2023-05-27-清华大学-绿电交易机制及绿电消纳保障市场机制报告_60页_3mb

绿电交易机制及绿电消纳保障市场机制总结

核心内容

本课题围绕中国绿电交易机制及保障绿电消纳的市场机制，分析了国际经验与我国实施现状，探讨了水电特性的保障消纳出清机制，并提出完善绿电交易机制的政策建议。

主要观点

1. 绿电交易机制的重要性
   绿电交易是推动我国实现“双碳”目标的重要手段，通过市场化方式引导绿色电力消费，体现其环境价值，并反哺绿电发展。目前我国绿电交易以风电和光伏为主，未来将逐步扩大至水电等其他可再生能源。

2. 国际经验借鉴

   • 美国：通过RPS和自愿市场实现可再生能源消纳，采用实体PPA和虚拟PPA两种方式，强调市场化和灵活交易。
   • 欧洲：主要采用GO机制，推动绿电交易与绿色证书、碳市场等机制联动，强调市场透明度和可追溯性。

3. 我国绿电交易现状

   • 我国绿电交易市场处于建设初期，市场化交易电量占全社会用电量比例已从2017年的26%提升到2021年的46%。
   • 绿电交易价格由双边协商或集中撮合形成，且完全市场化绿电收益归发电企业，有补贴的绿电收益用于对冲政府补贴。

4. 绿电交易机制设计

   • 绿电交易与绿证市场、电力市场相互衔接，实现“证电合一”。
   • 电力交易体系包括中长期交易、现货交易、辅助服务交易等，绿电交易需在市场中体现优先组织、安排、执行和结算。

5. 保障性消纳机制

   • 在现货市场中，当出现弃能时，需触发保障性消纳机制，通过价格修正、二次出清和结算补偿实现可再生能源的优先消纳。
   • 水电因其复杂的运行特性，需在出清模型中特别考虑梯级水电竞价和优化调度问题。

6. 绿电交易发展趋势

   • 交易周期将更加多元化，包括年、月、旬、日等。
   • 绿电环境溢价支撑力度增强，市场化交易成为大趋势。
   • 电力市场组织方式需精细化，实现时间与空间价值的精准反映。

关键信息

• 绿电交易类型：包括实体PPA和虚拟PPA，前者涉及实体电力输送，后者为金融合约，灵活度高。
• 绿电交易价格：由发电企业与用户双边协商或集中撮合形成，体现市场供需关系。
• 绿电消纳机制：分为保障性收购与市场化消纳，保障性消纳通过出清机制实现，避免弃能。
• 绿电交易政策：包括绿证核发、消纳责任权重、绿色电力消费凭证等，逐步推动绿电市场化。
• 绿电交易现状：2021年全国绿电交易首次启动，成交电量78.08亿千瓦时，价格上浮2-3分钱。
• 绿电交易发展路径：从试点开始，逐步推广至全国，形成统一交易平台和机制。

结构清晰内容

1.1 美国绿电交易机制

• 市场分类：强制配额市场（RPS）与自愿市场。
• 参与方式：实体PPA与虚拟PPA，前者需在同市场区域，后者可跨市场。
• 适用经验：强调市场化机制、多样化采购渠道、灵活的结算方式。

1.2 欧洲绿电交易机制

• 市场分类：绿色证书（GO）市场与配额市场。
• 参与方式：企业可购买GO以证明其使用绿色电力，市场交易灵活。
• 适用经验：强调政策多样化、市场化机制、跨区域交易、绿色溢价机制。

1.3 我国绿电交易实施现状

• 市场化进展：全国市场化交易电量占比稳步上升。
• 交易机制：绿电交易为独立交易品种，实现“证电合一”。
• 绿证核发：截至2022年1月，我国绿证核发总量达101万份。
• 消纳责任：分为三类：电网+存量风光水、非代理电力用户、自备电厂企业。
• 绿电交易试点：2021年9月启动，成交电量78.08亿千瓦时，价格上浮2-3分钱。

2.1 市场组织方式及发电交易单元参与市场模式

• 市场组织方式：日前市场采用全电量申报、集中优化出清，用户侧不报价。
• 发电交易单元参与方式：部分机组采用报量不报价，部分采用报量报价。
• 保障性消纳机制：在弃能情况下，通过价格修正和二次出清实现保障性消纳。

2.2 市场机制设计的原则与流程

• 设计原则：个体理性、市场竞争、激励相容、收益中性、政策约束。
• 流程：包括价格修正、二次出清、结算补偿，确保市场公平与运行稳定。

2.3 保障性消纳的现货市场出清模型

• 目标函数：最小化系统运行成本，包括火电与可再生能源报价。
• 系统负荷平衡约束：确保供需平衡。
• 线路潮流约束：考虑电网传输极限与功率转移分布因子。
• 火电机组约束：包括出力、爬坡、启停状态等限制条件。

3.1 绿电参与市场的重点考虑

• 清洁能源参与市场的重点任务：推动市场化交易、提升消纳能力、优化资源配置。
• 市场化机制的实施方式：包括双边协商、集中撮合、虚拟PPA等。

3.2 绿电交易与电力市场及绿证市场衔接问题

• 绿电交易面临的关键问题：区域供需不均衡、省间交易机制不完善、绿电需求未完全释放。
• 政策建议：促进绿电交易与绿证市场、碳市场联动，推动市场化交易机制完善。

3.3 完善绿色电力交易机制的相关建议

• 当前绿电交易机制问题：缺乏激励、价格机制不完善、市场衔接不足。
• 政策建议：完善市场机制、推动统一交易平台、加强市场培育、促进市场公平竞争。

附图与附表

• 图1.1：实体PPA模式示意图
• 图1.2：虚拟PPA模式示意图
• 图1.3：2013-2020年不同可再生能源类型的PPA容量
• 图1.4：计划用电逐步放开的配套文件
• 图1.5：各省输配电价
• 图1.6：区域输配电价
• 图1.7：电力交易时序图
• 图1.8：全国区域输配线路图
• 图1.9：我国绿电交易发展路径
• 图1.10：可再生能源的双重属性
• 图1.11：2021年消纳责任权重
• 图1.12：2020~2060年中国电源装机结构变化
• 图1.13：2021年消纳责任权重
• 图1.14：绿电认证体系构建
• 图1.15：有无补贴场站的区别
• 图1.16：GO机制
• 图1.17：电力交易体系
• 图1.18：电力市场层级
• 图2.1：第一次市场出清及触发保障性消纳机制后市场出清情况
• 表2.1：机组运行参数
• 表2.2：梯级水电站运行参数
• 表2.3：可再生能源消纳情况对比
• 表2.4：IEEE 30节点测试系统结算结果（方案3）

结论

我国绿电交易机制正在逐步完善，从试点走向常态化。国际经验表明，市场化交易与政策支持相结合，能够有效促进绿电发展。保障性消纳机制在现货市场中发挥关键作用，需结合水电等复杂特性进行优化。未来，绿电交易将更加市场化、多元化，并与绿证市场、碳市场等形成联动，以实现绿色能源的可持续发展和电力系统的低碳转型。