136号文(《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》)提出,要建立新能源可持续发展价格结算机制。新能源参与电力市场交易后,在市场外建立差价结算的机制,纳入机制的新能源电价水平(简称机制电价)、电量规模、执行期限等由省级价格主管部门会同省级能源主管部门、电力运行主管部门等明确。对纳入机制的电量,市场交易均价低于或高于机制电价的部分,由电网企业按规定开展差价结算,结算费用纳入当地系统运行费用。
如何设计差价合约(CfD),如何制定机制电价,成为落实136号文的重中之重。
2025年2月,咨询公司Thema发布了一份名为“设计瑞典的差价合约”的报告,报告详细介绍了如何设计及分配CfD,介绍了其他国家的CfD并考虑了如何在瑞典实施CfD,其中诸多观点颇有借鉴意义。Thema是一家专业咨询公司,总部位于挪威奥斯陆。核心业务领域包括电力市场改革、差价合约等能源市场设计服务。以下为报告核心要点。
一
差价合约如何设定?
报告认为,差价合约为一种政策工具日益受到重视,总体而言,差价合约是一种电力生产商与公共机构之间的协议,为生产商提供其生产的电力电量的最低收入。该工具的主要目的是将(价格)风险从开发商(电力生产商)转移给交易对手方,通常是国家。同时,差价合约可能包含补贴要素。
差价合约通常包括以下几个设计要素:
·价格:差价合约通常包括参考价格和执行价格。参考价格通常是市场价格,而执行价格则由合同双方协商确定。差价合约的支付金额基于参考价格和执行价格之间的差额。
·合同期限:差价合约的期限通常为15到20年,具体取决于项目的性质和投资需求。
·分配量:差价合约的分配量可以基于实际发电量或理论发电量。实际发电量是指项目实际生产的电量,而理论发电量则是基于项目的设计和预期运行情况进行的预估。
在设计差价合约时,需要考虑以下几个关键标准,以确保其有效性:
1、解决市场失灵:差价合约应针对已识别的市场障碍和失灵问题,如价格对冲不足以及对供应安全、技术发展、学习效应和减少排放等积极外部效应的不足补偿。
2、不影响市场效率:差价合约的设计应避免对电力市场的短期和长期效率造成负面影响。这意味着合同应保持市场信号的有效性,避免对生产激励和价格形成机制产生扭曲。
3、透明性和非歧视性:差价合约的分配过程必须透明且不歧视任何一方,以确保市场参与者之间的公平竞争。这通常通过竞争性拍卖实现,但也可能需要考虑行政分配的可能性。
在设计差价合约时,需要考虑多种设计要素,以确保其有效性和市场适应性。以下是一些关键的设计要素:
1)参考价格和执行价格:参考价格应基于市场条件,如现货价格或预测价格,而执行价格则应通过竞争性招标确定。参考价格的选择应确保反映市场信号,同时避免对生产激励产生负面影响。
2)合同期限:合同期限应与项目的经济寿命相匹配,以确保风险的有效转移。同时,合同期限应考虑投资者的融资需求和国家的预算限制。
3)分配量:差价合约的分配量应基于项目的实际或理论发电量。实际发电量的使用可能会影响生产激励,因此需要考虑理论发电量的可能性,以确保合同的公平性和有效性。
有效的风险重新分配可以降低资本成本,并减少触发投资所需的补贴。传统的差价合约与实际发电量相关联,会对生产激励产生负面影响并带来其他挑战和不良后果,较新的文献建议采用所谓的金融或基于产能的差价合约以避免这些影响。
金融型CfD确保电力生产商从对手方(国家)获得固定支付流,同时需返还参考发电设施的推算收入。推算收入由参考设施的产量(参考量)与市场价格(参考价)决定。合约中的参考价与参考量需精确定义以反映开发商的风险敞口、实现竞争性分配、避免操纵并防止扭曲激励。若参考量能准确反映设施在现行成本与市场条件下的高效发电量,则所有市场风险均可从发电商转移至对手方。
推算虚拟设施收入的方法应涵盖需从开发商转移至对手方的风险。这些风险是开发商无法控制或通过商业对冲有效规避的。若开发商仍承担其无法管理的风险,将导致低效风险分配并需更高执行价以推进投资。
若开发商与对手方在长期价格预期上无系统性差异,则合约期限(即生产商支付义务)应与实体设施的经济寿命匹配。但若国家与开发商存在时间偏好与融资成本差异,缩短合约期限可降低国家总支持金额的净现值而不损害效率(即国家折现率更低时)。
不同竞价区的设施具有不同市场价值(参考量与市场价格)。若国家希望最小化净支出,拍卖中的设施应基于固定支持金额与预估未来市场价值的综合评估进行排序。
二
差价合约的国际案例
为了更好地理解差价合约的设计和实施,报告选择了几个在差价合约方面有丰富经验的国家,包括丹麦、法国、荷兰、英国、爱尔兰、挪威、葡萄牙和西班牙。
1、丹麦
丹麦自2005年起开始使用差价合约,主要用于支持海上风电项目。截至2024年3月,丹麦已进行了七次差价合约分配,其中六次是针对海上风电项目。
·负责机构与职责分配
丹麦能源署:作为气候、能源和供应部下属的监管机构,负责管理差价合约制度。该机构不仅负责制定相关法规和政策,还负责监督合同的执行情况。
气候、能源和供应部:负责制定总体政策方向,确保差价合约制度与国家能源目标一致。
·合同期限与融资方式
差价合约的合同期限通常为20年。
该制度通过国家预算进行融资,所有支付和收入均直接进入国家预算。
·分配过程
技术中性招标:丹麦曾进行过三次技术中性招标,其中两次采用固定价格补贴,另一次采用差价合约形式。这些招标吸引了足够多的投标,导致竞争激烈,投标数量和平均投标价格均有所下降。
海上风电差价合约:在2021年的Thor招标中,丹麦对差价合约进行了调整,采用年度平均价格作为参考价格。这与以往的小时参考价格不同,将短期价格风险转移给生产商,而长期风险则由国家承担。这种设计旨在激励生产商根据市场信号最大化其发电的市场价值,同时为国家预算提供可预测性。
·未来支持机制
在Thor招标之后,丹麦政府决定在未来的招标中采用不同的支持机制。目前正在进行的四次招标中,海上风电项目不再获得直接补贴,而是通过拍卖海上区域的使用权来支持项目开发。这些项目采用年度租赁费的形式,租赁期为30年,并附带国家20%的股权参与。
2、法国
法国在2016年首次引入了差价合约制度,最初是通过行政分配的方式分配给陆上风电项目。此后,该制度经过多次修订,最近一次是在2021年。改革主要涉及引入双向机制以及对负电价的处理方式的变更。
负责机构与职责分配:经济转型部负责组织并承担差价合约招标的总体责任。法国能源监管委员会(CRE)负责对申请者进行评估和排名。由法国能源监管委员会负责监督合同的执行情况,确保合同条款得到遵守。
合同期限与融资方式:差价合约的主要合同期限为20年。该制度通过向最终消费者征收的附加费用来进行融资。
3、荷兰
荷兰的差价合约制度(SDE++)是一种技术中性的支持机制,涵盖多种可再生能源项目,包括海上和陆上风电、太阳能光伏、生物质能以及碳捕获与封存(CCS)等。该制度自2020年起实施,预计将持续至2025年。
负责机构与职责分配:荷兰企业署(RVO)作为经济部的一部分,负责管理差价合约制度。RVO与气候与能源部合作,共同推动该制度的实施。气候与能源部负责制定相关法律和政策框架,而RVO则负责具体执行这些政策。RVO聘请独立顾问,为融资问题提供专业建议,包括确定最高补贴金额和调整系数等关键参数。
合同期限与融资方式:差价合约的合同期限通常为15年。该制度通过国家预算进行融资,由政府直接承担补贴支付责任。
4、英国
英国自2013年起开始使用差价合约作为支持机制,并在随后的几年中进行了六次招标活动,最近一次是在2024年(AR6)。
负责机构与职责分配:能源安全与净零排放部负责制定差价合约的合同条款。低碳合同公司(LCCC)作为能源安全与净零排放部拥有的私营公司,负责与中标者签订合同,并在项目开发阶段管理合同执行情况。LCCC还负责处理差价合约项下的差额支付。国家电网电力系统运营商(NG ESO)负责组织和实施招标活动,包括评估、排名和分配合同。
合同期限与融资方式:差价合约的合同期限通常为15至25年,具体取决于项目类型。该制度通过向消费者征收附加费用来进行融资,消费者电费中包含支持可再生能源发展的专项费用。
5、爱尔兰
爱尔兰的差价合约制度主要针对可再生能源项目,特别是海上风电和太阳能。该制度通过竞争性拍卖分配差价合约,确保透明度和公平性。
负责机构与职责分配:气候行动与环境部负责制定差价合约的政策框架和监督合同的执行。爱尔兰电力系统运营商(ESB)负责组织和实施差价合约的拍卖过程。
合同期限与融资方式:差价合约的合同期限通常为15至20年。该制度通过国家预算进行融资,由政府直接承担补贴支付责任。
6、挪威
挪威的差价合约制度主要用于支持海上风电项目。该制度通过竞争性拍卖分配差价合约,确保透明度和公平性。
负责机构与职责分配:石油与能源部负责制定差价合约的政策框架和监督合同的执行。挪威能源市场管理局(NVE)负责组织和实施差价合约的拍卖过程。
合同期限与融资方式:差价合约的合同期限通常为20至25年。该制度通过国家预算进行融资,由政府直接承担补贴支付责任。
7、葡萄牙
葡萄牙的差价合约制度主要用于支持可再生能源项目,特别是太阳能和海上风电。该制度通过竞争性拍卖分配差价合约,确保透明度和公平性。
负责机构与职责分配:环境与能源转型部负责制定差价合约的政策框架和监督合同的执行。葡萄牙能源市场管理局(ERSE)负责组织和实施差价合约的拍卖过程。
合同期限与融资方式:差价合约的合同期限通常为15至20年。该制度通过国家预算进行融资,由政府直接承担补贴支付责任。
8、西班牙
西班牙的差价合约制度主要用于支持可再生能源项目,特别是太阳能和海上风电。该制度通过竞争性拍卖分配差价合约,确保透明度和公平性。
负责机构与职责分配:生态转型部负责制定差价合约的政策框架和监督合同的执行。西班牙能源市场委员会(CNMC)负责组织和实施差价合约的拍卖过程。
合同期限与融资方式:差价合约的合同期限通常为15至20年。该制度通过国家预算进行融资,由政府直接承担补贴支付责任。
在上述国家中,差价合约制度的设计和实施各有特点,但都强调了透明度、公平性和市场效率。这些国家的经验表明,差价合约可以有效支持可再生能源的发展,但也需要根据本国的具体情况进行调整和优化。
三
如何在瑞典构建有效CfD
以理论最优CfD为参照,报告评估了如何在瑞典构建有效CfD。
瑞典国家电网的研究表明,其未来实现规划目标所需的大部分投资必须来自风能和核能。关于核能融资的调查报告指出,存在多项不确定因素导致投资者面临重大风险,进而推高资本成本。这些风险同样适用于风电项目,尤其是海上风电项目,其政策框架存在不确定性且资本成本较高。市场风险普遍存在于各类发电技术的投资中,且与能源政策和其他发电技术投资条件的演变密切相关。
因此报告设置了四种差价合约。
情景1——核电:市场价值(生产商需支付对手方的部分)应基于虚拟设施的最优产量计算,考虑启停成本及设施所在竞价区的每小时(或每季度)市场价格。若参考产量基于固定容量因子,将削弱合约的风险缓释效果。根据核设施经济寿命,40年合约期限是合理起点。
参考电量:核能生产商倾向于稳定生产,并将维护和“换料”安排在预期电价较低的时期(夏季)。根据成本和价格结构,核电厂甚至可能在电价为零或负值的时段内生产也是有效的(启动/停止成本)。因此,原则上,对每个电厂的成本和预期未来生产进行精确估算的虚拟电厂模型应该能够反映实际预期生产量。如果认为电厂具有相同的成本结构,则使用标准成本估算的误差可能不那么重要。
Schlecht等人提出了两种替代的可控生产虚拟配置文件:一种是基荷配置文件,另一种是根据市场负荷曲线(需求曲线)的配置文件。对于核能来说,基荷配置文件可能是一个很好的实际预期生产量的指标。
参考价格:根据对参考电量和最佳激励的讨论,原则上,虚拟电厂生产市场价值的估算应以日前市场价格(小时价格)为参考价格。如果相反,以电厂的高容量因子为基础,并以年平均价格为依据,但未来容量因子较低,那么电厂的有效生产市场价值可能会被高估或低估。在一个电价波动很大(小时价格差异大)且容量因子较低但每兆瓦时市场价值较高的场景中,如果以年平均价格评估生产,生产商可能会保留大部分市场价值。在这种情况下,不确定性对生产商来说可能是一个优势,这可能导致一个较低的投标价格,但这取决于对不确定性的评估。
情景2——海上风电:市场价值计算类似核电,但参考产量基于(精确且客观的)风况数据及相应价格区的每小时(或每季度)市场价格。设施经济寿命对应30年合约期限。
参考电量:与核能不同,风电场的生产取决于天气。海上风电场如果相邻且同时建设,其风况、设计和规模可能相当接近。
海上风电场如果相邻且同时建设,它们在风况、设计和规模方面可能非常相似。因此,原则上可以基于相同虚拟电厂(校正为MW容量差异)的估计生产量来设计海上风电的差价合约,而不会损失太多精确性。风况应该是生产曲线的一个很好的指标。或者,也可以通过更详细的气象数据(例如根据经度和纬度分级)来提高精确性。
然而,根据精确性原则,也应该排除零或负电价时段,以避免产生不理想的生产激励。在理想的市场条件下,风电运营商在这些时段内不会愿意进行商业生产。
参考价格:与核能一样,海上风电的市场价值每小时都在变化,而且生产高度相关。因此,基于年平均价格对虚拟电厂的生产市场价值进行评估是一个较差的指标。根据精确性原则,参考电量应根据每小时价格(或每季度价格)进行评估,以反映生产曲线。
海上风电比陆上风电更容易受到价格风险的影响,这与市场设计有关。但这种风险是价格风险,而不是像核能容量因子相关的那种体积风险。因此,从理论上讲,金融差价合约非常适合海上风电。
投资和运营海上风电场本身的成本也可以假设是相似的。然而,项目可能在基础设施成本和面临的风险方面有所不同,这取决于它们与陆上电网的距离以及海上电网的开发、监管和融资方式。因此,最好将基础设施成本在差价合约之外处理,至少对于最初的项目是这样。
合同期限:海上风电预计的经济寿命在25到30年之间。挪威能源管理局(NVE)在其最近的分析中采用了30年的寿命(NVE, 2024b)。
分配模型:由于同时建设的海上风电场可能相对相似,原则上应该相对容易安排通过拍卖进行分配,竞标者可以在平等条件下进行比较。然而,风电场的风况和年产量会因位置而异。如果对所有项目采用相同的参考生产量,则剩余风险将不同,这可能会影响投标价格和项目的排名。
为了最小化国家支付的总支持金额,项目应根据每兆瓦时预期支持金额进行排名。有效的竞争需要项目在足够成熟的几乎相同的时间内进行比较。根据分析,目前瑞典的情况似乎并非如此,14个海上风电项目的申请中有13个最近被拒绝(Energiwatch, 2024, 4月4日)。
如果通过申请程序分配合同,生产曲线可以在更大程度上针对单个项目进行定制。为了提供激励,以设计和运营电厂的方式使其达到最佳效果,基础生产曲线不应依赖于无法客观验证的风电场数据。
情景3——核电与海上风电联合分配:参考产量曲线因技术而异。准确性原则要求参考设施收入估算需与日前市场价格曲线一致,匹配特定技术或项目的目标合约。等长合约期限会扭曲核电与海上风电的竞争。为公平比较项目,应以国家净支出的净现值为评估基础。
情景4——技术中立分配:与技术特定分配类似,若基于准确的参考量与市场价值估算,技术中立分配可提升效率。其核心优势在于允许更多项目竞争CfD,比目标合约更有利于高效竞争。
预计CfD的主要效应是降低资本成本(加权平均资本成本,WACC)。这是由于CfD解决了市场价格对冲工具缺失问题,使项目收入更确定。相关发电技术均属资本密集型,资本成本对项目盈利至关重要。获得长期收入保障合约可降低资本成本,从而减少所有发电类型的生产成本。
四
CfD对市场会有哪些影响?
差价合约对市场的主要影响是减少了生产商对其他风险管理市场的长期价格对冲的需求。差价合约可能会减少投资者对其他方式管理长期电力价格风险的兴趣,特别是通过PPA或金融衍生品(如远期合约)。这导致相关市场上的产品供应减少。例如,拥有差价合约的风电投资者可能不再需要PPA。这可能会使能源密集型工业更难找到PPA供应商。
这种影响的结果是相关市场流动性的减弱,这反过来可能导致价格设定效率降低和风险对冲机会减少。
解决方案:原则上,国家可以转售差价合约,这可能会将风险承受能力返还给市场。原因是电力价格风险并没有消失,只是从合同对手方转移了。然而,转售作为一种减少对远期市场影响的解决方案,主要是理论上的可能性,实际经验有限。
差价合约对远期市场的影响也可以通过有效的分配来最小化。如爱尔兰要求生产商必须与电力供应商签订PPA,才能获得差价合约。然而,这主要是由于系统的融资方式,而不是解决远期市场上的挑战。例如,这并不能解决能源密集型工业寻找PPA供应商的挑战。
其他市场的后果可以通过有效设计合同来避免。如上所述,传统差价合约的市场后果与合同与电厂实际生产量的关联有关。这导致合同可能影响短期市场(日前和日内)的生产激励和出价行为。避免这些不希望的市场后果的最简单方法是不要将支付量与实际生产挂钩。金融差价合约的动机正是为了避免扭曲价格信号,使生产者在物理市场上(日前、日内和平衡市场)保持激励,以最佳方式行事。如果生产者可以通过在平衡市场上提供容量来获得额外收入,这些收入可以整合到预期收益中,并反映在差价合约分配中的投标中。
五
差价合约如何竞争产生?
拍卖可以以多种方式设计。报告简要概述三种最相关的总体拍卖设计。在这三种拍卖形式中,出价最低的投标最终获胜。
开放式(动态)出价("English" Auction):拍卖从一个较高的投标价格开始,然后逐步降低,直到只剩下一名出价者。起始价格作为保留价格。参与者的出价是动态的,他们可以看到彼此的出价(公开)。开放式、动态出价的优点是参与者可以从彼此的出价中学习,从而更好地了解项目的真实价值。这对于对参与者来说不熟悉的项目尤其重要。开放式出价的缺点是存在参与者之间秘密串通(共谋)的风险。
封闭式(静态)出价("Dutch" Auction):每个参与者只提交一次出价,其他参与者看不到(封闭)。这种竞争形式类似于通常用于公共采购的拍卖。封闭式出价的优点是参与者更有可能提交他们真正的最低出价(与开放式出价相比,在开放式出价中,实际中标价格通常由第二低的出价决定)。
混合式(混合)出价("Anglo-Dutch" Auction):拍卖分两轮进行:首先进行开放式出价,直到只剩下两名出价者。然后,这两名剩余者进行封闭式拍卖,分别提交他们的最终出价。
拍卖设计中还有许多因素会影响拍卖的效率,设计时应予以考虑。出价竞争可能导致最乐观的参与者获胜(而不一定是因为他们的项目评估是正确的),这有时被称为“赢家的诅咒”。这种结果的风险可能会导致参与者要么比他们实际愿意的出价更低(因为他们考虑到自己可能是最乐观的),要么项目无法实施(因为这意味着亏损)。其他因素包括参与者的风险偏好和项目的风险特征、他们对拍卖作为分配形式的知识和经验以及参与的成本。
串通行为的存在可能会对拍卖的效率产生负面影响,设计时应予以考虑。在单一物品的拍卖中,串通行为的风险通常较低,因为参与者难以在彼此之间分配串通的利益。大多数拍卖涉及单一物品(例如海上风电场的一个区域)。在这种情况下,参与者仍然可以战略性地考虑(例如,考虑到后续拍卖的可能性)并让这种考虑影响他们正在进行的拍卖中的出价。在计划的连续拍卖中,参与者可以做出战略性决策。例如,他们可以在第一次拍卖中出价较低,如果他们也能在随后的拍卖中获得分配。理论上,连续拍卖中存在串通行为是可能的,但参与者之间的秘密协调仍然具有挑战性。
历史上,可再生能源电力生产拍卖最常见的拍卖形式是静态的(封闭的)。在2011年至2021年期间,20个欧盟国家的820次不同生产技术的拍卖中,只有28次是动态的。
传统的分配标准是价格(或差价合约的投标价格),但理论上也可以使用体积作为标准。例如,在巴西,已经测试了一种混合拍卖,参与者在第一轮中对给定价格的体积(兆瓦时)出价。然后价格被设定得很高,以便提交的出价超过需求。之后,价格降低,直到体积与期望的体积相匹配。
还有更复杂的基于竞争的分配方法, ENTSO-E(2024)描述了其中的两种方法。这些方法的总体目标是避免那些本可以在商业基础上完全实现的生产体积获得支持。ENTSO-E(2024)描述的第一种方法是限制投资者可以为其项目寻求支持的生产体积的百分比(例如,在一个海上风电场,潜在的安装容量为100兆瓦,投资者可以在差价合约分配中对70兆瓦出价支持,并(如果他们愿意确保整个体积)为剩余的商业部分签订PPA)。然后,场地的获胜者根据支持需求每兆瓦和体积的组合来选择。ENTSO-E(2024)描述的第二种机制是一个两阶段分配过程,其中首先分配土地或特许权,基于商业条款(这意味着投资者实际上为特许权支付)。如果第一阶段的结果没有达到目标生产体积,将进行第二轮分配,此时可以对支持以差价合约的形式出价。关于这些更复杂的分配方法的相关问题是,它们是否会导致投资者的剩余风险,从而导致他们在拍卖中出价更高。
想参与闭门研讨活动
和线上产业微信群
请注明公司、职位
添加微信:shizhicyy
视知产研院聚焦科技和新能源
微信公号已有100万+高质量粉丝
添加微信:ishizh_business
加好友请注明合作品牌
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.