新能源行业必会基础知识---电力现货问答---第8问---容量成本回收机制有哪些？为何建立容量市场？和现货市场之间有什么关系？国外有什么可借鉴？

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容量成本回收机制有哪些？为什么要建立容量市场？容量市场和现货市场之间是什么关系？国外有什么可以借鉴的经验？

1. 容量成本回收机制的组成

在单一电能量市场中，发电机组只有在发电时才能获得收益。对于确保系统可靠性所需的某些发电机组，全年运行时间很短，这些发电机组必须在较短运行时段内回收全部投资成本。由于这些机组收回成本的机会时间有限，因此单一电能量市场需要引入容量成本回收机制。根据国家发展改革委2020年《容量成本回收机制工作指引》“容量成本
回收机制主要分为稀缺定价机制、容量成本补偿机制和容量市场三类。”

稀缺定价机制

1. 指在系统电能和备用稀缺的情况下提高电能价格。

1. 系统电能量和备用稀缺时，电能量和(或)备用的价格将由提前制定的备用需求曲线和实际的稀缺程度决定
2. 电能价格能够快速大幅上涨，通过短时高价格满足电源回收投资的需要，用以鼓励投资新建电厂
3. 但稀缺定价机制也面临着临管难度较大的问题，监管机构难以区分高电价是由合理的市场行为还是发电企业的市场操纵所导致，给市场监管带来一定的难度

2. 指定现货市场价格上限时，允许系统短时出现极高的价格尖峰，主要适用于社会对高价风险承受力强的地区。
3. 稀缺电价仅反映短时的供需，会给系统长期容量充裕度及发电投资带来较大的风险。
4. 目前美国得州和澳大利亚均采用该机制。

容量成本补偿机制

1. 是在政府相关主管部门的指导下，通过对单位容量补偿标准和各发电机组可补偿容量的核算，实现对发电容量成本的合理补偿，主要适用于电力市场发展初期，经济社会和金融市场仍欠发达的地区。
2. 该机制具备较好的理论基础和实践经验，能够有序引导发电容量投资，优化资源配置。
3. 较为典型的是智利电力市场容量补偿机制，此外我国山东也采用了容量补偿机制。

容量市场

1. 容量市场是以市场竞争的方式形成容量价格实现发电容量成本回收，是竞争性电力市场的有机组成，主要适用于电能量市场发展已经相对完善的地区。
2. 但是容量市场的设计在理论与实践上均需进一步完善，且对系统预测、市场管控等要求较高。
3. 如英国法国、美国PJM、NYISO、ISO-NE等电力市场中已建立容量市场。

从2021年的时间节点看。我国正处于电力现货市场建设第一阶段,各地区应结合实际选择适宜的容量成本回收机制。

电力现货试点配套容量成本回收机制以容量成本补偿机制为主。采用容量成本补偿机制的主要原因有三个方面。

1. 从短期来看，大部分电力负荷对价格并不敏感，当价格不敏感的这部分电力负荷超过可用发电容量时，则只能采用管制的手段，比如拉限电或者切负荷。

在这种情况下必须采用行政管理手段来设定市场出清价格，如果市场价格设定的行政管理规定存在缺陷，将会削弱对发电容量投资的激励。

2. 市场设计的某些特点和监管机制可能也会限制电能价格和辅助服务价格，使其无法上升到能够合理反映供应短缺情况的价格水平。

这种情况下，发电容量在电力供应短缺时的回报低于合理水平，将最终导致发电容量投资不足。

3. 考虑到发电业务的风险结构，例如在电力供应短缺时，供需情况的微小变化都会对发电机组的利润产生重大影响，这就需要协调安排发电投资回收期来降低投资者的风险。

一个相对稳定的市场环境有助于降低发电企业的回报风险，最终使得电力用户受益

2. 建设容量市场的原因

容量成本补偿机制能够保障容量电价长期稳定,对终端电价影响可控，实施成本和风险较低，主要缺点是“市场化”程度不足，但这与我国处于电力市场建设初级阶段的国情相适应。

此外，现阶段我国电改措施从出台到落地，还需要一定的行政性措施保障，容量成本补偿机制正是一种行政性较强的机制。

1. 对市场中的装机容量进行一定的补偿，除了以行政方式进行容量成本补偿机制外，也可以采用市场化方式进行。
2. 容量市场以可靠性装机容量为交易标的，是一种为避免装机容量不足而采取的激励措施，也是一种采用市场的方式进行容量补偿的机制
3. 使可靠的发电机组或等同的需求响应负荷能够获得在不确定性较高的能量市场和辅助服务市场以外的稳定经济收入
4. 从而鼓励机组建设，使系统在面对高峰负荷时有足够的发电容量冗余。

1. 例如，高峰负荷通常是很特殊的天气或发生某些重大事件的结果,它的持续时间一般很短
2. 因此高峰负荷时价格必须很高，才能使满足高峰负荷需求的投资能够得到回收并有所回报
3. 一般来讲，由于期望的收益非常不稳定，而且很可能无法收回投资成本，依靠只有能量市场的电价信号，很难吸引对高峰容量的投资
4. 因此有必要建立某种基于管制或市场的向发电企业支付容量费用的机制，以稳定发电企业的收入并鼓励新的投资品种，最终达到保证长期电力供应充裕性的目的

1. 如果能量市场的价格帽很高，那么发电企业可以通过短时间的高电价来获取高额利润，这有利于鼓励发电企业投资发电容量，此种情况下建立容量市场的必要性相对较小
2. 反之，如果价格帽很低，发电企业缺乏发电容量投资的动力，此种情况下建立容量市场十分必要
3. 以2021年时间节点看，在试点省份现货市场中价格帽普遍较低，这使得容量市场的建设迫在眉睫
4. 建立容量市场能够实现电力发展速度和发展质量可控，提高电力供应的可靠性，提高电力项目的发电利用效率，有利于实现电力稳定发展并降低社会综合投资成本和投资风险。

3. 容量市场和现货市场的关系

有关容量市场的作用和定位，在完善电力现货市场配套机制方面,《关于深化电力现货市场建设试点工作的意见》(发改办能源规(2019)828号)明确指出:

“提高电力系统长期供应保障能力。持续做好电力系统长期供应能力评估分析，统筹降成本和稳供应，设计合理市场机制有效引导电力投资。加快研究、适时建立容量补偿机制或容量市场，保证电力系统长期容量的充裕性。”

《电力中长期交易基本规则》(发改能源规(2020)889号)也指出:

“对于未来电力供应存在短缺风险的地区，可探索建立容量市场，保障长期电力供应安全。对于燃煤机组利用小时严重偏低的省份，可建立容量补偿机制。”

电力现货市场的有效推进需要建立容量市场来调节。

1. 现货市场短时的稀缺资源价格信号能有效激励发电侧存量资源，以及用户侧需求响应资源参与市场，调节市场供给，实现优化系统运行的目的
2. 然而，现货市场的稀缺资源价格信号在激励新增电源投资、保障电力长期平稳供给方面的作用是令人存疑的，需要建设容量市场来满足电源投资激励。
3. 复杂电源结构系统的容量激励机制设计，需要充分考虑存量电源成本差异、增量电源结构调整需要等因素
4. 综合多方考虑，兼顾公平与效率，探索设计差异化的容量市场机制，才能满足多政策目标需要。

4. 国外典型容量市场的建设经验

针对容量成本补偿机制和容量市场的建设，国外已有可借鉴的成功经验如下

南美智利容量补偿机制

1. 智利的现货市场与欧美等国的市场不同，所有发电企业不报价，只需上报可用容量及其运行成本(燃煤、燃气机组需提交燃料供应合同)
2. 发电侧现货市场运营中心审核其运行成本
3. 现货市场以总发电成本最小为目标，基于某时点的系统负荷和机组发电边际成本进行安全经济调度，边际出清形成电能量市场价格
4. 当由较高的变动成本设定市场价格时，变动成本较低的发电企业除了能够在现货市场回收其变动成本外，还能够回收一部分固定成本
5. 而市场中变动成本最高的机组只能从现货市场回收其变动成本
6. 因此，为帮助发电企业回收固定成本，智利通过监管机构制定的容量价格为发电企业提供容量补偿，从而对竞争性发电侧现货市场起到补充作用

智利容量补偿机制的操作流程分三个步骤:

1. 由智利国家能源委员会决定容量电价
2. 智利国家电力调度机构决定发电企业能够获得补偿的容量
3. 进行容量补偿费用结算

智利国家电力调度机构只提供容量补偿的消算依据，发电企业自行进行容最补偿结算，并依照可补偿容量获得容量补偿，同时发电企业也按照购售电合同用系统负荷最高时段的用电负荷支付相应的容量费用

英国容量市场

1. 2009年，英国能源和气候变化部(DECC)开始推进以低碳电力发展为重点的新一改革，并于 2013 年颁布了《英国电力市场改革执行方案》，正式进入了市场化的第四个阶段——电力市场改革(electricity market reform，EMR)

引入了差价合约和容量市场两大机制

2. 英国容量市场的范围包括英格兰、威尔士和苏格兰，不包括北爱尔兰
3. 其容市场包含容量定额、拍卖、交易、交付、支付5个阶段，英国政府在容量定额和交付阶段进行市场引导，拍卖和交易实现完全市场竞争

1. 需要说明的是，英国容量市场在实施过程中有过一些波折，2014年12月的拍卖结果显示,在中标资源中,既有发电机组提供的容量占64%,翻修和待翻修的现有机组占30%而新建机组只占 5%。
2. 同时，需求侧响应资源只占 0.35%。储能中标情况也不乐观。
3. 此外,拍卖出清价格偏低也引起人们的非议，2013年最终出清的容量价格为19.4英镑/(kW·y)。对于新建机组来说，这个价格明显偏低。
4. 2018年则更是跌到8.4英镑/(kW·y)，这导致容量市场停摆
5. 上述波折说明，英国需要对市场规则进行修改，以便在既有资源与新建资源、常规技术与新技术之间实现平衡，在消除市场力的基础上尽量满足各市场成员的利益诉求。

美国PJM 容量市场

1. 美国 PJM 的可靠性定价模型(reliability pricing model，RPM)容量机制在业内具有很大的影响，这是由于:

1. 它是提倡利用市场力量激励容量投资的先行案例;
2. 它成功地在非常大的区域实现了确保资源充裕性的根本目标
3. 对其结构的研究可为了解其他容量机制提供借鉴

2. 1999年,PJM 引入了第一个容量市场,即容量信用市场(capacity credit market,CCM).
3. 在此之前，PJM 对市场成员也有容量义务要求，容量义务的履行可以通过建设新机组的方式，也可以通过购买容量的方式
4. 但是负荷服务商LSE 参与市场之后，情况发生了一些变化，因为 LSE 的体量普遍很小，不可能购买新机组，所以就面临不公平的市场力
5. 为此，CCM 允许各LSE通过日前、月度和多月市场上的交易来实现自己的容量义务

1. 不过经过几年的实践，CCM 暴露出了一些缺陷，例如只有不到 PJM 需求量 10%的容量在市场上得以出清，机组的全市场收入(电量、辅助服务、CCM)低于新增容量的边际成本
2. CCM 市场设计没有激励新建机组投资的措施;需求曲线设计不合理，容量价格波动大;没有考虑输电约束、导致局部局域的可靠性问题:未考虑除发电外的资源参与容量市场
3. 为此，2007年PJM 针对CCM 的缺陷进行改进后替代为可靠性定价容量市场(RPM)
4. RPM是一个多重拍卖市场，包括一个基本拍卖市场(BRA)、三个追加拍卖市场和一个双边市场，给予了市场充分的流动性，也为市场成员提供了多次报价的机会。

美国纽约州容量市场

1. 美国纽约州 NYISO 运营着一个装机容量(install capacity，ICAP)市场
2. 该市场的关键特征是它是一个短期市场，虽然装机容量市场的目的是确保长期的资源充裕性，但不提供长期的价格信号，也不锁定未来几年的特定容量价格。

NYISO的ICAP市场有两个为期6个月的容量期，即冬季和夏季容量期。通过三次拍卖来确保容量:

1. 容量期拍卖，为即将到来的容量期购买容量
2. 月度拍卖，为当前容量期中剩余的所有月份购买容量
3. 现货拍卖，仅为当前月份购买容量，其中只有参与现货拍卖是强制性的

1. 与PJM的可靠性定价容量市场(RPM)不同，ICAP市场仅提供短期容量价格，不能为长期投资提供信号
2. 当LSE无法通过长期合同或自我供应满足可靠性要求时，ICAP市场则成为其满足可靠性要求的一种方式
3. 然而，容量市场确实可以使容量产品标准化，这样一来，无论容量如何购买，系统运营商都可以保证可靠性要求得到满足

1. 纽约州控制区以外的发电资源也可以参与ICAP市场，只要这些资源能够证明是完全可以传输和使用的
2. 然而，ICAP市场的市场期限短意味着价格不确定性高，因此价格波动的可能性更大
3. 从投资的角度来看，NYISO的容量市场作为降低长期价格风险的工具属性较弱
4. 当可用容量不足以满足近期可靠性要求时，容量市场可以释放投资需求的价格信号，吸引发电企业投资发电容量，保证系统发电容量的充裕性

1. 容量市场机制有一个目标容量水平，且容量价格在不同的容量需求变化下产生波动，有利于发电企业根据负荷变化情况进行投资决策，也使得平均投资成本不会过高，最终降低终端用户的电价
2. 但是该机制的核心是装机容量需求曲线，表征容量电价与总容量的函数关系
3. 该曲线主要根据过去的运营经验制定，主观随意性较大，如果不能如实地动态反映在不同容量充裕度水平下发电容量的真实价值，对最终市场形成的容量电价水平影响极大。
4. 同时，容量市场的设计在理论与实践上均需进一步完善，需要在系统预测市场管控等方面具备较扎实的基础

1. 总之，是否建立容量市场以及容量市场的规则如何设定，都应该依据区域供需特性具体问题具体分析
2. 例如，2021年美国得克萨斯州停电事件中，有观点认为，得克萨斯州的稀缺电价机制没能激励足够的备用容量投资，因此将眼光投向了容量市场的建立
3. 但事实上，容量市场标准的建立是基于“十年一遇”，而不是“百年一遇”.永远不会遭遇危机的系统是不存在的
4. 得克萨斯州通过稀缺电价，一方面解决了资金缺失问题，刺激了发电机组的可靠性投资
5. 同时，该机制也在真正需要发电机组时提供实时激励，以确保所有机组都能在有需要时运行，这时机组也会做出“防寒”计划
6. 大型发电厂商希望建立容量市场，以便在容量市场上获得更高收入
7. 但到目前为止，得克萨斯州的用户和监管机构都反对，因为容量市场实际上也不能真正地解决得克萨斯州所面临的问题