嚴(yán)旭，李明，梁志飛，粱濤，李瑩，譚杰仁

(1. 廣州電力交易中心有限責(zé)任公司，廣州510000；2.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣州510663；3. 水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京100120)

0 引言

對(duì)可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用，是世界各國(guó)解決傳統(tǒng)能源帶來(lái)的諸如氣候變化、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題的有效途徑[1 - 2]。我國(guó)為了兌現(xiàn)京都議定書中的減排承諾[3]，制定了一系列的可再生能源政策，扶持可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其中可再生能源電力消納保障機(jī)制是其中的一部分。

在經(jīng)歷了2018年的3次征求意見(jiàn)稿之后，國(guó)家發(fā)改委與能源局于2019年5月10日發(fā)布了《關(guān)于建立健全可再生能源電力消納保障機(jī)制的通知》，并隨通知發(fā)布了《可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重確定和消納量核算方法(試行)》和《各省(自治區(qū)、直轄市)可再生能源以及非水電可再生能源電力總量消納責(zé)任權(quán)重》。該通知的發(fā)布意味著我國(guó)正式建立了對(duì)可再生能源的消納考核制度。與發(fā)達(dá)國(guó)家的可再生能源配額制度不同，我國(guó)的可再生能源消納考核機(jī)制的一個(gè)顯著的特點(diǎn)是完成考核的主要方式是實(shí)際消納可再生能源電量，并輔以購(gòu)入超額消納量與綠證。此外，當(dāng)前機(jī)制并未對(duì)未完成消納責(zé)任的市場(chǎng)主體設(shè)置罰金，而是將消納責(zé)任的完成情況納入相關(guān)市場(chǎng)主體的信用評(píng)價(jià)考核體系當(dāng)中。因此從消納責(zé)任的完成方式來(lái)看，超額消納量以及綠證的價(jià)格在某種程度上起到了對(duì)承擔(dān)消納責(zé)任的市場(chǎng)主體未完成消納考核時(shí)罰金的作用。

當(dāng)前，我國(guó)的可再生能源消納保障機(jī)制已經(jīng)進(jìn)入了落地實(shí)施的階段，廣州電力交易中心以及北京電力交易中心目前正在開(kāi)展超額消納量市場(chǎng)的建設(shè)工作。研究當(dāng)前的可再生能源消納保障機(jī)制對(duì)超額消納量市場(chǎng)、綠證市場(chǎng)、可再生能源裝機(jī)容量以及可再生能源電力交易市場(chǎng)價(jià)格會(huì)帶來(lái)何種影響，對(duì)于充分了解可再生能源消納保障機(jī)制政策效果，推動(dòng)可再生能源事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

1 當(dāng)前研究綜述

對(duì)于可再生能源消納保障機(jī)制實(shí)施之后給電力市場(chǎng)帶來(lái)的影響，彭澎認(rèn)為，配額制的實(shí)施除了對(duì)電力用戶需求結(jié)構(gòu)有較大的調(diào)整以外，還將促進(jìn)跨省跨區(qū)電力通道建設(shè)以及電力輔助服務(wù)的發(fā)展[4]。梁鈺等人對(duì)比分析了可再生能源固定電價(jià)政策和可再生能源配額制，認(rèn)為固定補(bǔ)貼制度相比于配額制雖然具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，但缺乏一定的可持續(xù)性；此外由于市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰，配額制的實(shí)施有可能在發(fā)電市場(chǎng)帶來(lái)一定的壟斷問(wèn)題[5]；蔣桂武構(gòu)建了基于中國(guó)電力市場(chǎng)的博弈模型，認(rèn)為配額制實(shí)施后如果對(duì)綠電廠商的勾結(jié)行為處理不當(dāng)，將極易導(dǎo)致綠證市場(chǎng)的失靈，因此在制度設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)設(shè)置合適的機(jī)制對(duì)此加以控制[6]。朱繼忠通過(guò)構(gòu)建配額制下的中國(guó)電力市場(chǎng)均衡模型，得到了“配額制的實(shí)施不僅能提升綠色電力強(qiáng)制配額上網(wǎng)環(huán)境下的總效益，而且能平衡利潤(rùn)和電價(jià)波動(dòng)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)”[7]的結(jié)論。

配額制的實(shí)施及交易會(huì)對(duì)電價(jià)帶來(lái)何種影響，國(guó)內(nèi)學(xué)者在該主題上的研究不多。國(guó)外學(xué)者在該問(wèn)題的研究中也存在著一定的分歧，有的研究表明配額制傾向與提高電力市場(chǎng)價(jià)格[8 - 9]，也有研究認(rèn)為有利于降低電力消費(fèi)價(jià)格[10]，或者不構(gòu)成對(duì)電價(jià)的影響[11]。我國(guó)學(xué)者寧俊飛以1990—2008年美國(guó)19個(gè)州的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)，則得出了配額制將提升整體電價(jià)水平的結(jié)論[12]。

在對(duì)綠證市場(chǎng)的影響方面，趙新剛從電源結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，研究了綠證市場(chǎng)與電能量市場(chǎng)相互作用的關(guān)系，并對(duì)配額制實(shí)施后可再生能源綠色證書的價(jià)格進(jìn)行了預(yù)測(cè)[13]。張洪秩、譚忠富等人也構(gòu)建了綠證市場(chǎng)、碳市場(chǎng)以及電力市場(chǎng)相互影響的模型[14 - 15]。但以上模型的討論是在我國(guó)正式建立可再生能源消納保障機(jī)制以前，模型的相關(guān)假設(shè)與當(dāng)前的政策機(jī)制存在一定的差異，因此有必要以新的邊界條件對(duì)此進(jìn)行修正，并開(kāi)展進(jìn)一步的研究。

2 模型構(gòu)建

2.1 主要思路

為了研究消納量市場(chǎng)、電量市場(chǎng)之間的相互作用關(guān)系，本文以非水可再生能源為主要研究對(duì)象。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)非水可再生能源的主要裝機(jī)類型，本文將非水可再生能源區(qū)分風(fēng)電與光伏兩種裝機(jī)類型分別研究。

在前人研究基礎(chǔ)上，模型構(gòu)建的主要思路如圖1所示。首先根據(jù)當(dāng)前的可再生能源消納保障機(jī)制，政府會(huì)針對(duì)非水可再生能源制定一定的消納責(zé)任權(quán)重，該權(quán)重決定了非水可再生能源電量、綠證以及超額消納量(統(tǒng)稱為“消納量”)的需求，而當(dāng)前的非水可再生能源的裝機(jī)容量則決定了非水可再生能源電量、綠證以及超額消納量市場(chǎng)的供給，綠證和超額消納量的價(jià)格由需求曲線以及供給曲線共同決定。綠證價(jià)格、超額消納量?jī)r(jià)格以及非水可再生能源電量的價(jià)格一起決定了非水可再生能源發(fā)電商的綜合收益，進(jìn)而影響非水可再生能源的新增裝機(jī)容量。非水可再生能源裝機(jī)容量的變化則會(huì)帶來(lái)供給曲線的調(diào)整，從而反過(guò)來(lái)對(duì)綠證和超額消納量的價(jià)格進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此形成一個(gè)完整的反饋回路。

圖1 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的基本反饋回路Fig.1 Basic feedback loop of system dynamics model

以風(fēng)電為例，模型中對(duì)于可再生能源裝機(jī)容量以及消納量?jī)r(jià)格的主要反饋回路為：非水可再生能源消納權(quán)重→非水可再生能源消納量需求量→綠證、超額消納量出清價(jià)格→風(fēng)電度電綜合收益→新增風(fēng)電裝機(jī)容量→風(fēng)電消納量供給量→非水可再生能源消納量供給量→綠證、超額消納量出清價(jià)格。

為了進(jìn)一步厘清相關(guān)變量之間的聯(lián)系，構(gòu)建更為細(xì)致的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，需要基于對(duì)當(dāng)前的可再生能源消納保障機(jī)制分析，提出模型的關(guān)鍵假設(shè)，并對(duì)消納量交易中的潛在市場(chǎng)行為進(jìn)行分析。

2.2 關(guān)鍵假設(shè)及討論

為了研究可再生能源消納保障機(jī)制的實(shí)施對(duì)相關(guān)市場(chǎng)變量的影響，以云南省非水可再生能源為研究對(duì)象，構(gòu)建關(guān)于消納量市場(chǎng)與可再生能源電力市場(chǎng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)當(dāng)前可再生能源消納保障機(jī)制，做出了如下的假設(shè)。

假設(shè)一：通過(guò)電力市場(chǎng)出售或保障性收購(gòu)的非水可再生能源電量所對(duì)應(yīng)的綠證還可以在消納量市場(chǎng)中出售，即允許這部分消納量重復(fù)計(jì)算，這也是當(dāng)前部分學(xué)者所關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題[16]。2019年5月發(fā)布的《關(guān)于建立健全可再生能源電力消納保障機(jī)制的通知》已經(jīng)拋棄2018年的三次征求意見(jiàn)稿中關(guān)于“配額制”的提法，規(guī)定承擔(dān)消納責(zé)任的市場(chǎng)主體主要通過(guò)實(shí)際消納可再生能源電量的方式來(lái)完成消納責(zé)任，不足的部分通過(guò)購(gòu)買超額消納量或綠證來(lái)完成，并且不設(shè)置罰金制度，綠證或超額消納量的價(jià)格某種程度就起到了國(guó)外可再生能源配額制政策中罰金的作用。

假設(shè)二：省內(nèi)消納量的供求關(guān)系和出清價(jià)格與全國(guó)消納量的供求關(guān)系和出清價(jià)格一致?？稍偕茉聪{保障機(jī)制實(shí)施以后，對(duì)于一個(gè)省級(jí)行政單位來(lái)說(shuō)，本省的可再生能源消納責(zé)任權(quán)重的設(shè)置雖然影響了本省消納量的供給和需求，但是由于綠證和超額消納量交易無(wú)需借助物理通道的支持，因此可以借助廣州及北京電力交易中心所運(yùn)行的交易平臺(tái)在更大范圍內(nèi)去實(shí)現(xiàn)供需的平衡。由于云南省市場(chǎng)對(duì)全國(guó)市場(chǎng)相比體量較小，因此受大市場(chǎng)的影響，云南省內(nèi)消納量的供求關(guān)系與全國(guó)消納量的供求關(guān)系一致，且有共同的出清價(jià)格，其出清價(jià)格由全國(guó)市場(chǎng)的需求和供給曲線所決定。

全國(guó)消納量的供給曲線由各省歷史年度可再生能源新增裝機(jī)及其對(duì)應(yīng)的補(bǔ)貼金額、發(fā)電小時(shí)數(shù)所決定。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，本文認(rèn)為云南省內(nèi)消納量需求與省內(nèi)的供給曲線所形成的出清價(jià)格與全國(guó)市場(chǎng)的出清價(jià)格偏差不大。

假設(shè)三：非水可再生能源次年的裝機(jī)容量增長(zhǎng)率受當(dāng)年非水可再生能源度電收益與其平準(zhǔn)化度電成本(LCOE)的影響，參考譚忠富等人的文章，非水可再生能源的裝機(jī)容量增長(zhǎng)率且滿足以下形式：

次年非水可再生能源裝機(jī)容量增長(zhǎng)率=非水可再生能源投資均衡率×當(dāng)年非水可再生能源投資乘數(shù)

當(dāng)年非水可再生能源投資乘數(shù)=(當(dāng)年非水可再生能源度電綜合收益-當(dāng)年非水可再生能源LCOE)/當(dāng)年非水可再生能源LCOE，其中非水可再生能源投資均衡率取10.4%[14]。

2.3 對(duì)消納量交易潛在市場(chǎng)行為的進(jìn)一步分析

可再生能源消納保障機(jī)制實(shí)施以后，一般來(lái)說(shuō)承擔(dān)消納責(zé)任的市場(chǎng)主體完成消納責(zé)任的方式取決于這種方式的成本，而可再生能源發(fā)電企業(yè)采取的市場(chǎng)策略取決于這種策略所帶來(lái)的收益，因此結(jié)合當(dāng)前可再生能源消納保障機(jī)制及以上的關(guān)鍵假設(shè)，可以得到以下的主要結(jié)論。

結(jié)論一：就完成非水可再生能源消納責(zé)任而言，超額消納量和綠證對(duì)于承擔(dān)消納責(zé)任的市場(chǎng)主體來(lái)說(shuō)是同質(zhì)商品，因此超額消納量和綠證應(yīng)當(dāng)具有統(tǒng)一的出清價(jià)格。

結(jié)論二：與結(jié)論一相似，風(fēng)電電量與光伏電量單就完成非水可再生能源消納責(zé)任而言，對(duì)于承擔(dān)消納責(zé)任的市場(chǎng)主體來(lái)說(shuō)也是同質(zhì)商品，因此這兩種電量也應(yīng)當(dāng)具有統(tǒng)一的出清價(jià)格。

結(jié)論三：非水可再生能源電量的均衡價(jià)格等于常規(guī)能源電量均衡價(jià)格與消納量均衡價(jià)格之和。對(duì)于承擔(dān)消納責(zé)任權(quán)重的市場(chǎng)主體而言，在電量市場(chǎng)購(gòu)買常規(guī)電量并在消納量市場(chǎng)購(gòu)買消納量，可以實(shí)現(xiàn)與單獨(dú)購(gòu)買非水可再生能源電量相同的消納效果，因此非水可再生能源電量市場(chǎng)和消納量市場(chǎng)都處在均衡狀態(tài)下，非水可再生能源電量的均衡價(jià)格等于常規(guī)能源電量均衡價(jià)格與消納量均衡價(jià)格之和。

基于以上的假設(shè)與結(jié)論，本文構(gòu)建了基于消納量市場(chǎng)與可再生能源電量市場(chǎng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，如圖2所示，圖中的主要關(guān)系及參數(shù)見(jiàn)2.4節(jié)。

圖2 基于消納量市場(chǎng)與可再生能源電量市場(chǎng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型Fig.2 System dynamics model based on renewable energy consumption market and renewable energy electricity market

2.4 模型主要關(guān)系及參數(shù)說(shuō)明

模型中將非水可再生能源區(qū)分為風(fēng)電和光伏分別考慮，以云南省研究對(duì)象，相關(guān)參數(shù)的關(guān)系與取值如下所示。

1)風(fēng)電(光伏)裝機(jī)容量=上一年風(fēng)電(光伏)期末裝機(jī)裝機(jī)容量+本年新增風(fēng)電(光伏)裝機(jī)容量-風(fēng)電(光伏)設(shè)備退役容量。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，模型中不考慮存量裝機(jī)的容量衰減情況，另外由于光伏與風(fēng)電設(shè)備年限都在25 a以上，我國(guó)風(fēng)電與光伏大規(guī)模的新增裝機(jī)都在2010年開(kāi)始，本模型的模擬計(jì)算期從2020年到2035年，因此模擬期也無(wú)退役容量。模擬期初(2019年)年末云南省風(fēng)電(光伏)分別為8.628 GW、3.499 GW。

2)新增風(fēng)電(光伏)裝機(jī)容量=風(fēng)電(光伏)裝機(jī)容量×風(fēng)電(光伏)裝機(jī)容量增長(zhǎng)率。

3)風(fēng)電(光伏)裝機(jī)容量增長(zhǎng)率由2.2節(jié)中的假設(shè)三所決定。風(fēng)電(光伏)在模擬期的度電LCOE如表1所示[17]。

表1 模擬期風(fēng)電及光伏LCOE預(yù)測(cè)Tab.1 LCOE prediction of wind power and photovoltaic in simulation period元/kWh

4)風(fēng)電(光伏)發(fā)電量=(期初風(fēng)電(光伏)裝機(jī)容量+期末風(fēng)電(光伏)裝機(jī)容量)/2×風(fēng)電(光伏)平均利用小時(shí)數(shù)，其中風(fēng)電、光伏平均利用小時(shí)數(shù)參考云南省風(fēng)電、光伏歷史平均小時(shí)數(shù)，分別取值2 830 h、1 290 h。

5)本文定義基礎(chǔ)消納量供給量為非水可再生能源電量所代表的消納量，即：風(fēng)電(光伏)基礎(chǔ)消納量供給量=風(fēng)電(光伏)發(fā)電量。

6)非水基礎(chǔ)消納量供給量=風(fēng)電基礎(chǔ)消納量供給量+光伏基礎(chǔ)消納量供給量。

7)本文中定義了額外消納量需求量為除了實(shí)際消納非水可再生能源電量以外所需的消納量，可以通過(guò)超額消納量市場(chǎng)和綠證市場(chǎng)提供供給。因此，額外消納量需求量=非水消納量需求量-非水基礎(chǔ)消納量供給量。

8)非水消納量需求量=全社會(huì)用電量×非水消納責(zé)任權(quán)重規(guī)劃目標(biāo)，其中非水消納責(zé)任權(quán)重規(guī)劃目標(biāo)即政府制定的非水可再生能源消納權(quán)重指標(biāo)。后文假設(shè)消納責(zé)任權(quán)重指標(biāo)以3種原則制定，即“逐年遞增”、“基于在歷史實(shí)際消納比重上浮一定幅度”或“固定目標(biāo)權(quán)重”，對(duì)應(yīng)第3節(jié)中的3種政策情景。

9)全社會(huì)用電量=上一年全社會(huì)用電量×(1+用電增長(zhǎng)率)，2019年云南省全社會(huì)用電量為181.204 TWh，模擬期用電增長(zhǎng)率固定為7%。

10)從前文的分析可知，當(dāng)風(fēng)電和光伏的發(fā)電量即可滿足考核要求時(shí)，額外消納量需求量為零，這時(shí)市場(chǎng)中超額消納量有盈余，超額消納量和綠證的價(jià)格都將趨近與零；當(dāng)風(fēng)電和光伏的發(fā)電量不能滿足考核要求時(shí)，額外消納量需求大于零，根據(jù)2.3節(jié)結(jié)論一，這時(shí)超額消納量與綠證具有相同的出清價(jià)格，由于這時(shí)超額消納量與綠證相比供給較少，因此該出清價(jià)格由歷年綠證供給曲線與額外消納量需求量的需求曲線所決定。

此外，根據(jù)當(dāng)前的綠證制度，當(dāng)進(jìn)入補(bǔ)貼目錄的風(fēng)電(光伏)的綠證在市場(chǎng)中出售之后無(wú)法獲得國(guó)家補(bǔ)貼。因此當(dāng)綠證的市場(chǎng)價(jià)格低于對(duì)應(yīng)電量的國(guó)家補(bǔ)貼時(shí)，綠電發(fā)電商缺乏在綠證市場(chǎng)出售綠證的動(dòng)力，因此把綠證供給量根據(jù)其補(bǔ)貼價(jià)格從低到高排列可形成供給曲線。某一年度的綠證的出清價(jià)格以如下的方式確定：以當(dāng)年為基準(zhǔn)，根據(jù)歷史各年新增裝機(jī)容量及其補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，繪制出當(dāng)年的綠證供給曲線，當(dāng)年的額外消納需求量與綠證供給曲線(包括了光伏綠證和風(fēng)電綠證)的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的價(jià)格為當(dāng)年的綠證出清價(jià)格，如圖3所示，根據(jù)結(jié)論一，該出清價(jià)格是光伏綠證以及風(fēng)電綠證以及超額消納量的共同出清價(jià)格。易見(jiàn)，當(dāng)額外消納量需求量為0時(shí)，其出清價(jià)格也為0。

圖3 消納量出清價(jià)格求解示意圖Fig.3 Schematic diagram of consumption clearing price

11)根據(jù)2.3節(jié)結(jié)論三，風(fēng)電(光伏)電量市場(chǎng)均衡價(jià)格=常規(guī)能源電量均衡價(jià)格+額外消納量出清價(jià)格。其中云南省電力市場(chǎng)歷史年份常規(guī)能源電力平均價(jià)格如表2所示，因此模擬期常規(guī)能源均衡價(jià)格=FORCAST(年份，[0.179 6, 0.177 5, 0.180 8]，[2017, 2018, 2019])

表2 云南省電力市場(chǎng)歷史年份平均電價(jià)Tab.2 Average electricity price of Yunnan EM in historical years元/kWh

12)新增風(fēng)電(光伏)的度電收益=燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)×保障性收購(gòu)比例+風(fēng)電(光伏)電量市場(chǎng)均衡價(jià)格×(1-保障性收購(gòu)比例)+風(fēng)電(光伏)補(bǔ)貼單價(jià)×保障性收購(gòu)比例+消納量出清價(jià)格×(1-保障性收購(gòu)比例)。其中風(fēng)電(光伏)補(bǔ)貼假設(shè)在2019年補(bǔ)貼水平的基礎(chǔ)上以均勻水平下降并在2023年全部取消。

13)市場(chǎng)電量比例=風(fēng)電(光伏)電量市場(chǎng)均衡價(jià)格/(燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)+風(fēng)電(光伏)電量市場(chǎng)均衡價(jià)格)。

14)保障性收購(gòu)比例=當(dāng)年補(bǔ)貼單價(jià)/(當(dāng)年補(bǔ)貼單價(jià)+消納量出清價(jià)格)。

3 模擬仿真

以云南省2020年—2035年風(fēng)電及光伏發(fā)電裝機(jī)容量為研究對(duì)象，將云南省歷史年份的可再生能源補(bǔ)貼水平、新增裝機(jī)容量以及電量市場(chǎng)的常規(guī)能源電價(jià)水平等相關(guān)參數(shù)作為初始數(shù)據(jù)輸入上節(jié)構(gòu)建的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中，其中2019年非水消納量實(shí)際完成16.3%，2020年非水可再生能源消納量權(quán)重取11.5%[18]，并假設(shè)未來(lái)各年份的云南省非水可再生能源消納權(quán)重以以下3種情景取定：

情景一：未來(lái)各年非水消納量權(quán)重取值每年遞增0.5%。

情景二：未來(lái)各年非水消納量權(quán)重在上一年的實(shí)際消納量權(quán)重上的基礎(chǔ)上上浮0.5%。

情景三：未來(lái)各年非水消納量權(quán)重保持15%不變。

3.1 對(duì)消納量市場(chǎng)的影響

圖4是不同政策情境下模擬期內(nèi)消納量出清價(jià)格的變動(dòng)趨勢(shì)圖，可以看到不同政策情境下會(huì)形成不同的市場(chǎng)出清價(jià)格，但無(wú)論以何種方式制定非水可再生能源消納量權(quán)重，最終都會(huì)在2026年后形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的消納量市場(chǎng)出清價(jià)格，3種情境下穩(wěn)定的單位千瓦時(shí)對(duì)應(yīng)的額外消納量出清價(jià)格在0.027元/kWh至0.146元/kWh之間。其中情景三下額外消納量?jī)r(jià)格會(huì)呈現(xiàn)出以2年為1個(gè)周期波動(dòng)平衡，平衡期平均的出清價(jià)格為0.096元/kWh。

圖5是不同政策情境下模擬期內(nèi)綠證售量占總核發(fā)綠證量的占比，對(duì)于政策情景一，2020年—2023非水消納量權(quán)重指標(biāo)高于云南省實(shí)際的消納量，云南省能較好的完成消納量權(quán)重指標(biāo)，基本不產(chǎn)生對(duì)額外消納量的需求，因此額外消納量成交量為零，價(jià)格也為零。但是到2025年，政策情景一與政策情景三下消納量權(quán)重指標(biāo)開(kāi)始高于實(shí)際消納量比重，因此消納量市場(chǎng)開(kāi)始出現(xiàn)成交量，并且成交量占總綠證核發(fā)量比重不斷上升。而政策情景二下綠證需求量與核發(fā)量的比值在運(yùn)營(yíng)期內(nèi)則始終穩(wěn)定。

圖4 不同政策情境對(duì)消納量出清價(jià)格的影響Fig.4 The influence of different policy on the clearing price of extra consumption

圖5 不同政策情景對(duì)額外消納量需求的影響Fig.5 The influence of different policy on demand for extra con-sumption

3.2 對(duì)非水可再生能源裝機(jī)的影響

各政策情景方案中風(fēng)電和光伏的裝機(jī)增長(zhǎng)都具有相似，圖6則表示模擬期內(nèi)云南省風(fēng)電及光伏裝機(jī)容量提升情況，可見(jiàn)政策情景一風(fēng)電及光伏裝機(jī)容量提升最為明顯。從圖7可以看到，運(yùn)營(yíng)期內(nèi)非水可再生能源裝機(jī)容量增速的走勢(shì)與額外消納量的出清價(jià)格的走勢(shì)極為相似，其中政策情景一對(duì)風(fēng)電及光伏裝機(jī)的促進(jìn)作用最為明顯，進(jìn)入平穩(wěn)期內(nèi)(2026年以后)風(fēng)電與光伏合計(jì)裝機(jī)的年均增速約為7%；政策情景三下風(fēng)電與光伏的年均增速走勢(shì)與額外消納量的價(jià)格走勢(shì)保持一致，也呈現(xiàn)出波動(dòng)平衡的狀態(tài)，進(jìn)入平穩(wěn)期后風(fēng)電及光伏的合計(jì)裝機(jī)的年均增速為4.1%，政策情景二則在平穩(wěn)期內(nèi)以1%的增速保持增長(zhǎng)。本算例中假定云南省全社會(huì)用電量年增長(zhǎng)速率穩(wěn)定為7%，因此政策情景一下，穩(wěn)定期內(nèi)風(fēng)電與光伏合計(jì)裝機(jī)容量年均7%的增長(zhǎng)率僅能維持非水可再生能源的實(shí)際消納比例不變。

圖6 模擬期內(nèi)云南省風(fēng)電與光伏合計(jì)裝機(jī)容量(萬(wàn)千瓦)Fig.6 Installed capacity of wind power in Yunnan Province in the simulation period (100 00 kW)

圖7 模擬期內(nèi)非水可再生能源裝機(jī)容量增速Fig.7 Growth rate of installed capacity of non-aqueous renewable energy in the simulation period

如圖8所示，若要達(dá)到保持非水可再生能源的實(shí)際消納比重持續(xù)的上升的目的，需要在政策情景一中適當(dāng)?shù)奶嵘{權(quán)重每年遞增的幅度，如當(dāng)遞增幅度為0.75%時(shí)，非水可再生能源裝機(jī)容量將超過(guò)本測(cè)算中假定的全社會(huì)用電量年增長(zhǎng)速率7%，因而從整體上表現(xiàn)為非水可再生能源實(shí)際消納比重的上升。

因此基于以上的分析，政府部門在確定非水可再生能源消納責(zé)任權(quán)重時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分權(quán)衡和分析政策的主要目的，是保障存量的非水可再生能源的消納，或是推動(dòng)非水可再生能源裝機(jī)容量的提升，還是促進(jìn)非水可再生能源裝機(jī)比重的提升，從而選擇合適的非水可再生能源消納責(zé)任權(quán)重制定的策略。如果政策目的傾向于促使非水可再生能源裝機(jī)的比重的提升，則建議按照“逐年遞增”(情景一)的原則制定非水消納責(zé)任權(quán)重；如果政策目的傾向于保證存量非水可再生能源的消納或裝機(jī)容量的提升，則建議按照“基于在歷史實(shí)際消納比重上浮一定幅度”(情景二)或“固定目標(biāo)權(quán)重”(情景三)的原則制定消納責(zé)任權(quán)重。

圖8 情景一中不同遞增幅度下非水可再生能源實(shí)際消納比重Fig.8 Actual consumption proportion of non-aqueous renewable energy under different increasing degrees in scenario 1

3.3 對(duì)非水可再生能源市場(chǎng)電價(jià)的影響

如圖9所示，受額外消納量出清價(jià)格的影響，進(jìn)入平穩(wěn)期后3種政策情境下云南省非水可再生能源市場(chǎng)電價(jià)在0.21元/kWh到0.33元/kWh之間，略高于云南省常規(guī)水電的市場(chǎng)價(jià)格(模型中模擬期常規(guī)電源電價(jià)為0.184元/kWh)，也高于當(dāng)前云南省電力市場(chǎng)中風(fēng)電與光伏的電價(jià)(2019年云南省風(fēng)電平均加權(quán)價(jià)為0.226 97元/kWh，光伏為0.224 49元/kWh[19])，但低于風(fēng)電與光伏平價(jià)上網(wǎng)的金額(0.34元/kWh)。由此可能會(huì)導(dǎo)致非水可再生能源電量的市場(chǎng)化消納比例偏低。

圖9 云南省模擬期內(nèi)非水可再生能源電價(jià)波動(dòng)情況Fig.9 Price fluctuation of non-aqueous renewable energy in Yunnan Province during the simulation period

基于以上的分析，為了推動(dòng)非水可再生能源的市場(chǎng)化消納，充分發(fā)揮市場(chǎng)資源配置的重要作用，隨著非水可再生能源裝機(jī)的提升和造價(jià)水平的下降，在后期非水可再生能源平價(jià)上網(wǎng)的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步適當(dāng)?shù)慕档头撬稍偕茉幢Ｕ闲允召?gòu)價(jià)格，或提高非水可再生能源消納責(zé)任權(quán)重目標(biāo)，推動(dòng)非水可再生能源的市場(chǎng)化消納。

4 結(jié)語(yǔ)

研究和預(yù)測(cè)當(dāng)前我國(guó)的可再生能源消納保障機(jī)制的政策效果，對(duì)于把握可再生能源市場(chǎng)動(dòng)向，提升政策實(shí)施效果具有重要的意義。

本研究基于我國(guó)當(dāng)前的可再生能源消納保障機(jī)制，構(gòu)建了關(guān)于消納量市場(chǎng)與可再生能源電力市場(chǎng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，分析了給定條件與假設(shè)下不同消納責(zé)任權(quán)重制定方案對(duì)消納量市場(chǎng)、非水可再生能源裝機(jī)以及市場(chǎng)電價(jià)的影響。以云南省為算例的模擬結(jié)果表明：

1)政府部門在確定非水可再生能源消納責(zé)任權(quán)重時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確政策的主要目的。如果政策目的傾向于促使非水可再生能源裝機(jī)的比重的提升，則建議按照“逐年遞增”的原則確定消納責(zé)任權(quán)重；如果政策目的傾向于保證存量非水可再生能源的消納或裝機(jī)容量的提升，則建議按照“基于在歷史實(shí)際消納比重上浮一定幅度”或“固定目標(biāo)權(quán)重”的原則制定消納責(zé)任權(quán)重。

2)無(wú)論基于何種原則確定消納責(zé)任權(quán)重，可再生能源消納量和電量的價(jià)格都能夠在經(jīng)歷一定時(shí)期的波動(dòng)后回復(fù)到平衡狀態(tài)，使可再生能源裝機(jī)增長(zhǎng)率維持穩(wěn)定，并推動(dòng)可再生能源裝機(jī)容量的提升。

3)綠證市場(chǎng)的價(jià)格與交易量、非水可再生能源的電量市場(chǎng)價(jià)格均與消納責(zé)任權(quán)重的制定方式相關(guān)，當(dāng)以“固定目標(biāo)權(quán)重”的原則確定消納責(zé)任權(quán)重時(shí)，非水可能再生能源電價(jià)以及綠證價(jià)格可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)的現(xiàn)象。

4)隨著非水可再生能源造價(jià)水平的下降，后期可以在平價(jià)上網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步適當(dāng)?shù)慕档头撬稍偕茉幢Ｕ闲允召?gòu)價(jià)格或電量的規(guī)模，或提高非水可再生能源消納責(zé)任權(quán)重目標(biāo)，推動(dòng)非水可再生能源的市場(chǎng)化消納。

模型考慮了可再生能源消納量市場(chǎng)和電力市場(chǎng)之間的相互耦合關(guān)系，但是隨著我國(guó)碳市場(chǎng)交易規(guī)模的擴(kuò)大，碳交易與可再生能源消納量交易之間的耦合關(guān)系可以被進(jìn)一步融合到模型當(dāng)中。在我國(guó)的可再生能源消納保障機(jī)制實(shí)施并形成市場(chǎng)數(shù)據(jù)以后，相關(guān)的實(shí)證分析以及對(duì)模型的驗(yàn)證是下一步需要開(kāi)展的工作。