英国是最早实施电力市场化改革的国家之一。自 20 世纪 80 年代末起,英国推行的以打破垄断为主要特征的电力行业重组和电力市场建设,为许多国家所效仿,继而掀起了世界电力市场化改革的浪潮。20 多年来,英国仍在不断地探索,随着环境形势的变化及时对市场机制做出调整。
截至 2012 年底,英国总装机容量为 8924.1 万千瓦,其中:燃煤机组 3097.0 万千瓦,占 35 %;燃气联合循环机组 3532.0 万千瓦,占 39 %;核电 994.6 万千瓦,燃机 165.1 万千瓦,常规水电 154.9 万千瓦,抽水蓄能 274.4 万千瓦,风电 382.2 万千瓦,其他可再生能源 323.8 万千瓦
(如图1.1 所示)。总装机容量中,公共发电机组 8174.2 万千瓦,占 91.6 %,自备电厂 749.8 万千瓦,占 8.4 %。
图1.1 2012 年底英国发电装机构成(单位:兆瓦)
2012 年,英国发电量为 3640 亿千瓦时,其中:燃煤发电占 39.4 %,燃气发电占 27.5 %,核电占 19.4 %,水电占 2.3 %,风电和光伏发电共占 5.7 %,其他可再生能源占 4.2 %,燃油和其他占 1.6 %。与 2011 年相比,总发电量降低 1 %,天然气发电比重降低近 12 个百分点,煤电比重上升 9 个百分点,可再生能源发电比重上升 1.9 个百分点,主要原因是 2012 年天然气价格大幅度上升,气电机组减少了发电量。
2012 年英国全社会电力消费 3762 亿千瓦时,其中能源转换消费电力 297 亿千瓦时,约占 5 %,终端用户消费电力 3175 亿千瓦时。2012 年净进口电力 120 亿千瓦时,占电力消费的 3.2 %,所占比重达 2000 年以来最高值。
英国输电网和配电网基本按照电压等级划分,不同地区标准不同。在英格兰和威尔士地区,132 千伏以上为输电网;在苏格兰地区,66 千伏以上为输电网。截至2012 年底,英国国家电网公司共有 400 千伏输电线路 11913 公里,其中 271 公里为电缆;275 千伏输电线路 6077 公里,其中 476 公里为电缆
。
英国配电网线路长度为 83.57 万公里(包括架空线和电缆),电网覆盖面积为32.8031 平方公里,向 2900 万用户供电。
20 世纪 80 年代末,作为撒切尔政府推行的整体经济体制变革的一部分,英国电力工业实施了私有化和市场化改革,成为世界电力行业改革的先驱。其改革模式被许多国家效仿。
1989 年改革前的英国电力工业是政府拥有的垂直垄断的公用事业。在英格兰和威尔士共有 14 个公有电力部门。中央发电局管辖所有的发电厂和输电线路(400 千伏和 275 千伏),12 个地区供电局负责 132 千伏及以下的配电网建设运行,并向管辖地区的用户提供售电服务。电力委员会(行业协会)负责供电和用户之间的协调工作。在苏格兰,两个垂直垄断的电力局——苏格兰水电局和苏格兰南方电力局分别负责苏格兰北部和南部的电力生产、输配、销售一体化服务。北爱尔兰电力局管理和运行北爱尔兰地区的电力供应。
在英格兰和威尔士地区,中央发电局在政府各项能源政策的指导下,根据资源自由分配原则制定电力发展规划;根据运行成本最小化原则调度发电厂,按照发输电系统长期边际供电成本(LRMC)制定趸售电价,向 12 个地区供电局售电。12个地区供电局按照政府批准的价格向终端用户售电。
英国的电力市场化改革不是一个孤立事件,是撒切尔政府推行新自由主义经济体制改革的一个重要组成部分。20 世纪上半叶,以凯恩斯主义为代表的国家干预主义占据了西方国家理论和政策的主流地位。英国在这一时期建立了大批国有企业,其中 80 %集中在投资大、回收慢、现代经济发展不可缺少的基础部门,如电力部门。然而,20 世纪 70 年代出现的经济滞胀,使得长期占据支配地位的国家干预主义开始失去其主流作用,新自由主义经济理论和政策主张的地位和作用开始上升。作为新自由主义经济的信奉者,自 1979 年起,撒切尔政府推动了英国历史上规模最大、范围最广泛的经济体制改革,实施经济私有化和市场化。1989 年,在相继对英国石油公司、宇航公司、电信公司、钢铁公司等国有企业实施了有计划、分期分批的私有化改造后,开始出现带有自然垄断性质的企业,如自来水公司和电力公司,英国电力工业改革应势而生。
从电力行业自身来看,英国政府期望通过改革改变国有电力企业效率低、投资过度、价格高的局面。20 世纪 80 年代后期,英国经济和电力增长都开始进入缓慢增长时期。统计数据显示,1986~ 1990 年期间,英国年均GDP增长率为 3.3 %,发电量年均增长率为 1.5 %。由于国有电力企业的过度投资,发电装机容量大量富余,1990 年发电装机的备用率达到 35 %左右(按照当时电力规划要求,达到 24 %为合理备用水平)。同时,英国煤炭工业机构臃肿、效率低下、煤炭工会势力大、长期高价垄断本国市场等问题,一直困扰着英国政府。政府决心通过电力体制改革来促进煤炭工业的改革。
1988 年英国出台了政府白皮书《电力工业私有化》。白皮书指出:“竞争是用户利益的最好保证;建立监管机制来促进竞争,在保持自然垄断的领域中监管价格,保护用户的利益;必须保证电力安全供应。”总体来看,英国对电力工业实施改革的目的是,通过促进市场竞争降低成本和价格、提高效率和服务质量。
英国政府强调建立电力改革的“自愈”机制。改革 20 多年来,英国政府不断地评估市场运行状况、分析能源形势带来的挑战和要求,及时调整市场机制。截至 2013年 10 月,英国电力市场建设主要经历了以下四个阶段:
1989 年,英国议会通过了《电力法(1989)》,开始了英国的电力市场化改革。电力改革方案是开放发电市场,引入竞争机制,引进外资和重组,改革的主要特点是行业重组、私有化以及竞争市场建设同步进行,同时成立了电力监管办公室对电力工业依法进行监管。
1.行业结构重组和私有化改造
根据《电力法(1989)》,在英格兰和威尔士,原中央发电局拆分为 3 个发电公司和一个输电公司,三个发电公司分别是国家电力公司(NP)、电能公司(PowerGen)和核电公司。 NP和PowerGen于 1992 年实行私有化,核电公司于 1996 年实行私有化。国家电网公司(NGC)负责输电业务,先由 12 个地区电力公司共同拥有,1995年 12 月成为上市公司。原有的 12 个地方电力局改组为 12 个地区配电公司(REC),于 1990 年 12 月实行私有化,但是政府对每个配电公司都持有一股“金股”(Golden Share),即对重大事项享有一票否决权,以保护这些公司不会马上被其他公司兼并,直至 1995 年。
苏格兰南方电力局和苏格兰水电局在民营化后售出全部股份,成立了苏格兰电力公司和苏格兰水电公司,统一经营发、输、配、售电业务,各部门独立核算。北爱尔兰电气服务部在1992年私有化改革中将所属的4个发电厂出售给一家美国和比利时的合资企业及不列颠煤气公司,同时成立了北爱尔兰电网公司,经营输电、配电和零售业务。北爱尔兰电网公司在 1993 年变成股份制公司。
2.电力库(POOL)模式建立
在进行电力重组的同时,英国电力工业开始实行市场机制,建立了竞争性的电力库(POOL)。英国的POOL模式实质上是一种复杂交易机制的简称,是提前一天确定的电力现货交易市场。电力输出超过 5 万千瓦的电厂必须持有发电许可证,并在电力库进行公开交易,通过竞争形成价格。供电公司、批发商、零售商也必须通过电力库来购买电力。电力库运营和系统调度紧密融合在一起,由国家电网公司负责管理。
POOL的基本交易原则是按照提前一天组织的现货交易,实行发电厂竞价上网。由发电商报价,调度交易机构根据发电厂的报价排列优先序列,并与预测的负荷需求进行匹配,能够满足各竞价时段需求的价格最高的机组报价,作为各时段系统的边际价格(SMP),也是用于制定POOL付给所有发电厂的买进价格(PPP)的基础。调度交易机构在此价格基础上,加上调度运行服务费等,形成POOL的卖出价(PSP)。POOL有几个特点:
(1)强制成员制。向电网输出电力超过 5 万千瓦的电厂、供电公司、批发商、零售商必须通过电力库来买卖电力。发电侧竞价,负荷不参与竞价。
(2)市场竞争采用全电量竞价模式。电力库组织提前一天的电力现货交易市场,要求所有市场成员只能通过电力库买卖电力。
(3)市场成员通过签订差价合约(CFD)来避免价格波动的影响。改革的最初几年,在政府保护国产煤炭、强制发电商购买国产煤政策的影响下,大部分煤电机组与供电商签订了CFD ,1991 年POOL电量中的 95 %是根据合同价格结算的,随着上述煤炭政策的逐步取消, CFD成为规避风险的工具,每年大约 75 %~ 85 %的电量签有CFD 。
1990 年启动改革的同时,开放了用户选择权。用电容量 1000 千瓦以上的用户可以自由选择供电商买电,投资者可以进入市场成立售电公司,向具有选择权的用户卖电,从而形成了供电公司之间的竞争。
1997 年英国工业大臣要求当时的电力监管委员会(OFFER)对POOL交易制度开展评估总结,根据评估结果,英国决定改革交易制度。主要原因有:
(1)电力库是强制性成员交易制度,既抑制了市场参与者在电力库外开展创新性的交易活动,也削弱了电力库提供各种服务和创新的积极性。
(2)电力库在定价过程中缺少需求侧的参与。
(3)价格缺乏有效竞争,由于许多发电企业通过CFD防范风险,实际上不影响边际价格竞争,价格制定权基本控制在最大的 3 家发电集团手中。
(4)价格机制复杂、透明度低,价格容易受到人为操纵。
(5)天然气交易市场和电力库市场之间产生不协调,发电商在天然气市场套利,影响了电力市场的可用容量和价格。
鉴于以上问题,英国在新的《公用事业法(2000)》指导下实施了第二轮改革,提出了“新电力交易制度”。法案在 2000 年 7 月 28 日得到议会批准,2001 年 3 月开始实施。新一轮改革的主要内容是:建立了新的电力交易机制NETA ;引入了新的经营执照标准,重新规定了所有市场参与者的责任、权利和义务;合并成立天然气和电力市场监管办公室(OFGEM)。
新的电力交易机制主要在英格兰和威尔士实施。以双边合同为主的NETA模式完全取代了集中交易的POOL模式。双边交易可通过面对面的方式或在任意一个电力交易中心PX中进行,交易的数量、方式、时间、地点非常灵活方便。同时为了保障交易和系统调度的需求和衔接,建立了平衡市场和不平衡结算机制。在设计方面, NETA有以下几个方面的特点:
(1)建立了有负荷侧参与的双边市场,有利于抑制价格过高、控制市场操纵力。
(2)市场参与者有多样化的交易方式和交易品种选择,并以长期双边合同交易为基础,有利于抵御风险、降低成本。
(3)电力交易所的报价简单,提高了市场透明度,降低了交易费用。
(4) NETA的核心是自由协商的双边合同,而不是市场调度机构统一管理的集中竞价市场,这在某种程度上增大发电商的竞争压力,增强了负荷侧用户对市场的影响力。
(5)市场监管简单,可以针对市场变化做出快速响应。
(6)集中安排平衡和结算服务,有效降低维护系统平衡的成本,形成公平分摊机制。
1990 年以来的改革,主要是在英格兰和威尔士地区,苏格兰和北爱尔兰地区没有建立有竞争性的电力市场。2005 年 4 月开始,英国政府决定将NETA模式推广到苏格兰地区乃至全国,称BETTA计划。 BETTA的主要特点包括以下两点:
(1)在全国范围内建立统一的竞争性电力市场,统一的电力贸易、平衡和结算系统。
(2)实现全国电力系统的统一运营,由国家电网公司(NGET)负责全国电力系统的平衡,保障供电质量和系统安全。
为使苏格兰地区成为英国电力市场中的一部分,苏格兰两个电力公司将系统调度权交由英国电网公司,仅保持输电资产的所有权和经营权。
2009 年以来,为了应对全球气候变化和能源供应安全的挑战,英国能源部制定了低碳减排路径,提出需要建立与低碳发展相适应的电力市场机制。2011 年 7 月,英国能源部正式发布了《电力市场化改革白皮书(2011)》,主要内容包括针对低碳电源引入固定电价和差价合同相结合的机制、对新建机组建立碳排放性能标准、构建容量机制等,准备启动新一轮的电力市场改革。2013 年 10 月 10 日,英国能源气候部(DECC)发布了《电力体制改革实施草案》,计划于 2014 年初正式实施。新一轮电力市场化改革的主要措施包括以下四点:
1.对低碳电源建立差价合约机制(CFDs)
政府确定各类低碳电源的合同价格(strike price)并设立相应机构,与发电商签订差价合同,确保低碳能源在参与市场竞争过程中仍能以合同价格获得收入;同时与售电商签订售电合同,按售电量收取低碳费(SO)以分摊对发电商补贴而产生的成本支出。
2.建立发电容量市场
目的是促进英国供电安全,缩小预期可用容量与需求的差距。在政府授权下,英国国家电网公司将对未来电力需求做出评估并组织容量招标,新建和已有电源、需求侧资源、储能设施均可参加,由英国国家电网公司代表售电商购买容量,并在所有售电公司中分摊,以保障电力长期供应安全。2014 年将为 2018 年至 2019 年冬季的可用容量举办第一次招标。
3.设立排放绩效标准(Emissions Performance Standard , EPS)
主要是为防止新建高污染燃煤电厂。将新建化石燃料电厂的二氧化碳排放标准设定为 450 克/千瓦时,高于这一标准的电厂被限制建设。
4.引入最低碳价机制(Carbon Price Floor)
按照税收机制来运行,目的是解决欧盟碳交易机制低估碳价格的问题。为使碳价格处在合理水平以促进低碳发展,政府设定最低碳价,由政府补贴,并将费用纳入政府年度预算,财政部进行管理。计划 2014 年为碳交易设定每吨 15.7 英镑的底价,而到 2020 年这个数字将增至 30 英镑,2030 年进一步增至 70 英镑。
英国自 1989 年实施电力改革以来,电价变化呈现两个阶段性特征。1989~ 2004年间呈逐步下降趋势,2005 年至今总体呈上升趋势、逐年波动,详见图1.2 和图1.3 。由于英国电源以火电为主,电价变化与天然气价格和煤炭价格密切相关。英国电力改革后的 10 多年中,燃煤发电机组逐渐被天然气发电机组所替代,得益于北海低价的天然气,电价呈现逐步下降的趋势,但比天然气和煤炭价格下降的幅度小。数据显示,1990 年改革后英国新增机组大部分为天然气联合循环机组,从无到有,到 2001 年发电量比重达到 36 %,2010 年达到 47.3 %。2004 年起,随着一次能源价格的上升,尤其是天然气价格的骤升,电价也开始逐年上升,且上升幅度高于燃料价格上升幅度。从电价变化看改革的成效,主要体现在两个方面:一是合理反映成本,给出正确引导电力消费的价格信号;二是通过市场机制选择发电技术,促进技术进步和成本降低。
图1.2 1985 ~ 2010 年英国工业用户能源价格指数
资料来源:英国能源与气候部(DECC>)
图1.3 1991 ~ 2011 年英国居民用户能源价格
英国电力改革中注重对配电业务实行有效监管,配电企业为用户服务的可靠性逐年下降。其中,用户年平均停电时间从 1990/1991 年度的 111 分钟下降到 2010/2011年度的 70 分钟。2001~ 2010 年的供电可靠性如图1.4 所示。
图1.4 2001~ 2010 年英国供电可靠性变化情况
资料来源: OFG>EM> 《配电年度报告 2010 ~ 2011 》
1.发电效率逐步提高
英国电力改革促进了电源结构的变化,高效率的CCGT天然气联合循环机组取代了旧的燃煤机组,使得化石燃料的总体发电效率不断提升,从 1990 年的 33.8 %,提高到 2011 年的 39.52 %,厂用电率也从 1990 年的 6.13 %下降到 2011 年 4.47 %(如图1.5 所示)。
图1.5 1990 ~ 2012 年英国发电效率、厂用电率及线损率变化情况
2.输电损耗略有下降
输电损耗与输电线路自身效率和输电利用水平相关。总体来看,英国在电力市场改革之前,输电能力较为富裕,改革后新建输电线路较少,自由市场交易对提高输电利用率没有明显影响,输电损耗一直保持在 8 %~ 9 %。2005 年以来,随着电网更新改造的推进,英国输电线损略有降低,2010 年为 7.36 %,2011 年为 7.92 %。
3.劳动生产率大幅提高
英国电力市场改革后的 10 年内,从事电力业务的职工人数呈持续下降趋势。造成这种情况的原因,一方面是业务环境不断变化,电力企业面临着市场竞争的压力,同时也面临着必须降低成本和提高运营效率的管制压力,无论是发电,还是输电、配电和售电的职工都有大幅度的下降,特别是在发电侧,由于高效的CCGT机组替代老旧的燃煤机组,直接推动了职工人数的减少;另一方面,电力公司开展了多元化业务发展,例如从事天然气供应、自来水甚至电信等其他业务的人员日益增加,电力公司内部的一部分职工转职于其他业务。1989~ 1990 年英国电力行业员工为 15.05万人,1998~ 1999 年电力从业职工人数为 7.54 万人,下降了约 50 %。
1998 年,英国放开了全部用户的选择权,随着竞争和监管机制的不断完善,售电公司之间形成了有效竞争。由于OFGEM不断出台政策促进售电公司简化价格形式、信息公开透明、缩短转换时间等,英国电力用户选择售电商的换手率保持较高水平,在近五年内更换比例达到 50 %以上,高于电信、保险等(如图1.6 所示)。
图1.6 近五年内英国用户更换供应商情况(电力与其他商品比较)
资料来源:《2 012 年英国零售市场调查报告》
自 1989 年英国电力改革以来,市场是否能够确保电力长期供应安全,一直是英国政府和监管机构关注的问题。
根据英国DECC公布的统计数据,按照英国可用净容量与同期最高负荷的比来计算(见图1.7),1989 年英国发电容量备用率为 25 %,随后逐步下降,2005 年降到 16.5 %。随着近年来可再生能源迅速发展,以及金融危机后电量需求降低,2012年发电容量备用率达到 29 %左右,其中风电等可再生能源占了 7 %左右。
图1.7 英国各年可用净发电容量与同期最高负荷的对比图
资料来源:英国DECC “ electricity-since-1920-historical_data ”
2010 年起英国DECC开始对现行电力市场机制进行评估,其中重要的一项是评估现有机制对发电投资的吸引力,预测未来发电容量备用率,评估供电安全。评估报告指出,在现有市场机制下,英国为实现低碳发展目标,供电安全会受到挑战,未来发电容量备用率将逐年下降,到 2024 年左右可能出现容量短缺,详见图1.8 。为了保障低碳发展情况下的电力长期供应安全,2013 年 12 月 13 日英国电力改革计划已经获得议会和王室的批准。
图1.8 英国 2010 ~ 2030 年发电容量备用率预测(三种情景)
资料来源:英国DECC Electricity market reform capacity mechanism