實(shí)行電力市場(chǎng)的國(guó)家或地區(qū)建立了若干期貨、期權(quán)市場(chǎng)，其可以增加交易的流動(dòng)性，降低市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。4遠(yuǎn)期合約的結(jié)算電力遠(yuǎn)期合約是一種金融合約，電力的售方和購(gòu)方提前（五年、一年、一個(gè)月、一周或一天等）約定在未來(lái)的某一市場(chǎng)（日前市場(chǎng)或?qū)崟r(shí)市場(chǎng)）以一定的價(jià)格進(jìn)行一定數(shù)量的電力的交易。其常見的一種形式或叫法是差價(jià)合約，買、賣雙方不必有實(shí)際的電力生產(chǎn)、消費(fèi)的需求，在約定的市場(chǎng)按照市場(chǎng)價(jià)格與合約價(jià)格的差進(jìn)行結(jié)算即可。比如，電廠A與用戶L在2016年11月20日簽訂了2016年12月15日實(shí)時(shí)市場(chǎng)下午2點(diǎn)20萬(wàn)kWh電力的交易合同，價(jià)格為0.4元/kWh。在2016年12月15日，若根據(jù)實(shí)時(shí)競(jìng)價(jià)結(jié)果下午2點(diǎn)的電價(jià)為0.35元。則電廠A和用戶B之間需要按照合約電價(jià)0.4元與實(shí)時(shí)電價(jià)0.35元之間的“差價(jià)”進(jìn)行結(jié)算：200,000*（0.4-0.35）=10，000元，即用戶L需向電廠A支付差價(jià)1萬(wàn)元。反之，如果2016年12月15日下午2點(diǎn)的實(shí)時(shí)電價(jià)為0.42元，則電廠A需要向用戶L支付差價(jià)200,000*（0.42-0.4）=4000元。注意，簽訂差價(jià)合約的購(gòu)、售方都不需要有實(shí)際的發(fā)電、消費(fèi)能力。如果交易雙方在實(shí)時(shí)市場(chǎng)中有物理的發(fā)電和用電量，則均按照實(shí)際的電量和實(shí)時(shí)市場(chǎng)的價(jià)格結(jié)算。比如，在2016年12月15日下午2點(diǎn)電廠A的實(shí)際發(fā)電量是21萬(wàn)千瓦時(shí)，用戶L的實(shí)際用電量是19萬(wàn)千瓦時(shí)，如果該時(shí)段的實(shí)時(shí)電價(jià)是0.45元/kWh，則電廠A在實(shí)時(shí)市場(chǎng)可以獲得售電收入9.45萬(wàn)元，用戶L在實(shí)時(shí)市場(chǎng)需要支付電費(fèi)8.55萬(wàn)元。對(duì)于差價(jià)合約的結(jié)算，可以由購(gòu)售雙邊在實(shí)時(shí)市場(chǎng)之外場(chǎng)外方式結(jié)算，也可以將其提交給實(shí)時(shí)市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)讓其代為結(jié)算。目前大多數(shù)地區(qū)和國(guó)家的市場(chǎng)中通過(guò)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)結(jié)算?？梢哉J(rèn)為遠(yuǎn)期合約買賣的是一種價(jià)差，或者說(shuō)價(jià)格指數(shù)，即合約價(jià)格與約定的某個(gè)市場(chǎng)（日前市場(chǎng)或?qū)崟r(shí)市場(chǎng)）的價(jià)格之差。電廠、用戶可以通過(guò)遠(yuǎn)期合約規(guī)避價(jià)格的風(fēng)險(xiǎn)，交易商可以通過(guò)套利獲得盈利。5通過(guò)不同交易模式實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)的目標(biāo)前面提到，電力市場(chǎng)的目標(biāo)包括長(zhǎng)期效率、短期效率和公平等多個(gè)方面，可以通過(guò)多種交易類型的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)這些綜合的目標(biāo)。1）通過(guò)容量市場(chǎng)、政府簽訂的差價(jià)合約等實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)長(zhǎng)期的目標(biāo)在長(zhǎng)期，市場(chǎng)的設(shè)計(jì)需要考慮多個(gè)方面的目標(biāo)，如：長(zhǎng)期容量投資的充裕度問(wèn)題；歷史問(wèn)題，即改革前政府批準(zhǔn)的一些投資能夠收回成本；改革可能造成的企業(yè)破產(chǎn)問(wèn)題；可再生能源發(fā)展等能源政策的實(shí)施等。對(duì)這些目標(biāo)，可以通過(guò)容量市場(chǎng)、差價(jià)合約等機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，其特點(diǎn)是與企業(yè)實(shí)際的供給、需求量無(wú)關(guān)，不影響電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)的運(yùn)行。比如，通過(guò)容量市場(chǎng)使得發(fā)電企業(yè)即使不發(fā)電也可以獲得一定確定的收益，從而保證電源投資的充裕性。再如，通過(guò)政府主導(dǎo)簽訂的差價(jià)合約來(lái)保證相關(guān)市場(chǎng)主體的一定收益。實(shí)際上，英國(guó)、加拿大等很多國(guó)家都通過(guò)差價(jià)合約或類似的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)政府的一些政策目標(biāo)。我國(guó)廣東省的基數(shù)電量也可以用差價(jià)合約機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。2）通過(guò)現(xiàn)貨市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)短期的最優(yōu)資源配置現(xiàn)貨市場(chǎng)中，所有發(fā)電企業(yè)和用戶采用全電量競(jìng)價(jià)，按社會(huì)福利最大的原則（用戶不報(bào)價(jià)時(shí)即為發(fā)電成本最小）進(jìn)行市場(chǎng)出清。在競(jìng)爭(zhēng)充分和市場(chǎng)力有效控制的情況下，發(fā)電企業(yè)按照發(fā)電的短期邊際成本報(bào)價(jià)，成本低的電廠優(yōu)先中標(biāo)。根據(jù)科斯定理，只要允許中長(zhǎng)期合同的自由交易，且交易成本很小，則現(xiàn)貨市場(chǎng)之前簽訂的中長(zhǎng)期合同不會(huì)影響現(xiàn)貨市場(chǎng)的效率。可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子理解這個(gè)結(jié)論。系統(tǒng)有兩個(gè)電廠A和B，容量都是500MW，每度電的發(fā)電可變成本分別是0.2元和0.5元。某個(gè)交易時(shí)段（一個(gè)小時(shí)）的負(fù)荷是700MW。下面分析兩種情景下的調(diào)度結(jié)果。情景1：政府與A和B電廠分別簽訂了400MWh和300MWh的基數(shù)電量合同。不允許發(fā)電權(quán)交易。實(shí)際A和B分別發(fā)電400MWh和600MWh，總發(fā)電成本為0.2*400,000+0.5*300,000=230,000元=23萬(wàn)元。情景2：沒有基數(shù)電量合同。根據(jù)經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則，A發(fā)電500MWh，B發(fā)電200MWh，社會(huì)總發(fā)電成本為0.2*500,000+0.5*200,000=200,000元=20萬(wàn)元。相對(duì)情況1，總發(fā)電成本少了3萬(wàn)元，也就是說(shuō)，社會(huì)福利增加了3萬(wàn)元。情景3：政府與A和B電廠分別簽訂了400MWh和300MWh的基數(shù)電量合同。允許發(fā)電權(quán)交易。由于A的發(fā)電成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于B，A和B達(dá)成協(xié)議，B電廠將其100MWh的發(fā)電權(quán)以0.15元/kWh的價(jià)格轉(zhuǎn)讓給A。也就是說(shuō)，A可以多發(fā)100MWh電，但需要給B一定補(bǔ)貼：0.15*100,000=15000元。這樣，最終A發(fā)電500MWh，B發(fā)電200MWh，社會(huì)總發(fā)電成本與情景B一樣為20萬(wàn)元。但由于有基數(shù)電量合同，相對(duì)情景2，A多了15000元成本，而B多了15000元收益。但相對(duì)情況1，A多發(fā)了100MWh的電而增加利潤(rùn)15000元，B少發(fā)100MWh的電也獲得了15000元的補(bǔ)貼，社會(huì)總福利增加了30000元，這主要是由于發(fā)電成本降低了3萬(wàn)元造成的。情景4：政府與A和B電廠分別簽訂了400MWh和300MWh的基數(shù)電量合同。不允許發(fā)電權(quán)交易，但允許電廠在現(xiàn)貨市場(chǎng)申報(bào)上調(diào)、下調(diào)價(jià)格。假設(shè)A申報(bào)每度電價(jià)格高于0.35元可以增加發(fā)電100MWh，價(jià)格低于0.1元可以減少發(fā)電250MWh；B申報(bào)每度電高于0.6元可以增加發(fā)電200MWh，每度電補(bǔ)貼其0.35元愿意減少發(fā)電150MWh?，F(xiàn)貨市場(chǎng)中，交易機(jī)構(gòu)對(duì)上調(diào)、下調(diào)報(bào)價(jià)出清，結(jié)果A上調(diào)100MWh，B下調(diào)100MWh，對(duì)A增加的發(fā)電按每度電0.35元結(jié)算，對(duì)B減少的發(fā)電按每度電0.15元補(bǔ)貼。最終，市場(chǎng)的發(fā)電成本與情景2也一樣，為20萬(wàn)元。A和B的利潤(rùn)水平和情景3一樣。從上面的例子看到，在允許遠(yuǎn)期合同（基數(shù)電量合同）進(jìn)行交易（情景2的發(fā)電權(quán)交易或者情景3的現(xiàn)貨市場(chǎng)調(diào)節(jié)交易）且交易成本很低的情況下，基數(shù)電量合同的存在未影響社會(huì)福利，仍可以實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，但基數(shù)合同電量的存在影響了社會(huì)福利在不同的市場(chǎng)主體（電廠A和B）之間的分配