1.我國新一輪電力體制改革及對新能源消納的要求
2015 年 3 月 15 日，《中共中央 國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見 》(簡稱中發(fā)9 號文件 )發(fā)布，標志著備受社會各界關注的新一輪電力體制改革開啟。中發(fā) 9 號文件提出通過建立市場化的機制，解決電力發(fā)展中存在的問題。改革的方向是市場化，改革的目標是還原電力商品屬性，構建有效競爭的電力市場。
2015 年 12 月，國家發(fā)布了此文件的 6 個配套文件，分別涉及電力市場建設、交易體制改革、發(fā)用電計劃改革、輸配電價改革、售電側體制改革以及燃煤自備電廠監(jiān)督管理等問題。 2016 年以來，電改進程加快推進。截至 2016 年 6 月初，國家發(fā)展和改革委員會已審核批復云南、貴州、山西、廣西綜合試點方案。同時，北京、廣州、新疆、青海、寧夏、吉林、天津、遼寧、蒙東、江蘇、云南、貴州等 20 余家電力交易中心注冊成立。
“提高可再生能源發(fā)電和分布式能源系統(tǒng)發(fā)電在電力供應中的比例 ”是本次深化電力體制改革的基本原則之一。促進新能源電力并網(wǎng)消納是本次電力體制改革實施方案和試點工作中的一項重要內(nèi)容，可為通過更好的頂層設計解決可再生能源消納難題提供契機。目前，國家出臺的 6 份改革配套文件中與新能源消納關系最密切的配套文件主要有 2 份，分別是《關于有序放開發(fā)用電計劃的實施意見 》(以下簡稱《計劃放開意見 》)與《關于推進電力市場建設的實施意見 》(以下簡稱《市場建設意見 》)。《市場建設意見 》提出，選擇具備條件地區(qū)開展試點，建成包括中長期和現(xiàn)貨市場等較為完整的電力市場，在非試點地區(qū)按照《計劃放開意見 》開展電力市場化交易。
對改革文件中關于新能源消納的提法進行歸納，可以看出，電力體制改革形勢下我國新能源運行消納存在兩種方式：一是在非試點地區(qū)，新能源不直接參與電力市場，以優(yōu)先發(fā)電的形式，繼續(xù)保留在發(fā)用電計劃中，同時也鼓勵其參與直接交易，進入市場。二是在試點地區(qū)，新能源作為優(yōu)先發(fā)電簽訂年度電能量交易合同，根據(jù)分散式市場或集中式市場等不同市場類型，按實物合同或差價合同執(zhí)行。
2.國外新能源消納模式
總體而言，不同國家由于新能源發(fā)電成本、市場模式等情況有別，新能源消納方式也不同，可歸結為以下 3 種主要方式。
(1)新能源不參與競價交易
該模式下，新能源發(fā)電以政府規(guī)定的固定電價上網(wǎng)，不參與競價交易，電網(wǎng)企業(yè)按照法律規(guī)定的新能源優(yōu)先收購政策，以固定電價收購新能源發(fā)電?；诠潭ㄉ暇W(wǎng)電價和全額收購的新能源消納模式中，新能源發(fā)電商無需承擔調(diào)峰、備用容量費用支付等責任，可大大減輕新能源發(fā)電商的負擔，促進新能源發(fā)展。
以德國為例，為激勵新能源發(fā)電投資，促進新能源發(fā)展，在 2012 年之前，主要采用基于固定上網(wǎng)電價的電網(wǎng)消納新能源模式。該模式下各主體之間的簡要關系如圖 1 所示。新能源發(fā)電無需承擔常規(guī)發(fā)電需承擔的調(diào)峰、備用容量費用支付等責任，而是由各配電網(wǎng)運營商管理，最終集成后由輸電網(wǎng)運營商統(tǒng)一在實時電力市場上進行售賣。根據(jù)市場運營的透明性原則，輸電網(wǎng)運營商必須發(fā)布其售賣的新能源發(fā)電的預測值和實際值。為了在日前市場中考慮這部分采用固定上網(wǎng)電價的新能源發(fā)電量，以便對輸電網(wǎng)運營商在實時市場出售的新能源發(fā)電量有所預期，更加合理地安排發(fā)電計劃，許多常規(guī)發(fā)電商和預測服務提供商都會自行對這部分新能源發(fā)電量進行預測。固定上網(wǎng)電價加全額購，是對新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展最直接有效的激勵機制之一，操作簡單、實施效果好，適用于新能源發(fā)展初期，促進新能源發(fā)展。但隨著新能源發(fā)電規(guī)模增加，電網(wǎng)消納新能源的壓力將逐步增加。
(2)有溢價補貼的新能源直接參與電力市場
該模式下，新能源發(fā)電直接參與電力市場，在市場價格基礎上獲得一部分額外的補貼，且承擔類似于常規(guī)電源的電力系統(tǒng)平衡義務。隨著新能源發(fā)電規(guī)模的快速增加，新能源發(fā)電的波動性導致了電網(wǎng)運行壓力持續(xù)增大，基于固定上網(wǎng)電價的新能源補貼額度也持續(xù)攀升，一些國家的新能源政策逐步轉為對新能源提供溢價補貼方式，推動新能源參與市場交易。
以德國為例，為控制新能源發(fā)電補貼成本上升及由此帶來的居民電價大幅上漲，緩解大規(guī)模新能源電力并網(wǎng)條件下的電網(wǎng)運行壓力，自 2012年引入有溢價補貼的新能源直接參與電力市場模式。該模式下，新能源直接參與市場，在電力市場價格的基礎上，得到一部分額外補貼。采用市場溢價機制的新能源發(fā)電機組，必須參與類似于常規(guī)電源的調(diào)度平衡組 1，在調(diào)度的日前市場關閉前，由調(diào)度平衡組基于天氣預報對新能源的發(fā)電出力進行預測，將新能源發(fā)電納入調(diào)度平衡組的電力電量平衡。對于由新能源發(fā)電波動等不平衡功率造成的輔助服務成本由調(diào)度平衡組支付。
以西班牙為例，按照該國1997 年的《電力法》規(guī)定，風電場上網(wǎng)電價可以在固定電價和溢價兩種方式中選擇其一，每年有一次選擇權。其中，固定電價方式中，風電電價水平固定，為電力平均參考銷售電價的 90%，電網(wǎng)企業(yè)須按此價格水平收購風電，超過平均上網(wǎng)價格部分由國家補貼。溢價方式中，風電企業(yè)需按照電力市場競爭規(guī)則與其他電力一樣競價上網(wǎng)，但政府額外為上網(wǎng)風電提供溢價補貼，風電電價水平為“溢價補貼 + 電力市場價格 ”。風電溢價為平均參考銷售電價的 50%。西班牙鼓勵風電場參與電力市場競爭，2005 年之后，由于全球能源價格上漲，西班牙的電力銷售電價以及電力上網(wǎng)價格也持續(xù)上漲， 90%以上的風電企業(yè)選擇溢價方式。
有溢價補貼的新能源直接參與電力市場模式，是新能源發(fā)電從全額收購逐步轉為完全競價上網(wǎng)的一種過渡方式，適用于新能源發(fā)電已達較大規(guī)模，發(fā)電成本已經(jīng)顯著下降，但其在市場中仍相對弱勢階段。通過推動新能源在有補貼的條件下參與電力市場，促進新能源提高自身技術水平，增強競爭力，并承擔調(diào)峰等義務，緩解電網(wǎng)運行壓力。但由于新能源在補貼條件下可以以零甚至負報價參與市場競爭，將可能拉低批發(fā)市場邊際電價，影響其他發(fā)電主體的盈利，需要建立完善的電力市場架構，保證各方利益，保障系統(tǒng)安全。
(3)無補貼的新能源直接參與電力市場
該模式下，新能源發(fā)電直接參與電力市場，且承擔類似于常規(guī)電源的電力系統(tǒng)平衡義務，沒有額外的補貼。該模式直接將新能源和常規(guī)電源一樣看待，作為商品在市場中買賣，承擔類似于常規(guī)電源的電力系統(tǒng)平衡義務，沒有任何額外的補貼和優(yōu)待。在目前新能源發(fā)電成本較高的情況下，完全沒有補貼的新能源發(fā)電直接參與市場方式較少。
以美國為例，美國大部分州在可再生能源配額制的激勵下，采用新能源完全自由參與市場模式。該模式的施行主要有以下情景：一是在美國有可再生能源配額制的框架約束，電力公司有義務購入一定比例的新能源發(fā)電。一般而言，電力公司與風電場開發(fā)商簽訂長期合約，電力公司以合約約定的價格支付風電開發(fā)商，保障風電項目收益。而電力公司再將這部分風電電量在市場上售賣，風電自由參與市場競爭。二是沒有長期合約可簽的風電場則直接參與電力市場，收益存在一定的不確定性。三是美國風資源條件好，部分地區(qū)風電成本與燃氣及其他常規(guī)電源成本具有可比性，同時考慮未來燃料價格上漲等風險，電力公司有意愿購入新能源發(fā)電，并在電力市場中售賣。在美國德克薩斯州批發(fā)電力市場中，風電場與其它常規(guī)電廠一樣，可通過雙邊合同協(xié)議、日前市場和實時市場參與市場交易，并承擔相應的財務責任。同時，考慮風電自身特點，風電場不參與日前市場和補充輔助服務市場中的輔助服務競賣。德克薩斯州電網(wǎng)運營商 ERCOT 統(tǒng)一負責由風電波動和預測誤差等帶來的系統(tǒng)平衡，通過開啟可快速啟動的燃氣機組，調(diào)用非旋轉備用和旋轉備用輔助服務以及執(zhí)行緊急電力消減計劃來應對新能源帶來的系統(tǒng)緊急事件。
無補貼的新能源直接參與電力市場模式，消除了新能源發(fā)電的“特殊性 ”，回歸其作為能源商品的“普遍性 ”，有利于激勵新能源發(fā)電根據(jù)市場供需情況調(diào)整自身出力，減輕系統(tǒng)運行壓力，同時創(chuàng)造公平公正的市場環(huán)境，適用于新能源發(fā)電已經(jīng)具有較強市場競爭力的發(fā)展階段，代表未來新能源參與電力市場的發(fā)展方向。同樣，由于新能源發(fā)電邊際成本低，將可能拉低批發(fā)市場邊際電價，影響其他發(fā)電主體的盈利，因此需要建立完善的電力市場架構，保證各方利益，保障系統(tǒng)安全。
