核電參與電力市場(chǎng)的現(xiàn)狀分析

鄒 瑋，杜 輝，李永戰(zhàn)，吳天曈

(1.三門核電有限公司，浙江 臺(tái)州 317112；2.浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，浙江 杭州 310027)

隨著中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》(中發(fā)〔2015〕9號(hào)，以下簡(jiǎn)稱9號(hào)文)，國(guó)內(nèi)電力體制改革和電力市場(chǎng)建設(shè)正式拉開(kāi)帷幕[1]。核電機(jī)組是重要的清潔能源機(jī)組，是建設(shè)低碳社會(huì)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要力量。我國(guó)電力市場(chǎng)的建設(shè)給核電機(jī)組的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了諸多變化和挑戰(zhàn)，核電機(jī)組的電量與電價(jià)不再完全由價(jià)格主管部門和調(diào)度機(jī)構(gòu)決定，增加了營(yíng)收和運(yùn)行方式的不確定性，因此有必要研究國(guó)內(nèi)外核電機(jī)組參與電力市場(chǎng)的情況，以期為國(guó)內(nèi)核電企業(yè)和電力市場(chǎng)建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)參考與借鑒。本文首先以美國(guó)為例，分析美國(guó)電力市場(chǎng)的基本情況和核電機(jī)組的參與方式，然后總結(jié)國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)程，進(jìn)而對(duì)比核電機(jī)組在我國(guó)電力現(xiàn)貨試點(diǎn)省份的參與情況和收益方式，最后進(jìn)行核電機(jī)組進(jìn)入電力市場(chǎng)交易的差異性比較，提出適應(yīng)國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)規(guī)則的核電機(jī)組市場(chǎng)交易建議。

1 國(guó)外核電機(jī)組參與電力市場(chǎng)情況分析

1.1 美國(guó)核電機(jī)組參與電力市場(chǎng)現(xiàn)狀

美國(guó)是世界上最早進(jìn)行電力市場(chǎng)改革的國(guó)家之一，區(qū)域電力市場(chǎng)主要包括德州電力市場(chǎng)、PJM電力市場(chǎng)和加州電力市場(chǎng)等[2]，市場(chǎng)模式主要是以電力庫(kù)為主的集中式市場(chǎng)，存在物理合約和金融合約。2019年美國(guó)核電機(jī)組發(fā)電量占總發(fā)電量的19.3%[3]，占全球核電發(fā)電量的30%以上[4]，是美國(guó)重要的電力來(lái)源之一。美國(guó)約有54 GW的核電容量處于管制市場(chǎng)中，45 GW的核電容量處于自由市場(chǎng)中[4]，參加現(xiàn)貨市場(chǎng)、合約市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)等不同類型的市場(chǎng)交易，如表1所示。

表1 美國(guó)核電機(jī)組參與電力市場(chǎng)情況Table 1 Participation of nuclear power plants in the electricity market in the United States

為應(yīng)對(duì)市場(chǎng)化帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)性沖擊，美國(guó)核電業(yè)界發(fā)起了Delivering the Nuclear Promise倡議，以維持核電行業(yè)運(yùn)營(yíng)的安全性和可靠性[9]，并使得核電運(yùn)行成本降低了30%[4]，但美國(guó)核電機(jī)組在電力市場(chǎng)中的經(jīng)營(yíng)狀況不佳，難以收回資金成本，導(dǎo)致核電企業(yè)減少投資和降低成本，如新澤西州的Oyster Creek核電站已在2018年選擇提前退役[10]。自2013年以來(lái)，已有Pilgrim等近10座核電站退休，仍有Diablo Canyon等核電站計(jì)劃于2025年之前關(guān)閉[11]。

1.2 美國(guó)核電機(jī)組參與電力市場(chǎng)的補(bǔ)救措施

美國(guó)核電機(jī)組重點(diǎn)關(guān)注在現(xiàn)貨市場(chǎng)和容量市場(chǎng)上的發(fā)電收益，但市場(chǎng)價(jià)格壓力及風(fēng)險(xiǎn)較大，主要面臨燃?xì)鈨r(jià)格低廉、負(fù)荷需求放緩、可再生能源大量進(jìn)入市場(chǎng)和負(fù)電價(jià)等因素的影響[4]。為了緩解核電機(jī)組在電力市場(chǎng)中面臨的壓力，美國(guó)各州先后出臺(tái)了面向核電機(jī)組的零碳排放補(bǔ)貼和無(wú)碳電力拍賣等清潔能源政策、資金補(bǔ)貼或容量電費(fèi)等政策等，具體如表2所示。

表2 美國(guó)的核電優(yōu)惠政策Table 2 Preferential policies for nuclear power plants in the United States

2 國(guó)內(nèi)核電機(jī)組參與電力市場(chǎng)分析

2.1 國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)建設(shè)歷程

2015年3月，中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》(中發(fā)〔2015〕9號(hào)，以下簡(jiǎn)稱9號(hào)文)，提出“三放開(kāi)、一獨(dú)立、三加強(qiáng)”的電力體制改革目標(biāo)[1]。2017年8月，國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》，選擇南方(以廣東起步)、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四川、甘肅等8個(gè)地區(qū)開(kāi)展第一批現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)[18]。截止2019年7月，廣東[19]、蒙西[20]、浙江[21]和山東[22]等地區(qū)已公布電力市場(chǎng)建設(shè)方案與市場(chǎng)規(guī)則，八個(gè)現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)地區(qū)均已開(kāi)展模擬試運(yùn)行[23]。目前全國(guó)已成立北京交易中心和廣州交易中心2個(gè)國(guó)家級(jí)交易機(jī)構(gòu)、6個(gè)國(guó)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)域交易機(jī)構(gòu)和27家省級(jí)交易機(jī)構(gòu)，2020年1—8月市場(chǎng)化交易電量13 968億kWh，占國(guó)家電網(wǎng)總售電量的47.4%[24]，電力市場(chǎng)建設(shè)和交易正如火如荼開(kāi)展。

2.2 試點(diǎn)省份電力市場(chǎng)建設(shè)情況

我國(guó)八個(gè)現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)地區(qū)的市場(chǎng)規(guī)則各有不同，差異主要在市場(chǎng)模式、報(bào)價(jià)方式和價(jià)格機(jī)制等方面[25]，具體如表3所示。從市場(chǎng)模式來(lái)看，采用分散式市場(chǎng)模式的地區(qū)為蒙西和福建，以中長(zhǎng)期物理合約為主，現(xiàn)貨市場(chǎng)出清不平衡電量；采用集中式市場(chǎng)模式的地區(qū)為廣東、浙江、山西、山東、四川和甘肅6個(gè)地區(qū)，全電量在現(xiàn)貨市場(chǎng)集中優(yōu)化出清，中長(zhǎng)期合約電量為金融性質(zhì)的差價(jià)合約。根據(jù)用戶是否參與市場(chǎng)，報(bào)價(jià)方式分為雙邊報(bào)價(jià)模式和僅發(fā)電側(cè)報(bào)價(jià)的單邊報(bào)價(jià)模式，其中蒙西、福建和甘肅的用戶不參與報(bào)價(jià)，廣東、浙江、山西、山東和四川5個(gè)地區(qū)的用戶報(bào)量不報(bào)價(jià)，負(fù)荷側(cè)價(jià)格大多為節(jié)點(diǎn)電價(jià)加權(quán)平均，發(fā)電側(cè)價(jià)格多為節(jié)點(diǎn)電價(jià)或區(qū)域電價(jià)。

表3 我國(guó)現(xiàn)貨試點(diǎn)地區(qū)市場(chǎng)規(guī)則對(duì)比Table 3 Comparison of market rules between pilot areas

2.3 核電機(jī)組參與國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)情況

2019年核電機(jī)組發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量的4.6%[30]，是我國(guó)重要的電源之一，其中廣東、浙江、山東電力市場(chǎng)已將核電機(jī)組納入市場(chǎng)交易中，因此本節(jié)主要分析核電機(jī)組在以上三個(gè)電力現(xiàn)貨試點(diǎn)地區(qū)的參與方式與收益情況。

廣東電力市場(chǎng)開(kāi)展的交易種類包括中長(zhǎng)期交易(基數(shù)電量、價(jià)差月度交易、絕對(duì)價(jià)格中長(zhǎng)期交易)和現(xiàn)貨交易等；2020年廣東安排市場(chǎng)交易規(guī)模約2600億kWh，約占廣東全社會(huì)用電量的37%[31]。2019年廣東省核電機(jī)組發(fā)電量占省內(nèi)用電量的14.8%[32]，核電機(jī)組作為A類機(jī)組不參與廣東電能量市場(chǎng)化交易，只擁有基數(shù)電量，按照政府下達(dá)的年度基數(shù)電量計(jì)劃優(yōu)先安排發(fā)電，需要繳納輔助服務(wù)費(fèi)用[19]。

山東電力市場(chǎng)開(kāi)展的交易種類包括中長(zhǎng)期合約交易(雙邊協(xié)商、集中競(jìng)價(jià)、掛牌交易等)和現(xiàn)貨交易等；2020年上半年，山東達(dá)成市場(chǎng)交易電量1 537.5億kWh[33]。山東省內(nèi)核電機(jī)組僅有海陽(yáng)核電2×1250 MW機(jī)組，其在年度設(shè)計(jì)利用小時(shí)以內(nèi)上網(wǎng)電量部分(機(jī)組平均可利用率93%，設(shè)計(jì)利用小時(shí)8 146.8 h，對(duì)應(yīng)發(fā)電量203.67億kWh)執(zhí)行政府定價(jià)(0.4151元/kWh，含稅)，以外上網(wǎng)電量按照市場(chǎng)價(jià)格結(jié)算[34]。海陽(yáng)核電按照每日電量比例分?jǐn)傒o助服務(wù)費(fèi)用，并分?jǐn)偟谌谓Y(jié)算試運(yùn)行中的不平衡資金331.63萬(wàn)元[35]。

浙江電力市場(chǎng)開(kāi)展的交易種類包括直接交易(普通直接交易和售電市場(chǎng)直接交易)和現(xiàn)貨交易；2020年浙江省電力市場(chǎng)化交易電量將達(dá)到2100億kWh[36]。《浙江省電力體制改革綜合試點(diǎn)方案》及《浙江電力市場(chǎng)建設(shè)方案》明確各類型發(fā)電機(jī)組必須參與電力市場(chǎng)[21]，省調(diào)核電機(jī)組按照實(shí)發(fā)電量的90%給予政府授權(quán)合約，剩余10%電量按照現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)結(jié)算。此外，省調(diào)核電機(jī)組需按照政府授權(quán)合約電費(fèi)比例分?jǐn)傒o助服務(wù)和成本補(bǔ)償費(fèi)用[26]。

由于政府授權(quán)合約部分需要承擔(dān)輔助服務(wù)和成本補(bǔ)償費(fèi)用的分?jǐn)偅瑢?dǎo)致統(tǒng)調(diào)核電機(jī)組政府授權(quán)合約部分電量的收益仍舊無(wú)法得到保障，對(duì)核電公司的經(jīng)營(yíng)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)對(duì)各省核電機(jī)組參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的情況調(diào)研分析后，目前國(guó)內(nèi)核電機(jī)組參與電力市場(chǎng)存在一下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

(1)各類型機(jī)組在不同歷史時(shí)期的批復(fù)上網(wǎng)電價(jià)存在差異，目前政府授權(quán)合約電量或基數(shù)電量部分按照批復(fù)上網(wǎng)電價(jià)結(jié)算存在不公平性。從1991年秦山一期工程建成投產(chǎn)到2020年3月31日，我國(guó)運(yùn)行核電機(jī)組共47臺(tái)(不含臺(tái)灣地區(qū))[37]，核電的批復(fù)價(jià)差達(dá)到0.04元/kWh。

(2)補(bǔ)償核電機(jī)組在電力市場(chǎng)中電能電費(fèi)損失的配套機(jī)制不健全，暴露在現(xiàn)貨市場(chǎng)中的電量部分缺乏合理的發(fā)電成本補(bǔ)償機(jī)制。

(3)核電機(jī)組應(yīng)該在電力市場(chǎng)中體現(xiàn)其清潔能源價(jià)值，目前國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)未公布針對(duì)核電機(jī)組的清潔能源補(bǔ)貼政策。核電機(jī)組每發(fā)電100億kWh，約相當(dāng)于減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤400萬(wàn)t，減少二氧化碳排放997萬(wàn)t，減少二氧化硫排放30萬(wàn)t，減少氮氧化物排放15萬(wàn)t[38]。核電機(jī)組作為清潔能源機(jī)組，不僅未獲得清潔能源電源的度電補(bǔ)貼，還承擔(dān)了乏燃料處理費(fèi)用，不利于發(fā)揮核電機(jī)組的清潔能源優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

核電機(jī)組在電力市場(chǎng)環(huán)境下的運(yùn)行方式和營(yíng)收來(lái)源與計(jì)劃體制下有諸多不同，為了研究和比較核電機(jī)組參與電力市場(chǎng)的方式，本文分別對(duì)美國(guó)和我國(guó)現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)地區(qū)中核電參與電力市場(chǎng)的現(xiàn)狀進(jìn)行差異性分析，現(xiàn)總結(jié)如下：

(1)美國(guó)核電機(jī)組可參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、合約市場(chǎng)和容量市場(chǎng)，在部分調(diào)峰能力有限的區(qū)域電力市場(chǎng)，核電機(jī)組也需參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，參與市場(chǎng)形式較為多樣。在核電機(jī)組面臨較高收益損失風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，美國(guó)各州也出臺(tái)了相應(yīng)的清潔能源或容量補(bǔ)貼政策。

(2)國(guó)內(nèi)有核省份的電力市場(chǎng)模式多為集中式市場(chǎng)模式，核電機(jī)組如果參與現(xiàn)貨市場(chǎng)，將面臨現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格偏低和波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，如浙江省省調(diào)核電機(jī)組在現(xiàn)貨市場(chǎng)中承擔(dān)了較高的電能費(fèi)用損失。在核電機(jī)組不參與市場(chǎng)交易的廣東省和山東省，核電機(jī)組的電能費(fèi)用收入與市場(chǎng)化之前基本相同。此外，核電機(jī)組在電力市場(chǎng)中都需分?jǐn)傒o助服務(wù)費(fèi)用，浙江省省調(diào)核電機(jī)組還需分?jǐn)偝杀狙a(bǔ)償費(fèi)用。

(3)美國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)較為成熟，核電機(jī)組的收益方式相較國(guó)內(nèi)更加豐富多樣，也有較為完善的核電優(yōu)惠政策。國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)建設(shè)正處于初期階段，輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則和成本補(bǔ)償機(jī)制亟需完善，容量市場(chǎng)和合約市場(chǎng)等市場(chǎng)交易類型正在逐步擴(kuò)展，核電機(jī)組的收益方式比較有限，容易遭受高昂的收益損失。建議國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)針對(duì)核電機(jī)組高建設(shè)成本和清潔能源的共性出臺(tái)相應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)則與補(bǔ)貼政策，縮小不同地區(qū)核電機(jī)組參與市場(chǎng)的差異性，完善和增加市場(chǎng)交易形式，以實(shí)現(xiàn)核電企業(yè)從計(jì)劃體制到電力市場(chǎng)的平穩(wěn)過(guò)渡，保證市場(chǎng)運(yùn)行的公平性。