碳中和目标下燃机企业参与电力现货市场的经营与发展之道

2020-12-16 17:16 来源: 中国电力企业管理 |作者: 杨耀攀

燃机适应电力现货市场的策略和市场设计


碳中和的背景下,消纳大量非化石能源的电力系统需要厘清真正的电力价值,就要依靠电力市场的发展,特别是电能量市场和辅助服务市场。燃机发电企业应当充分利用燃机固有的优势,寻求发挥燃机物理特性的市场设计,尽快适应现货市场规则机制,制定良好的市场策略,在市场中谋求良好的收益。

一是签订适应现货市场的中长期合同。燃机边际成本高于煤机边际成本,是不是燃机在中长期市场中就签不到中长期合同了呢?当然不是,而是要依据现货市场价格和中长期市场价格签订足量的中长期合同。具体操作就是,燃机发电企业要深入细致研究现货市场价格,以高于平均现货市场价格签订中长期合同,利用中长期合同价格与现货市场价格差赚取足够的收益。

假定现货市场平均价格为250元/兆瓦时,一台300兆瓦燃机如果能够按照350元/兆瓦时的价格签订4000小时的中长期合同,那么这台燃机将在不开机的情况下收到1.2亿元的纯利润。当然,任何市场都是有风险的,如果现货市场价格随着市场波动被抬高,甚至高于签订的中长期合同,那么在现货市场中将会造成经营亏损。所以燃机发电企业要深入研究市场大环境,准确预判现货市场价格,努力保证盈利。

二是及时捕捉现货市场的高电价。燃机电厂签订了中长期合同,就要紧密关注电力现货市场价格的走势。在中长期合同内,如果现货市场价格高于中长期合同价格,合同收益将会变成负值,现货价格越高,收益负值将会越大。这时燃机发电企业要及时预判现货市场价格走势,如果现货市场价格超过燃机本身边际成本,燃机企业要利用燃机快速启停能力,果断启动并网,将收益止亏于边际成本。如果现货价格降低到边际成本以下,尽快解列停机,减少亏损金额。如果在中长期合同以外,现货市场出清价格高于燃机边际成本而中标,燃机及时启动,及时捕捉现货市场的高电价而获得利润。当然,燃机在启停过程中还要考虑本身的启停成本。

三是积极参与调频和备用市场。碳中和目标要求依靠大电网发展新能源发电,而新能源有一个固有的劣势就是供电的随机性和波动性。在此背景下,电力市场需要建立有效疏导的调频和备用市场,按照“谁受益,谁承担”的原则,优化辅助服务市场机制,辅助服务市场产生的费用应疏导到用户侧。所以燃机发电企业要充分发挥燃机本身固有的优势,积极参与现货市场中的调频和备用等辅助服务市场,争取较高的辅助服务市场收益,将自身收益最大化。

四是适应容量补偿机制。在电力现货市场中,各市场主体理性状态下是按照变动成本参与市场竞争,所以在电能量市场中无法收回固定投资成本。为了引导发电容量有序投资,保障发电容量的长期充裕,各地在电力现货市场建设中,均设立了容量补偿机制,给予发电容量投资一个相对稳定的回收预期。

根据华北电力大学和华能集团能源院容量补偿机制研究成果,各电厂获得容量补偿费用等于可补偿容量乘以政府制定的统一的单位补偿标准。可补偿容量为机组装机容量扣减其等效检修容量、等效非计划停运容量和厂用电率折算容量,考虑省内容量充裕系数,其中等效非计划停运容量包括缺燃料停运、机组原因必停和机组自身原因限高等情况。按照广东省容量补偿机制,具体计算公式如下:
机组补偿金额=装机容量×(1-检修停机系数-事故停机系数)×(1-厂用电率)×容量充裕系数×单位补偿标准
其中,检修停机系数=计划检修容量×检修时长/(8760×装机容量);
事故停机系数=2×事故检修容量×检修时长/(8760×装机容量)。

假定在广东省的一台装机300兆瓦、厂用电系数2.5%的燃机,平均每年全容量检修15天,无非停和事故检修时间,按照每年305元/(千瓦·年)补偿标准和容量充裕系数为0.88计算,这台燃机每年获得的容量补偿金额=300×(1-15×24/8760)×(1-2.5%)×0.88×305×1000=7528万元。

容量补偿金额将成为燃机发电企业固定的收益,为企业提供稳定资金流,减轻企业经营压力。所以燃机发电企业要充分了解研究本地的容量补偿机制,争取较高的容量补偿标准,提高设备管理水平,缩短年检修时间,减少非计划停机,避免设备事故检修和负荷受限,尽最大可能增加容量补偿收益。

五是签订足量的政府授权合同。燃机由于具备清洁、环保等特点,能够为各地方政府完成国家减煤指标和降低单位GDP能耗指标作出巨大贡献。而且在北方地区,承担居民供暖任务的燃机可以与政府协商,争取足量的政府授权合同,按照政府授权取得优先发电计划和享受优先发电价格,从而保证一定的现金流和收益。虽然在日后的电力现货市场环境中,这种政府授权合同将会越来越少,但是在过渡期内,燃机发电企业还是可以继续争取签订尽量多的政府授权合同,保证企业在过渡期内的收益。

承担居民供暖任务的燃机企业,还要与政府沟通,不能维持“以电养热”的模式,需要提高供暖热力价格,来提高企业供热收益,保证企业的基本利益。

总之,在电力市场中,燃机企业只要做到精准预测现货市场价格,在中长期市场中赚取差价收益;捕捉现货市场的高电价,及时启动顶峰,谋取现货市场收益;积极参与调频和备用辅助服务市场,增加辅助收益;适应容量补偿机制和争取政府授权合同,保证企业基本收益。

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