潘禺：意義重大！中國電力體系的壯闊藍圖，正在逐步清晰-心智觀察所、潘禺

【文/觀察者網專欄作者 潘禺】

近來，全面深化改革，建設“全國統一大市場”的呼聲日隆。黨的二十屆三中全會公報中就提出，“要構建全國統一大市場，完善市場經濟基礎制度。”全國統一電力市場體系的建設就是其中重要一環。

在我國大力發展風能和太陽能等新能源的同時，省際能源貿易依然不足。從歷史上看，我國的大多數電廠都會與省級公用事業公司簽訂長期合同，而這些電力公司目前佔交易的79%左右。目前，只有20%的電力交易發生在各省之間，這表明整合國家市場存在重大機遇。

擴大省際連接有助於在更長距離內平衡供需，使電網更具彈性和效率。這需要對電網基礎設施進行大規模擴展，以管理增加的負載，並確保可靠的能源分配和電網穩定性。也需要通過特高壓為代表的一系列技術突破，更有效解決從西北地區到東部較發達沿海省份的低損耗遠距離輸電。

國家能源局原局長張國寶曾説：“全世界上沒有哪兩個國家的電力體制管理模式是一模一樣的。”我國的電力裝機容量，從20年前的380吉瓦，飛躍到今天的超過2500吉瓦，對經濟的貢獻不可估量，這是歷次體制改革引入競爭機制的結果。

國內歷史上經歷了三輪電力體制改革，市場逐步替代計劃成為電力資源配置的主要手段。當前，我國提出建立以新能源為主體的新型電力體系，加快建設全國統一電力市場。

由於新能源高波動的出力特性，需要一種不同於傳統的交易體系：現貨市場。

美國和歐洲都已建成區域性的電力現貨市場。美國有德州的電力可靠性委員會（ERCOT）和加州獨立系統運營商（CAISO）。在歐洲，北歐電力市場（Nord Pool）和德國電力市場，不僅在國內運作，還實現了跨國電力交易，推動了歐洲電力市場的一體化和可再生能源的消納。

而隨着今年6月，山東等三個省份電力現貨市場的陸續正式運行，一箇中國版本的全國統一電力市場體系藍圖，正在逐步清晰。

1. “沒有現貨，就沒有市場”

電力領域流傳着一句話：“沒有現貨，就沒有市場”。這句話反映了電力市場的一個基本原則和現實挑戰。

電力現貨市場是什麼意思呢？本質上是恢復電力作為商品的屬性。

我們去菜市場買菜，價格會根據當天的供需情況波動。同樣，在電力市場中，也存在一個類似的“菜市場”——電力現貨市場。這個市場允許電力像普通商品一樣，根據實時的供需關係來定價和交易。

如果按時間劃分，通常將日以上的交易稱為電力中長期交易，將日前及日以內的交易稱為電力現貨交易。傳統的電力市場中，大部分以年度固定價格進行交易，這通常無法準確反映電力系統的實際供需。

“沒有現貨，就沒有市場”可以這樣來理解：

現貨市場是電力市場交易的基礎，通過實時定價和交易機制，它能反映電力供需的瞬時變化。這種機制能夠確保市場價格的透明性和準確性，從而使得電力資源能夠得到最有效的配置。

電力像水一樣，要流向需要它的地方。現貨市場提供了即時的價格信號，這對於市場參與者（包括髮電企業、售電公司、用電客户等）做出生產、銷售和消費決策至關重要。這些價格信號能夠引導資源流向最需要的地方，促進電力系統的高效運行和優化。“價格發現”功能對經營者非常重要，如果現貨市場早點建成，2021年煤電企業鉅虧的局面，能夠在一定程度上得以避免。

電力現貨市場所提供的即時的交易數據，又是幫助市場參與者進行風險評估與管理的基礎。衍生出來的電力期貨市場和其他金融工具，要建立在現貨市場基礎之上，沒有現貨市場，這些金融工具將無法有效運作。對監管機構來説，監控市場運行，防止市場操縱和其他不正當行為，現貨市場的交易數據同樣是基礎。

在中國的電力市場改革過程中，現貨市場的建設被視為關鍵步驟。全國首批有八個電力現貨市場建設試點省份，來探索和驗證現貨市場機制在電力交易中的可行性和效果。

目前看，電力現貨市場試點的“轉正”在提速。去年年末，山西和廣東電力現貨市場先後轉正。今年6月17日，山東宣佈電力現貨市場轉入正式運行。

山東是中國光伏第一大省。截至2023年年底，山東電網風電與光伏裝機容量突破8000萬千瓦，達8228.8萬千瓦，裝機規模位居省級電網第一。

山東的轉正意味深長。“沒有現貨，就沒有市場”還有後半句，叫“沒有市場，就難以風光”，指的就是風電、光電這些可再生能源。

從裝機量看，中國光伏裝機規模佔比全球超過50%，新能源高速發展的同時，也帶來了衝擊，對新舊電力系統的適應性提出挑戰。目前的市場體系，多針對化石能源機組為主導的電力系統，大規模新能源接入的市場體系還在摸索中，尚不成熟。

為什麼新能源的大規模接入會帶來衝擊呢？理解這一點之前，要先理解新能源發電的特點。

2. “鴨子曲線”與新能源入市

新能源發電的一大特點是間歇性和不穩定性。

風能發電依賴於風速的變化，太陽能發電依賴於陽光的強度，這都是會快速變化的。間歇性和不穩定性使得電網需要頻繁進行調度和調整，以確保供需平衡。所以要大力發展電池儲能等技術，將多餘的電能存儲起來，在需求高峯時釋放，平滑發電量波動。

鴨子曲線，形象描述了在有大量太陽能接入電網的情況下，電力負荷曲線的一種特徵形態。白天光伏發電量大，傳統電力需求減少，導致淨負荷降低；傍晚光伏發電減少，需求快速上升，負荷曲線形如鴨子的輪廓。

過去，新能源不僅不穩定，成本還高，出現了棄風、棄光等問題。為此，國家一直採取政策保護，新能源不是在市場裏游泳，而是生活在計劃經濟的“温室”裏。最典型的政策，就是全額保障性消納政策。

這條政策要求，電網公司必須無條件接收所有合格的可再生能源電力，確保新能源發電項目的電量能夠順利併網，不受市場需求波動的影響。而且，新能源發電具有優先上網的權利，即在同等條件下，新能源電力優先於傳統化石燃料電力進行上網交易。

更厲害的是，政府還會制定保障性收購電價，電網公司需以固定價格收購新能源電力，保障發電企業的收益。至於政府提供的各種補貼和激勵措施，比如初始投資補貼、税收優惠、貸款利率補貼等，更不在話下。

在這麼好的政策呵護下，棄風、棄光的現象自然得到有效遏制，中國的相關產業蓬勃發展，裝機容量穩居全球第一。

但這當然也有很大的付出。不考慮政策補貼的成本，算一下，如果要把風能、太陽能等可再生能源成功併入電網系統，並加以利用，還會產生哪些費用？

新能源發電成本雖然逐年降低，但需要額外的調度和備用容量來保證電網的穩定性和可靠性，這是電網的運營成本。

前面説了新能源發電的間歇性，電網需要建設和維護大量的儲能系統，如電池儲能系統、抽水蓄能等，在電力過剩時儲存電能，在需求高峯時釋放電能，這需要建設成本。

新能源的波動性要求電網運營商進行更頻繁和複雜的調度，還需要提供諸如調頻調壓、備用電力等輔助服務。必要時，還需要對現有的輸配電網絡進行擴展和升級，建設新的輸電線路和變電站。這又是一系列的調度管理、輔助升級的成本。

這種“計劃經濟”式的新能源消納，不可能永遠持續下去。更重要的原因還不是這些成本，而是前面説的，市場能夠更有效配置資源。靠行政干預讓新能源優先上網，比如到了中午火電就要給光伏讓路，這肯定遠不如建成現貨市場，讓價格來指揮與引導。

新能源必然要入市，而接入市場化機制，也會帶來許多挑戰，就比如説這個消納成本，如何通過市場機制進行合理分擔，就是一個問題。

3. 負電價的挑戰

負電價也是一個這樣的挑戰。電價，作為一種商品的價格，為什麼會變成負的呢？

前面説了兩頭高、中間低的形似“鴨子”的曲線，隨着光伏發電規模進一步提升，淨負荷曲線將演變成中間極低的“峽谷曲線”。

在風力發電和太陽能發電高峯期，由於這兩種能源的發電成本接近於零，大量的可再生能源電力湧入電網，導致供過於求。如果此時電力需求較低（如夜間或者假期），電網中的電力供需失衡，電價會迅速下降，有時甚至降為負值。這是因為，發電廠為了避免停機成本（如啓動和關閉的成本）或者為了獲得政府補貼，可能願意支付費用讓電網接受他們的電力，從而出現負電價。

負電價是一種正常現象，甚至能起到調節作用，激勵用户在電力過剩時增加用電量，如開啓儲能設備充電，或進行電動汽車充電等，從而平衡電網負荷。很大程度上，這鼓勵發展了儲能、需求側管理及智能電網等新技術。

德國是電力現貨市場的標杆。在歐洲電力交易所參與交易的歐洲國家中，德國最先實行日內提前15分鐘合同/競價，以及日內提前30分鐘合同的國家。2018年德國近一半輸送的電力通過市場交易達成，其中可再生能源交易量佔可再生能源發電總量的三分之二。2020年，德國風、光發電量佔比提升至51%，高波動性的可再生能源已經成為德國發電側的主要出力。

德國的電力市場曾多次出現負電價，特別是在風力和太陽能發電高峯期，2020年，德國全年負電價時長達到了298小時的高峯。在美國加州，鴨子曲線也現象明顯，負電價也時有發生。

當然，這種市場電價大幅波動，肯定會影響到新能源的收益。負電價是山東電力現貨市場的“常客”。

2019年12月11日，山東電力現貨日前市場出現-40元/兆瓦時的出清價格，這是國內首次出現負電價。此後，山東頻繁出現負電價。

2023年3月13日，山東發改委印發限價通知，對現貨市場電能量出清設置價格上限（1.5元/千瓦）和下限（-0.1元/千瓦時），負電價成為規則允許的市場現象。

2023年“五一”假期期間，由於風光發電量大增，煤電機組低容量運行，電力供應整體大超用電負荷，山東出現連續22小時長時間的“負電價”，刷新了國內電力現貨市場的紀錄。期間，現貨市場最低電價出現在2023年5月2日17時，為-85元/兆瓦時，相當於發電商要以一度電8.5分錢的價格付費發電。

據統計，2023年山東電力現貨市場負電價出現頻率已接近10%。

這背後，是山東光伏裝機規模的冠絕全國，中午時段，山東光伏發電量自然巨大，負荷端用不了那麼多電，電價就只能大幅走低。

要克服低電價的挑戰，“全國統一大市場”的構想就能發揮作用了。通過新能源省間現貨交易，利用不同地區負荷曲線的差別，包括跨時區特性，從更大時空層面平滑新能源發電曲線，跨省跨區平衡電力供需。

省間現貨交易需求是居高的。2022年省間電力現貨交易試運行期間，累計省間現貨交易電量278億千瓦時，單日最大成交電量達3.19億千瓦時，省間電價於8月達高峯近2200元/兆瓦時，超過3倍年均價。

由於目前的格局依然是省級電力交易為主，這就需要打通更多跨省跨區交易壁壘，讓更多市場主體參與進來，餘缺互濟。

4. 電力現貨市場的“山東模式”

在電力現貨市場的建設上，山西、廣東、山東等各地都各自探索出了具有借鑑意義的模式。這裏，簡要對光伏大省的“山東模式”經驗加以總結。

一是全電量出清和節點邊際電價機制。山東電力現貨市場採用全電量競價方式，通過節點邊際電價機制確定發電和用電的現貨市場價格。這種方式能夠更準確地反映不同時間和地點的電力供需關係，從而優化電力資源配置。

二是創新容量補償機制。山東在全國率先建立了電力現貨市場容量補償機制，對發電機組的固定成本給予補償，以保障發電企業的基本收益。最初，這一機制主要適用於煤電機組，後來擴展到新能源發電和儲能電站等多種類型的發電設施。

由於單一的電能量市場難以補償發電機組的固定成本，必然要建立容量成本回收機制以實現合理經濟補償。國外在實踐中已形成三種典型的容量成本回收機制，分別為：稀缺定價機制、容量市場機制、容量補償機制，其中，容量補償機制，以行政手段制定容量補償價格，最適配於我國電力市場發展現狀。

三是多元市場主體參與。山東現貨市場積極推動多元市場主體參與交易，包括新能源發電企業、獨立儲能電站等。這不僅提高了市場的靈活性和競爭性，也促進了新能源的消納。

四是分時電價傳導機制。為了有效傳導現貨市場的價格信號，山東建立了分時電價傳導機制，通過調整分時電價的峯谷時段和浮動比例，引導用户在電力需求高峯時段減少用電，在低谷時段增加用電，從而平衡電網負荷。

五是先進的市場規則和出清算法。山東通過“邊運行、邊完善、邊提高”的方式，持續優化現貨市場的交易規則和核心出清算法。例如，引入了十點斜線式報價機制，使出清結果更加優化，保障系統的安全和穩定運行。

最後，就是對負電價採取的措施。面對負電價現象，山東通過市場化手段進行調節。例如，在電力供應過剩時，低價甚至負電價引導發電企業減少出力，用户增加用電，從而促進供需平衡。此舉不僅提高了電網的穩定性，也有助於提高新能源的消納比例。此外，為了減少低電價的影響，山東鼓勵集中式新能源場站自願選擇中長期交易，報量報價參與現貨市場。參與中長期交易的集中式新能源場站全電量參與現貨市場，未參與中長期交易的集中式新能源場站按預測出力的10%參與現貨市場出清。

從表現看，這些措施是行之有效的。自2018年啓動建設以來，山東電力現貨市場經歷了多次模擬和結算試運行，並在2023年實現了正式商業運營。期間，市場經歷了電煤價格波動、供需不穩和極端氣候等多重考驗，表現出良好的穩定性和適應性。通過現貨市場的建設，山東有效提高了新能源的消納能力。

山東電力現貨市場的建設為全國電力市場的改革提供了寶貴的經驗和模式。通過優化資源配置、提高新能源消納能力、創新市場機制和政策支持，山東模式不僅提高了電力市場的運行效率，也為實現中國的碳中和目標做出了積極貢獻。

5. 新能源市場中的差價合約、區塊鏈等工具

建設好新能源現貨市場，國際上並沒有現成的完整、成熟模式可以照搬，道路要靠自己摸索，山東的探索就是一種嘗試。

在這個過程中，各種創新的技術工具都會冒出來，只能在實踐中加以甄別。這裏就介紹一下，CFD這種金融衍生工具和區塊鏈技術的應用。

差價合約（CFD）是一種金融衍生工具，允許交易者在不實際擁有標的資產的情況下，通過預測價格變動來獲得收益。CFD交易具有槓桿效應，這意味着投資者只需支付一部分保證金即可進行大額交易，提高了資金使用效率。

從市場機制來説，CFD交易基於標的資產的價格波動，交易者可以通過買入或賣出合約來獲利。由於CFD不涉及資產的實際交割，交易成本較低，且交易速度快，非常適合短期投資和套利交易。

差價合約機制可以為新能源項目提供更靈活的交易方式，特別是風能和太陽能等間歇性能源。鼓勵新能源項目與用户開展直接交易，並通過簽訂長期購售電協議來穩定投資收益預期。

在山東等地的能源現貨市場試點中，已經開始探索差價合約的應用，以提高市場效率和新能源的消納率。通過現貨市場和差價合約的結合，可以更好地應對新能源發電的波動性和不確定性 。

國家政策也支持差價合約的推廣，以優化能源資源配置，提高市場競爭力。《促進新時代新能源高質量發展實施方案》明確提出，要通過市場化手段，包括差價合約，來推動新能源的發展。

區塊鏈技術則大名鼎鼎，一直被用於去中心化交易平台和智能合約。

從原理上説，用好區塊鏈技術，可以構建去中心化的能源交易平台，使能源生產者和消費者可以直接進行點對點的交易，減少中間環節和成本，提高市場效率。智能合約則可以自動執行能源交易，確保交易的透明性和可靠性。例如，當某個條件滿足時（如能源價格達到某一水平），智能合約可以自動完成能源交易，減少人為干預和潛在的欺詐行為。

目前，區塊鏈技術可以支持小規模可再生能源的交易，國外已經有不少案例。

澳大利亞的Power Ledger是一個基於區塊鏈的能源交易平台，允許用户在本地電網中買賣可再生能源。它使用區塊鏈技術記錄和追蹤能源的生產和消費，確保交易的透明和可信。

美國的Tansactive Grid項目，在2016年4月由美國新創能源公司LO3與區塊鏈技術研發商Consensys共同開發，是世界上最早基於區塊鏈技術研發的項目。這個項目使得社區居民用户之間實現點對點電力交易，允許用户通過智能電錶實時獲得發、用電量等相關數據，並通過區塊鏈向他人購買或銷售電力能源。

歐盟的Scanergy項目，實現了生產者將電力能源向配電網中輸入、售出綠色電能時，配電網運營商會進行確認，確認成功後智能合約將會生成相應的虛擬代幣，並將代幣提供給綠色電能生產方。

在中國工程院院刊《中國工程科學》上發表的《高比例新能源併網與運行發展研究》一文提到：

為適應分佈式新能源、需求側資源、虛擬電廠、電動汽車等新興主體的發展，基於區塊鏈技術的個體對個體（P2P）交易等新型電力交易模式開始湧現，零售市場初步形成，電力交易靈活性將進一步提升。

該文還這樣展望了中國電力市場的中期（2030年）趨勢：

綜合各研究機構預測結果，2030年全國新能源裝機容量約為1.2×109~1.6×109 kW，裝機佔比約為30%~40%，新能源發電量佔比約為17%~25%；新能源逐步成為裝機主體，在西北、東北、河北、山西、山東、江蘇等地優先形成高比例併網格局。

在電力市場方面，市場環境逐漸成熟，省內中長期交易機制基本完善，現貨交易逐漸擴展到全國範圍。新能源補貼全面取消，與化石能源電力共同參與現貨市場，以綠色電力交易等市場化手段發現並傳導綠色環境價值。

隨着中國能源現貨交易向全國範圍擴展，電力交易更加靈活，零售市場逐步形成，對區塊鏈這樣的技術來説，將是一個有吸引力的創業機遇。

6. 結語

全國統一電力市場體系的建設，將是一個龐大而又複雜的系統工程，涉及面廣、工作量大、利益調整多。

電力從業者劉連奇給過這樣一個比喻：

“如果把市場比作水池，通過調整水池的液麪高度來實現資源的流動，那麼建立全國統一電力市場體系並不是將所有的水池挖成一個大的水池，而是通過在水池之間鋪設管道，在各水池液麪高度（價格）的壓差下，通過水的自然流動來實現對各水池液麪的調整，等同於資源的更大範圍內的優化配置。”

這裏，液麪高度是指市場價格，管道是指輸電通道，水能夠根據“液麪差”在管道中流動，則對應着電力潮流是否能根據價格差在通道中流動。顯然，“液麪差”越大的地方，就説明對通道的需求度越高。

而在這三個關鍵環節中，目前都存在着限制和障礙需要破除，承擔價格發現重要意義的電力現貨市場建設，也在試點省份進入了深水區。

如果以1985年國家出台鼓勵電力投資主體多樣化的方案，打破單一電價模式作為起點，截至2021年10月，國家發改委發佈《關於進一步深化燃煤發電上網電價市場化改革的通知》，開啓本輪電改，全面進入“管住中間，放開兩頭”的時代。中國電力體制改革已經走過了很長的道路，市場化的艱難與複雜可想而知。

建立新型電力體系及全國統一電力市場，則是最新的改革願景，也是一箇中國版本的壯闊藍圖。

與實現雙碳目標綁定的新型電力系統，將時間表同2030年“碳達峯”與2060年“碳中和”目標牢牢對照。2023年6月，國家能源局組織發佈《新型電力系統發展藍皮書》，制定“三步走”發展路徑——加速轉型期（當前至2030年）、總體形成期（2030-2045年）、鞏固完善期（2045 年-2060 年）。

作為電力市場交易的基礎，現貨市場的改革、試點與建設，需要放到這樣一個壯闊的改革藍圖中，其意義才能被更充分理解。

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