本書從電力零售市場的理論分析、技術發(fā)展、運行實踐等方面介紹了零售市場的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。首先介紹了當前電力零售市場設計和監(jiān)管領域面臨的趨勢和挑戰(zhàn),以及智能技術在重塑公用事業(yè)發(fā)電技術及其與消費者之間的互動方式方面所發(fā)揮的作用。其次,對有關零售商和消費者激勵措施作用的微觀經濟理論進行了分析。最后,結合全球不同地區(qū)零售市場的最新數(shù)據(jù)和最新政策,討論了輸配電網絡定價的低效率問題和可用于補償該問題的潛在監(jiān)管方法,以及零售市場競爭的優(yōu)點,并分析了目前阻礙零售市場競爭效益的現(xiàn)實障礙。
本書適合能源電力行業(yè)相關政策制定者和從業(yè)人員、高校學生以及其他對能源電力行業(yè)感興趣的相關人士閱讀參考。
電力體制改革持續(xù)深化,我國已初步建成電力市場體系。2015年,中共中央國務院印發(fā)《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》(中發(fā)〔2015〕9號),拉開了我國新一輪電力體制改革的序幕。本輪電力體制改革以市場化交易機制建設為重點核心,從發(fā)用電計劃放開、電價機制改革、電力市場建設、配售電改革、電力交易機構獨立規(guī)范運行等維度,全面推進電力市場化改革。目前,電力中長期市場已經覆蓋全部省級范圍,電力現(xiàn)貨市場、輔助服務市場試點建設持續(xù)推進。
加快推進全國統(tǒng)一電力市場建設是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要手段。2020年9月22日,習近平主席在聯(lián)合國大會上提出,中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和的發(fā)展目標。2021年,中央財經委員會第九次會議上,習近平主席強調要構建清潔低碳安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著力提高利用效能,實施可再生能源替代行動,深化電力體制改革,構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。為適應新型電力系統(tǒng)持續(xù)建設推進的要求,利用市場化手段實現(xiàn)資源優(yōu)化配置,促進新能源開發(fā)利用是必然手段。
零售側交易改革是新一輪電力體制改革的重點,也是發(fā)揮市場配置作用的關鍵。從國內外經驗看,在完善的市場機制和良好的市場監(jiān)管下,售電企業(yè)對于電力市場的健康發(fā)展起到了重要的作用。一是為終端用戶提供專業(yè)化的購電服務。電力交易規(guī)則復雜,市場價格波動風險高,市場參與者需要有著較強的專業(yè)知識,而售電企業(yè)人員專業(yè)程度高,市場交易經驗豐富,能夠緩解終端用戶市場交易風險,減少用戶參與市場交易的人力和時間成本。二是提升市場交易的靈活程度。售電企業(yè)通過合理的倉位管理和交易策略,有利于激活電力市場競爭活力,更充分的發(fā)現(xiàn)市場價值。三是為用戶提供更豐富的用能服務。隨著售電公司業(yè)態(tài)的持續(xù)培育,為提升自身市場競爭力,售電企業(yè)將在傳統(tǒng)電力零售服務的基礎上,進一步拓展服務范圍,為終端用戶提供綜合能源服務,提升用戶能源管理和利用效率,對于“雙碳”目標實現(xiàn)也有一定的助力作用。因此,未來隨著全國統(tǒng)一電力市場建設的持續(xù)推進,我國零售側主體將得到進一步的培育。
原書前言
在電力供應行業(yè)重組的過程中,電力零售市場所獲得的關注度遠遠低于電力批發(fā)市場?紤]到20世紀90年代初電力行業(yè)重組的初始情況,將關注點放在電力批發(fā)市場上是無可厚非的。近乎所有的電力需求均由可調配的火力發(fā)電機組所滿足。大部分的電力用戶使用的是手動讀取的機械儀表,故任何形式的動態(tài)零售定價都不存在。電力用戶中,很少有人使用屋頂太陽能系統(tǒng)進行發(fā)電,且所有的現(xiàn)場發(fā)電僅作為緊急情況備用,因而幾乎沒有電力用戶會將自己所產電能重新輸送回電網。互聯(lián)網發(fā)展仍處于萌芽時期,用于監(jiān)控和轉換電器用電量的無線通信和調控設備的開發(fā)也仍處于起步階段。運輸行業(yè)電氣化和空間供暖并不是環(huán)境政策的主要目標。目前,許多地區(qū)都在利用間歇性可再生能源發(fā)電來獲取大部分電力。許多地區(qū)擁有配電網連接下的太陽能和風能發(fā)電設備,為用戶提供了大部分電力。越來越多的地區(qū)都安裝了間隔電表,用于記錄每小時用戶的電力消費量,從而可以按小時對用戶的電力凈投放和凈回籠進行定價。技術變革和無線通信的迅猛發(fā)展促使低成本設備不斷更新?lián)Q代,僅僅通過一部小小的手機或是其他智能設備便可以遠程監(jiān)控電器的電力消耗。最后,全球氣候問題促使許多地區(qū)實施積極的政策,以實現(xiàn)交通和空間供暖行業(yè)的電氣化。
盡管科技和能源政策不斷變化,但是大部分地區(qū)的電力零售市場變化不大。人們認為,若電力零售市場未能適應如上變化,則會限制電力行業(yè)重組所帶來的經濟效益和環(huán)境效益,因而人們開始對電力零售未來發(fā)展進行分析。人們對于適應這些改變所采用的反應性方法和前瞻性方法進行了區(qū)分,因為電力行業(yè)的初始情況和政策目標將決定最終所采納的方法。隨后,本書對上述電力零售變革的科技驅動因素進行了調查,并對阻礙實現(xiàn)變革可能帶來的經濟和環(huán)境效益的監(jiān)管限制進行了考察。 之后,轉而討論電力零售市場的發(fā)展現(xiàn)狀以及科技發(fā)展趨勢。根據(jù)為適應改變所作出的反應性和前瞻性觀點,描繪了電力零售行業(yè)的可能未來發(fā)展前景。人們認為,2020年8月在加利福尼亞州和2021年2月在得克薩斯州所發(fā)生的事情具有重要的參考意義,即在擁有間歇性可再生能源的地區(qū)進行變革的必要性。最后,本書就未來研究方向提出建議。
我們希望,通過本書,各個地區(qū)能夠批判性審視其電力零售行業(yè),并明確電力零售行業(yè)的發(fā)展是否阻礙其經濟和環(huán)境效益的實現(xiàn)。我們也希望,為適應科技和環(huán)境政策的改變所構建的框架可以為一些地區(qū)提供借鑒意義。
弗蘭克·沃拉克
伊恩·哈德曼
2021年6月
弗蘭克·沃拉克,斯坦福大學經濟學系的在職教授,主要研究方向為商品價格,同時擔任能源與可持續(xù)發(fā)展項目(PESD)的項目總監(jiān)。其研究和教學重點為美國和全球能源和環(huán)境市場的構建、性能和監(jiān)控。1998年4月至2011年4月,擔任加利福尼亞州獨立系統(tǒng)運營商市場監(jiān)管委員會(MSC)主席,該委員會負責獨立監(jiān)控加利福尼亞州的電力供應行業(yè)。2012年1月至2014年12月,沃拉克擔任少數(shù)民族咨詢委員會(EMAC)成員,負責管理加利福尼亞州溫室氣體排放的市場配額。該委員會就控制加利福尼亞州溫室氣體排放配額的總量與構建和監(jiān)控交易市場,向加利福尼亞州空氣資源委員會建言獻策。
目 錄
譯者序
原書前言
關于作者
第1章 引言:通向未來電力零售業(yè)的兩條道路1
1.1 反應性方法1
1.2 前瞻性方法1
1.3 本書結構2
第2章 零售業(yè)變革的驅動因素4
2.1 機械儀表和間隔電表技術4
2.2 成本下降:傳感、儲存和太陽能6
2.3 分布式太陽能:電網發(fā)電的有力競爭者8
2.4 低成本雙向通信技術12
2.5 交通和供暖部門電氣化12
2.5.1 運輸電氣化12
2.5.2 供暖電氣化16
參考文獻18
第3章 變革的監(jiān)管阻礙21
3.1 間隔電表部署的阻礙因素21
3.2 間隔數(shù)據(jù)獲取和用戶交互22
3.3 低效的輸電和配電網絡定價23
3.3.1 低效分流:以加利福尼亞州為例25
3.3.2 太陽能分布式發(fā)電與電網的低效投資25
3.4 配電網絡規(guī)劃的監(jiān)管改革27
3.5 配電網服務定價前景28
3.6 清除新技術應用阻礙28
參考文獻29
第4章 電力零售市場現(xiàn)狀30
4.1 美國電力零售市場30
4.2 美國以外的零售電力市場36
4.3 零售電力的動態(tài)定價39
4.3.1 動態(tài)定價的必要技術和監(jiān)管框架39
4.3.2 動態(tài)定價與分時電價定價40
4.3.3 現(xiàn)有的動態(tài)定價方案的調查41
參考文獻44
第5章 發(fā)展現(xiàn)狀46
5.1 時間間隔電表的發(fā)展規(guī)模46
5.1.1 智能電表在美國的發(fā)展46
5.1.2 智能電表在歐洲的發(fā)展50
5.1.3 智能電表在澳大利亞、新西蘭、亞洲的發(fā)展51
5.1.4 智能電表在拉丁美洲的發(fā)展53
5.2 分布式太陽能的部署范圍54
5.2.1 分布式太陽能在美國的發(fā)展55
5.2.2 分布式太陽能在歐洲的發(fā)展59
5.2.3 分布式太陽能在澳大利亞、新西蘭、亞洲的發(fā)展61
5.2.4 分布式太陽能在拉丁美洲的發(fā)展62
5.3 動態(tài)定價的采用范圍63
5.3.1 美國、加拿大采用動態(tài)定價63
5.3.2 歐洲采用動態(tài)定價66
5.3.3 澳大利亞、新西蘭、亞洲采用動態(tài)定價68
5.3.4 拉丁美洲采用動態(tài)定價68
5.4 需求響應計劃的采用范圍69
5.5 第三方接入配電網規(guī)則70
參考文獻71
第6章 提供配電網絡服務的技術74
6.1 間隔電表系統(tǒng)74
6.1.1 技術規(guī)范74
6.1.2 用戶隱私數(shù)據(jù)76
6.2 網絡監(jiān)管體系78
6.3 自動轉網技術79
6.4 分布式電力資源管理系統(tǒng)79
6.5 協(xié)助用戶參與電力批發(fā)市場81
參考文獻82
第7章 電力零售的潛在未來84
7.1 電價改革迫在眉睫84
7.1.1 采用平均成本定價法回收沉沒成本84
7.1.2 采用邊際成本定價法回收沉沒成本85
7.1.3 用需求費用收回沉沒成本86
7.2 如果動態(tài)定價有效,為何不受用戶青睞87
7.2.1 零售競爭在界定可行邊界中的作用89
7.2.2 平衡負載與發(fā)電92
7.2.3 管理廣泛部署的間隔電表94
7.2.4 動態(tài)定價有更廣泛的經濟效益95
7.3 價格波動支持靈活技術需求97
7.3.1 減少價格波動的批發(fā)市場設計99
7.3.2 多結算區(qū)位邊際定價市場的收益100
7.3.3 面向未來零售的批發(fā)市場設計102
7.4 反應性與前瞻性:決定電力零售的未來103
7.4.1 前瞻性105
參考文獻107
第8章 加利福尼亞州和得克薩斯州的零售市場設計經驗108
8.1 加利福尼亞州需求響應產品的缺陷109
8.2 2021年2月得克薩斯州零售市場設計的經驗教訓112
8.2.1 得克薩斯州市場的可靠性外部性112
8.2.2 電力零售商的監(jiān)管權114
8.3 間歇性可再生能源占很大比重的電力零售業(yè)116
參考文獻116
第9章 未來研究方向117
9.1 直接負載控制的技術和財政可行性117
9.2 受管制的非電線替代方案和不受管制的服務117
9.3 分布式能源管理系統(tǒng)(DERMS)投資的可行性118
9.4 配電網的時空定價118
9.5 調整用戶以管理批發(fā)價格波動119
9.6 低碳能源捆綁策略119
附 錄121
附錄A 當前分布式光伏政策實例121
附錄B 數(shù)據(jù)和方法122
B.1 來自美國能源信息署的數(shù)據(jù)122
B.1.1 高級計量123
B.1.2 動態(tài)定價123
B.1.3 分布式太陽能124
B.1.4 需求響應125
B.1.5 零售價格數(shù)據(jù)125
B.2 彭博社的數(shù)據(jù)126
B.2.1 技術價格126
B.2.2 全球電動汽車發(fā)展趨勢126
B.3 IEA 2019年可再生能源數(shù)據(jù)的計算127
B.4 美國電動汽車發(fā)展趨勢127
參考文獻128