碳市场与电力市场机制影响下发电机组成本分析与竞争力研究

碳市场与电力市场机制影响下发电机组成本分析与竞争力研究

王广晨

东方电气集团东方电机有限公司 四川省德阳市 618000

摘要：区域性电力系统的安全和稳定性问题，涉及发电、用电、变电各个相互关联的环节，有的是结构性缺陷问题，具有隐蔽性，根治难度大；有的是运行方式问题，需要同时考虑发电和用电2个方面，优化配置策略和实施条件差距大；有的是高压变配电主设备和其二次保护一致问题，理论计算和系统调整相对复杂。基于此，以下对碳市场与电力市场机制影响下发电机组成本分析与竞争力进行了探讨，以供参考。

关键词：碳市场与电力市场机制;发电机组成本分析;竞争力研究

引言

碳市场与电力市场两种市场机制看似相对独立，但又有着密切的联系，从目标指向看，两者均力求通过市场机制实现资源的优化配置，促进行业清洁低碳发展；从市场主体看，两者有共同的主要市场主体发电企业，存在高度的重合；从供需关系看，碳市场交易双方既是配额供应方同时也是配额需求方，而电力市场供需双方界限明显，发电企业为商品供应方，电力用户为商品需求方；从价格机制看，市场价格均受供需双方决定，价格上下限由政府宏观调控。

1TOPSIS法原理

TOPSIS法运用多个指标、对多个方案进行对比较选择，该模型的核心是首先确定各项指标的最优值和最差值，运用加权欧式距离计算各不同方案与最优值、最差值之间的距离，由此得出最佳方案与各比对方案的靠近程度，以评价方案的优劣。对电力市场交易中的发电企业而言，评价发电机组的申报行为可以使用一组评价指标，根据选取的特定指标来评测其申报行为是否具有投机倾向，为发电机组的申报行为贴上标签TOPSIS法根据计算出来的每个发电机组各指标赋分与理想值的相对距离得到发电机组申报行为的总体得分，数据计算相对简单，可以对电力市场参与交易的所有机组进行同步评价，评价指标不受限制，并且随着电力市场的不同发展阶段对评价指标进行横向扩展，具备在大数据分析中应用的条件，因此选取TOPSIS法可以对发电机组是否进行投机交易进行有效评价。

2电网运行存在的问题

在这种多台发电机组并网和大区域密集负荷供电的情况下，铁前变电站的检修和运行方式倒换矛盾较为突出，经济运行和安全可靠供电问题显得尤为重要，如何保证安全可靠供电、高效合理利用发电及整个变电站的经济运行、提高发供电系统的综合经济效益，成为西区电力系统维护中的难题，具体体现在以下3个方面：一是多发电机组集中并网后，系统容量不断扩大，短路电流大幅度增加，系统内各运行参数已接近安全警界线，现有系统内一次开关设备的遮断容量设计偏小，形成系统性难题；二是铁前配电网络扩大、配出电缆线路过于集中、供电半径过长、冲击性负荷和变频软启设备较多，导致系统的接地电容电流过大已接近临界值，运行方式调整和检修安排困难，电能质量和设备性能下降，系统内任一设备故障都可能引起系统性故障，波及面扩大，系统不稳定；三是经济运行模式下，总降站内的安全运行容量紧张，裕度偏小，发电机组突发性停机甩负荷时，易造成系统内进线开关、变压器等局部设备的过负荷，严重威胁整个变电站的安全稳定运行。

3碳市场与电力市场机制影响下发电机组成本分析与竞争力分析

3.1可再生能源机组

可再生能源不在碳市场控排企业纳入范围内，但符合国家《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》规定的可开发国家核证自愿减排量（CCER）项目，CCER可用于碳配额的抵消，项目机组可通过在市场上出售CCER获利；同时，作为可再生能源配额制的配套政策，绿色电力证书交易为可再生能源机组对冲市场化风险提供了重要手段，在当前国家碳市场机制和绿证交易机制设计尚未统筹考虑的前提下，符合条件的可再生能源机组可获双向收益，因而在电力市场中具有更大竞价空间。

3.2发电机组申报行为评分

以模拟电力市场中发电机组的申报数据为例，对发电机组的申报行为进行综合评分，机组1—10为10个评价对象。未来各地区电力市场运营机构可以基于电力市场的实际运行数据，使用该评价方式对发电机组进行数据分析，以评价发电机组的申报行为。根据美国Lazard公司评估的美国各类能源发电的全生命周期平准化成本报告《Lazard’sLevelizedCostofEnergyAnalysisVersion13.0》，已经建成的传统煤电机组的边际成本区间为[26，41]美元/MW。

3.3降低能源使用中的碳排放，要以能源低碳化为抓手

实现碳达峰、碳中和，必须以能源绿色低碳发展为关键，推动全方位全链条全生命周期的能源革命。要优化能源结构，构建清洁低碳安全高效的能源体系，在保障供应的前提下努力控制化石能源总量，推动煤炭消费尽早达峰；要合理发展天然气，安全发展核电，大力发展水电、风电、太阳能、生物质能等非化石能源，增加绿色氢能产品供应，实施可再生能源替代行动，努力使用非化石能源以满足新增能源需求、替代存量化石能源消费量；改变能源供给和转化方式，不断提高转化效率；深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统，不断提高消费端的电气化水平，实现能源管理数字化、智能化。从世界能源发展规律看，人类最初利用生物质能源，之后才利用煤炭、石油、天然气化石能源，可再生能源使用时间不长，能源结构经历了从低碳到高碳再回归低碳的演变过程。

3.4电力行业碳减排路径

政策情景和强化减排情景下电力行业碳排放达峰的时间分别为2029年和2023年，碳排放峰值分别为44.1亿吨和41亿吨(见图2)。强化减排情景下，电力行业碳排放达峰时间提前，且峰值降低。需要指出的是，政策情景和强化减排情景的累计碳排放分别为1222亿吨和1104亿吨，都超出了2℃情景的碳预算，即当前电力行业长期目标与实现2℃目标还未能实现很好的衔接。

3.5可再生能源的扩张

发展可再生能源是实现电力低碳转型的核心措施，需要从3个方面考虑，一是总体扩张规模，二是跨区域供需匹配，三是电网稳定性。总体而言，为满足减排目标要求，需要大幅提升风电和太阳能发电的装机容量，在满足增量电力需求之后进一步替代煤电满足存量电力需求。从2020年到2050年，风能和太阳能的合计扩张速度需要达到137GW/年(2℃情景)和166GW/年(1.5℃情景)。若以1.5℃情景为例分析风电和光伏发电的分区域扩张情况，大部分的风电机组都建设在内蒙古、新疆和东北三省等风力资源富集地区，这3个地区2050年的风电装机容量分别达到当前容量的54、20和13倍。太阳能发电机组的分区域建设规模则相对较为均衡，除内蒙古、新疆、西北地区等太阳能资源富集区域以外，华东地区、山东等区域也在当地建设了很多太阳能发电装机来承担低碳电力供应。

结束语

未来碳市场和电力市场深度耦合，配额拍卖比例将逐渐增加，电力市场化程度加深，在外部严峻市场形势下，发电机组价格的竞争变得更为关键，对其成本控制和竞价策略等方面提出了更高要求。建议发电机组深入分析碳成本对边际贡献的影响，科学测算实时边际成本，结合电力市场形势合理制定竞争报价策略，最大限度挖掘边际贡献，并注重电力市场报价与碳配额拍卖市场竞价策略的耦合，科学合理确定配额竞价价格，提升发电机组市场竞争力。

参考文献

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