可再生能源——尤其是風(fēng)電和光伏——在歐洲發(fā)展迅速，2020年發(fā)電量占比已經(jīng)近40%，這與歐洲對可再生能源的激勵政策密不可分，其中2009年發(fā)布的可再生能源指令和歐盟的能源氣候目標起到了很大的作用。
總體來(lái)看，歐洲各國可再生能源的激勵政策，經(jīng)歷了從大規模的政府補貼到市場(chǎng)競價(jià)的發(fā)展過(guò)程，推動(dòng)可再生能源逐步深度參與電力市場(chǎng)，通過(guò)市場(chǎng)機制實(shí)現高效消納。
可再生能源的快速發(fā)展，通過(guò)集合競價(jià)商參與電力市場(chǎng)，也對電力市場(chǎng)帶來(lái)了變化，導致日內市場(chǎng)愈發(fā)活躍，交易品種也更加精細。另一方面，邊際成本幾乎為零的新能源拉低了電力現貨市場(chǎng)價(jià)格，但補貼在消費端體現，零售電價(jià)被推高。
隨著(zhù)新能源成本降低、補貼退坡，以及越來(lái)越多公司提出碳中和目標或強制公布綠電份額，長(cháng)期購電協(xié)議（PPA）日益壯大，成為當前新能源進(jìn)一步發(fā)展的常見(jiàn)市場(chǎng)機制，推動(dòng)了無(wú)補貼新能源的發(fā)展。
歐洲可再生能源參與電力市場(chǎng)的發(fā)展歷程表明，隨著(zhù)成本下降，退補和提高市場(chǎng)化程度是可再生能源發(fā)展的必然趨勢。同時(shí)，健全完善的電力市場(chǎng)機制是實(shí)現高比例可再生能源消納的有效保障，電力現貨市場(chǎng)是能夠反映可再生能源發(fā)電極低邊際成本優(yōu)勢的有效機制。
但是歐洲從溢價(jià)補貼到拍賣(mài)補貼和PPA的興起，也說(shuō)明了這個(gè)過(guò)程是逐漸發(fā)展的，扶上馬再送一程，仍然需要有力的政策支持。在企業(yè)紛紛出臺碳中和目標和提高綠色電力比例的大背景下，長(cháng)期購電協(xié)議PPA在歐洲越來(lái)越流行，對推動(dòng)無(wú)補貼新能源項目的發(fā)展起到了積極作用，值得參考。
一、補貼在歐洲各國陸續退出
歐洲新能源的發(fā)展同樣離不開(kāi)補貼。各國實(shí)施的補貼機制包括配額制，綠證，固定上網(wǎng)電價(jià)，差價(jià)合約，溢價(jià)機制，招標電價(jià)等，在可再生能源發(fā)展的不同階段，分別采取不同的補貼政策，大方向是逐步向市場(chǎng)化演變。
以英國為例，2015年起英國陸續停止了新建風(fēng)電光伏項目的配額制，也稱(chēng)可再生能源義務(wù)機制。并在2017年完全進(jìn)入以招標確定價(jià)格、依據市場(chǎng)價(jià)格靈活調整電價(jià)補貼總需求的差價(jià)合約(Contract for Difference, CfD) 政策，即可再生能源發(fā)電企業(yè)通過(guò)競價(jià)參與電力市場(chǎng)，并與政府成立的差價(jià)合約交易公司簽訂購電協(xié)議，確定執行電價(jià)(Strike price)。
當市場(chǎng)參考電價(jià)低于執行電價(jià)時(shí)，由政府向發(fā)電商補貼電力售價(jià)與執行價(jià)之間的差價(jià)；當參考電價(jià)高于執行電價(jià)時(shí)，發(fā)電商需要向政府退還差價(jià)。市場(chǎng)參考電價(jià)不一定和電力交易的實(shí)際價(jià)格完全一致，但是大致反映了市場(chǎng)價(jià)格走勢。在此機制下，可再生能源發(fā)電商會(huì )盡量以接近參考電價(jià)的水平競價(jià)，從而獲得差價(jià)合約的收益。
圖1：英國可再生能源差價(jià)合約示意圖
資料來(lái)源：英國B(niǎo)EIS
雖然電力市場(chǎng)價(jià)格每日波動(dòng)，差價(jià)合約機制確?？稍偕茉窗l(fā)電企業(yè)的實(shí)際收益為固定的合同電價(jià)。同時(shí)因為招標機制引入了競爭，所以合同價(jià)能比固定補貼的配額制更好地體現真實(shí)發(fā)電成本，有助于降低可再生能源補貼和消費者的總支付費用。
英國之前把陸上風(fēng)電和光伏歸類(lèi)為成熟技術(shù)，排除在CfD競標之外，只包括海上風(fēng)電這樣的新興技術(shù)。但是為了助力“凈零排放”目標的實(shí)現，英國宣布2021年CfD招標重新向陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電開(kāi)放，預期將拍賣(mài)12 GW新項目。
和英國類(lèi)似，德國通過(guò)陸續修改可再生能源法，改變補貼政策。先實(shí)行固定上網(wǎng)電價(jià)，然后在2012年對光伏發(fā)電開(kāi)始實(shí)施市場(chǎng)溢價(jià)機制，陸續擴大范圍。這一機制下，可再生能源企業(yè)的收入包括市場(chǎng)溢價(jià)補貼和電力市場(chǎng)售電的收入。
2017年德國正式結束基于固定上網(wǎng)電價(jià)的政府定價(jià)機制，全面引入招標補貼制度，中標項目將享有20年競標電價(jià)補貼費率。主要原因是可再生能源的規模增大，使得補貼資金連年上漲，增加消費者電價(jià)支出，以及風(fēng)電光伏等技術(shù)日益成熟，項目成本日益降低，自身競爭力不斷提高。
德國的招標補貼機制自實(shí)施以來(lái)，廣受歡迎，投標十分激烈，平均中標價(jià)格也逐年下降。體現出拍賣(mài)將可再生能源進(jìn)一步推向市場(chǎng)，電價(jià)補貼能更準確地反映市場(chǎng)需求及真實(shí)的發(fā)電成本。2020年的可再生能源拍賣(mài)也都成功舉辦，并未受到疫情的影響。尤其是光伏項目大受歡迎，部分也是因為疫情和供應鏈的中斷提高了用戶(hù)對能源安全的重視。在12月份舉辦的最新一輪拍賣(mài)中，最終有400 MW陸上風(fēng)電項目中標，電價(jià)在0.0559至0.0607歐元/kWh。中標的264 MW光伏項目的電價(jià)在0.0488至0.0526歐元/kWh，比2015年下降了近一半。
德國最近出臺了2021版可再生能源法，計劃2021年起每年拍賣(mài)至少8GW的可再生能源項目，實(shí)現在2030年光伏裝機總量翻倍到100GW，陸上風(fēng)電為71GW，海上風(fēng)電為20GW，生物質(zhì)能發(fā)電裝機增加到8.4GW，屆時(shí)可再生能源占發(fā)電比達到65%。而其他國家也不甘落后，紛紛承諾了拍賣(mài)，據初步統計歐洲十國在2021年將拍賣(mài)至少40GW風(fēng)電光伏項目。荷蘭，葡萄牙，丹麥和愛(ài)爾蘭也將會(huì )舉行拍賣(mài)，還沒(méi)有公布具體容量。這顯示了在歐盟綠色新政以及有力的氣候政策框架的推動(dòng)下，成員國政府對可再生能源的大力支持。
二、靈活多樣、實(shí)時(shí)高效的電力市場(chǎng)
可再生能源在歐洲參與電力市場(chǎng)的方式也隨著(zhù)補貼機制逐漸演變。
在發(fā)展初期，可再生能源成本較高，直接參與電力市場(chǎng)沒(méi)有價(jià)格競爭優(yōu)勢，歐洲許多國家主要采用固定電價(jià)機制，由配電網(wǎng)運營(yíng)商以固定價(jià)收購可再生能源，由輸電網(wǎng)運營(yíng)商統一納入現貨市場(chǎng)。隨著(zhù)補貼機制不斷演變，歐洲各國的可再生能源參與電力市場(chǎng)的程度越來(lái)越高。因為邊際成本很低幾乎接近零，所以可再生能源在日前市場(chǎng)通常是最優(yōu)先競價(jià)上網(wǎng)的電源。差價(jià)合約和溢價(jià)等補貼機制都鼓勵可再生能源發(fā)電商直接參與電力市場(chǎng)，利用其低邊際成本的價(jià)格競爭優(yōu)勢，提高新能源消納能力。
歐洲電力市場(chǎng)相對成熟，中長(cháng)期市場(chǎng)，現貨市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)協(xié)調配合，共同應對風(fēng)電光伏波動(dòng)性出力特性對電力系統的沖擊。同時(shí)歐洲高效互聯(lián)電網(wǎng)鏈接統一電力市場(chǎng)，跨國輸電發(fā)達，實(shí)現了更大范圍之內配置可再生能源。
電力市場(chǎng)也不斷發(fā)展，來(lái)更好的適應波動(dòng)性較大的可再生能源發(fā)電量的逐漸增加。除日前市場(chǎng)外，日內交易市場(chǎng)近年來(lái)逐漸活躍，交易產(chǎn)品種類(lèi)也從拍賣(mài)和小時(shí)合約擴展到更細分的15分鐘和30分鐘交易，使得市場(chǎng)參與者能夠在實(shí)時(shí)電力平衡前最大限度的調整風(fēng)電和光伏出力的預測誤差。
以歐洲最大的電力現貨交易所之一EPEX SPOT為例，其日內市場(chǎng)交易量近年來(lái)遙遙上升，也反映了可再生能源參與電力市場(chǎng)的程度越來(lái)越高。2020年日前市場(chǎng)交易量為510.4TWh，覆蓋德國、法國、英國、荷蘭、比利時(shí)、奧地利、瑞士和盧森堡八個(gè)國家，其中德國份額最高。日內交易量達到了111.2 TWh，同比2019年上升21%。而在日內市場(chǎng)的各種產(chǎn)品中，15和30 分鐘短期交易產(chǎn)品的交易量也逐漸上漲，也主要以德國為主。
圖2：EPEX SPOT日內市場(chǎng)年交易量以及15分鐘和30分鐘短期產(chǎn)品年交易量(TWh)
資料來(lái)源: EPEX SPOT
EPEX SPOT交易所目前約有300名會(huì )員參與交易，大致可以分為發(fā)電企業(yè)，金融機構，用戶(hù)，電網(wǎng)運營(yíng)商，和集合競價(jià)商Aggregator等。交易所一般都設定一定的準入條件，而集合競價(jià)商的引入，便利了小型可再生能源發(fā)電商參與電力交易，作為他們的代理，協(xié)助如小型風(fēng)電場(chǎng)在市場(chǎng)售電和管理平衡成本風(fēng)險。
集合競價(jià)商可以和多個(gè)發(fā)電商簽訂集合的代理合同，確定售電收入曲線(xiàn)，以及每兆瓦時(shí)電量的代理費用。然后在電力交易所參與日前日內市場(chǎng)等，獲取收入。一般來(lái)說(shuō)，集合競價(jià)商會(huì )盡量代理不同類(lèi)型的多個(gè)發(fā)電商，比如新舊風(fēng)電場(chǎng)都有一定的數量，來(lái)提高效率降低風(fēng)險。
圖3：歐洲電力市場(chǎng)示意圖（以EPEX SPOT為例）
資料來(lái)源: EPEX SPOT
從德國電力交易量數據也可以看出集合競價(jià)商代表的可再生能源發(fā)電商參與現貨市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)走勢。2012年德國引入“直接市場(chǎng)交易”模式之后，集合競價(jià)商在日前市場(chǎng)的交易量激增，每月可以達到風(fēng)力發(fā)電的70%以上，說(shuō)明大多數風(fēng)電場(chǎng)參與了交易。每月的風(fēng)力發(fā)電量從2010年的3 TWh，隨著(zhù)風(fēng)電裝機的增加持續上升，在2019年達到了16 TWh。日前市場(chǎng)出售風(fēng)電(黃線(xiàn))的投標量和風(fēng)電出力趨勢(綠線(xiàn))也大致一致。同時(shí)，可再生能源發(fā)電商再利用日內市場(chǎng)(紫線(xiàn))繼續調整預測誤差(綠線(xiàn)和黃線(xiàn)之間的差值)，減少潛在的不平衡費用。
圖4：2010年以來(lái)德國電力現貨市場(chǎng)集合競價(jià)商月度交易量以及風(fēng)電出力
資料來(lái)源：EPEX SPO，單位：TWh
三、批發(fā)電價(jià)走低，零售電價(jià)升高
可再生能源在電源結構中所占比例越來(lái)越高，其邊際成本又接近于零，對于以成本決定出清機組和價(jià)格的電力市場(chǎng)也有影響，主要表現在會(huì )陸續拉低現貨電價(jià)。第一，白天光伏出力表現最為充分，更容易替代原本作為調峰機組的成本較高的氣電和抽水蓄能機組，壓低峰值負荷電價(jià)。2019年日前市場(chǎng)峰值負荷年均價(jià)為40.5歐元，比2011年降低了16歐元。第二，可再生能源作為優(yōu)先機組先被調度，在風(fēng)電光伏出力較大再遇上負荷較低的時(shí)段，容易引發(fā)負電價(jià)，這就拉低了年度平均價(jià)格。
2013年德國全年只有64個(gè)小時(shí)為負電價(jià)，陸續增加到近兩年的150小時(shí)以上，在2020年則突破了200小時(shí)。德國最新通過(guò)的可再生能源法，提出如果連續15分鐘為負電價(jià)，那么可再生能源發(fā)電方就不再享受補貼。這一新規則只適用于2021年后新建的項目，已運營(yíng)的項目仍然按照之前的’連續六小時(shí)負電價(jià)取消補貼額’規定，但是這一規則有可能會(huì )略減負電價(jià)的小時(shí)數。
雖然高比例可再生能源會(huì )降低現貨電價(jià)，但是日益增加的可再生能源補貼會(huì )逐漸反映在消費端，這從歐洲各國的零售電價(jià)可以反映出來(lái)。居民電價(jià)較高的德國和丹麥，以及西班牙和英國，都是風(fēng)電光伏比例較高的國家，部分也因為本來(lái)稅費占比就高。
同時(shí)，可再生能源的波動(dòng)性也會(huì )對電網(wǎng)安全約束造成影響，需要更多的靈活性機組。英國最新研究報告指出，盡管近年來(lái)電力現貨市場(chǎng)平均電價(jià)走低以及負電價(jià)頻發(fā)，英國電力系統的平衡成本隨著(zhù)波動(dòng)性可再生能源比例的提高已經(jīng)比之前增加了20%，平均約為5英鎊每MWh，高于前些年的1英鎊的水平。2021年1月初，因為寒潮影響疊加風(fēng)電出力低，英國電力供給緊張，電網(wǎng)一周內兩次發(fā)布缺電警告，1月8日的平衡市場(chǎng)晚高峰價(jià)格飚升為4000英鎊每MWh，這些增加的成本都或多或少會(huì )轉移至消費者帳單。
圖5：歐洲主要國家與中國居民電價(jià)比較
數據來(lái)源：Eurostat 2020、中國國家電網(wǎng)公司
四、長(cháng)期購電協(xié)議越來(lái)越受歡迎
隨著(zhù)越來(lái)越多的項目達到電網(wǎng)平價(jià)，政府補貼也逐漸降低，推動(dòng)可再生能源項目市場(chǎng)化，無(wú)補貼可再生能源購電協(xié)議(Power purchase agreement, PPA)在歐洲越來(lái)越受歡迎。也因為越來(lái)越多的公司提出了碳中和承諾，加入RE100全球可再生能源倡議,或者在法律上被強制要求公布其可再生能源在能耗或電耗中的占比，進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)可再生能源 PPA 采購。
2013 年，歐洲只有 3個(gè)國家開(kāi)發(fā)了PPA項目，2020年增至 13 個(gè)。歐洲企業(yè)PPA采購累計裝機容量從100 MW上升到2020年底的11 GW， 145個(gè)項目中的70%為風(fēng)電項目。西班牙和德國的采購量遙遙領(lǐng)先。這大力推動(dòng)了無(wú)補貼的商業(yè)可再生能源項目的發(fā)展。
PPA項目大受歡迎，連煤電大國波蘭都緊追直上。今年1月28日德國光伏巨頭BayWa 宣布簽訂了波蘭第一個(gè)無(wú)補貼的PPA光伏項目。位于德波邊境的65MW的Witnica光伏電站將提供綠電給海德堡水泥集團下屬波蘭的Góra?d?e水泥廠(chǎng)，計劃在7月接入電網(wǎng)，合同期為10年。BayWa表示，其目標是在未來(lái)五年內在波蘭發(fā)展超過(guò)1GW的光伏和風(fēng)電項目。
PPA即長(cháng)期購電協(xié)議，企業(yè)與獨立的電力生產(chǎn)商、公用事業(yè)公司或金融公司簽署協(xié)議，在約定期限內以固定價(jià)格承諾購買(mǎi)一定數量的可再生能源電力。大的工業(yè)用戶(hù)也會(huì )簽一些直接購電協(xié)議，以鎖定長(cháng)期電價(jià)，規避風(fēng)險，同時(shí)保證了綠色電力消費。實(shí)際中，PPA的種類(lèi)有很多，可以分為實(shí)體PPA（Sleeved or physical PPA） 和虛擬PPA（Synthetic or virtual PPA）。合同條款包括如合同期、電量、電價(jià)、綠證價(jià)格、交割期、交割點(diǎn)等，成為買(mǎi)賣(mài)雙方電力購售和銀行融資的基礎。
實(shí)體PPA就是售電方和購電方直接簽訂，然后售電方再和電網(wǎng)公司溝通將電力輸送給給購電方，一般兩者會(huì )在同一個(gè)市場(chǎng)區域，協(xié)議通常為15到20年，該方法的劣勢在于協(xié)議條目繁多冗雜。而虛擬PPA則是一種由企業(yè)和售電方簽署的金融差價(jià)合約，企業(yè)通過(guò)合約給定價(jià)格購電，售電方需要一份與電網(wǎng)公司簽署的一份獨立的授權管理合同，通過(guò)此合同來(lái)獲得即期付款。
虛擬合同能夠使得跨國企業(yè)可以簽訂風(fēng)電光伏PPA項目，比如德國企業(yè)采購北歐國家或者西班牙的綠電，推動(dòng)了PPA的快速發(fā)展，不用拘泥于本地發(fā)售用電。這既借助于歐洲統一電力市場(chǎng)和豐富的電力金融產(chǎn)品，綠電來(lái)源證書(shū)（Guarantee of Origin，GO）也起到了很大的作用。
虛擬PPA合同機制下，售電和用電方不需要位于同一電網(wǎng)甚至同一電力市場(chǎng)競價(jià)區域，靈活性很高。上文提到的波蘭光伏電站PPA就是虛擬合同。固定價(jià)格的虛擬PPA近似于差價(jià)合約。購電方支付固定價(jià)格給售電方的風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站，收入則為電力現貨市場(chǎng)價(jià)格以及綠證。
售電和用電方還可以同時(shí)參與電力市場(chǎng)，前者售電，后者從供電公司購電。相比之下，實(shí)體PPA雖然也可以參用電力企業(yè)向購電方收取sleeve中介費用的方式，來(lái)把售電側的波動(dòng)電價(jià)轉為平滑的固定價(jià)格曲線(xiàn)，同時(shí)售電方提供綠證，但是靈活性還是不如虛擬PPA。
圖6：兩種常見(jiàn)的綠電PPA合同類(lèi)型比較
資料來(lái)源：KYOS
作者：
秦 炎 路孚特Refinitiv電力與碳首席分析師、中央財經(jīng)大學(xué)綠色金融國際研究院特邀專(zhuān)家
文責：
徐洪峰 中央財經(jīng)大學(xué)綠色金融國際研究院副院長(cháng)
