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张显,王彩霞,谢开,等/“双碳”目标下中国绿色电力市场建设关键问题/2024,48(4):25-33. 研究背景 近年来，在国际绿色贸易壁垒以及供应链绿色发展下，发达经济体、大型跨国企业以及国内外资本市场对企业绿色发展提出更高要求，给中国产业国际竞争力带来挑战。中国企业，尤其是外向型企业，对加快构建绿色电力市场的诉求日益强烈。 “十四五”以来，中国绿色电力市场建设取得显著成效。随着带补贴新能源项目进入绿色电力市场、绿证全覆盖等政策落地实施，中国绿色电力市场建设仍面临诸多挑战。绿色电力市场不仅涉及电力市场本身，也与新能源发展、碳排放双控等政策与制度设计密切相关，需要开展系统性研究，为绿色电力市场建设提供支撑。 研究内容 2.1 绿色电力市场内涵 绿色电力一般包括风电、太阳能发电、生物质发电、地热发电等可再生能源电能，其电力生产过程中不产生碳排放。不同国家或者机构因为政策设计的激励目标不同，对绿色电力的界定也会稍有差异。国际典型机构对绿色电力的界定如表1所示。总体而言，各机构均认可风电、太阳能发电、地热能发电，且有条件地认可水电及生物质发电。 表1 部分机构对绿色电力技术的分类
绿色电力市场显著区别于传统电力市场之处在于对绿色电力生产和消费的认证，以及对绿色电力环境价值的体现。绿色电力市场是典型的政策性市场。一般而言，一个典型绿色电力市场包括政策、运营、应用、支撑技术等要素。典型绿色电力市场要素框架如图1所示。
图1 绿色电力市场要素框架 2.2 美国和欧洲绿色电力市场建设实践 美国绿色电力市场主要有两种类型，一种是基于配额制度的强制市场，另一种是自愿市场，整体运作机制如图2所示。无论是在强制市场还是自愿市场，可再生能源证书（renewable energy certificates，REC）在可再生能源电力生产、使用、结算等过程中扮演了重要的角色，证明责任主体/买家成功履约或者为绿色电力消费作出贡献。绿色电力追踪系统是美国绿色电力交易市场（下文简称绿电交易）的重要支撑技术。绿证追踪系统允许在账户持有人之间转移REC，每个有唯一识别编号的REC只能出现在一个追踪系统账户中，从而避免了重复计算。
图2 美国绿电、绿证交易体系运作机制示意图 欧洲绿色电力证书，即来源担保证书（guarantees of origin，GO）主要功能是证明终端用户的能源消费中有一定比例或者规模来自可再生能源，其交易运作机制如图3所示。欧洲GO机制实质上是可再生能源自愿市场，主要是满足企业或者居民用户自愿消费绿色电力，或者满足供应上的碳减排目标。欧盟发行机构联合体（AIB）开发了欧洲能源证书系统（EECS），统一存储各国市场主体信息、发电机组信息、GO签发核销数据，确保凭证唯一性，防止重复签发和核销，并支撑市场主体开展GO交易。
图3 欧洲绿证交易运作机制示意图 启示：国外绿色电力市场建立了较为完善的体系。 一是政策目标清晰。主要是满足可再生能源配额制或者企业/个人自愿消费绿色电力的需求。 二是运营机制完善。包括核发、交易、转移、核销等各环节，市场主体可通过多样灵活的证电合一或证电分离的方式进行绿色电力消费。 三是应用场景明确。基本与政策目标一致，主要用于完成可再生能源配额制履约或者自愿购买。 四是建立了绿色电力溯源追踪、认证等支撑技术。通过绿证记录发电侧详细信息，对绿色电力进行全生命周期的追踪溯源，避免绿色电力环境权益的重复计算。 2.3 中国绿色电力市场建设关键问题 中国绿色电力市场建设需要解决顶层设计、交易机制、衔接机制以及支撑技术等四方面关键问题，如图4所示。
图4 中国绿色电力市场建设关键问题 2.3.1 基于绿色电力环境价值的绿色电力市场体系设计 绿色电力环境价值量化方法方面，绿色电力的环境价值需要使得绿色电力在电力市场环境下与传统化石能源电力公平竞争，绿色电力的环境价值可以覆盖二者，提供同质电能量的成本差异，如图5所示。
图5 绿色电力环境价值构成示意图 绿色电力市场框架体系方面，相比于欧美国家的绿色电力市场建设，中国绿色电力市场的系统设计更具挑战，政策目标复杂、市场运营难度大、应用场景更加多元。图6给出了中国绿色电力建设的初步框架。
图6 中国绿色电力市场定位及与相关市场关系 2.3.2 绿电交易机制优化设计 目前，中国参与绿电交易的市场主体多为平价新能源发电项目，交易方式多为双边协商，且交易规模总体还比较小。随着带补贴新能源项目参与绿电交易、绿证核发全覆盖等，市场主体对绿电交易机制优化提出更高诉求，亟须针对以下问题开展优化设计。 1）跨省跨区绿电交易机制优化研究 研究考虑通道约束、送受端可再生能源消纳责任权重要求的跨省跨区绿电交易基本模式和关键机制；研究构建省间绿电交易优化决策模型，提出基于双边交易和平台竞价的省间绿电交易出清方案。 2）分布式新能源聚合参与绿电交易机制设计 研究小型、分散分布式新能源聚合参与省内、省间两级绿色电力市场的交易机制；研究分布式新能源主体间博弈优化的协同交易技术。 3）源网荷储一体化新能源项目绿电交易机制设计 研究区域级、园区级等类型源网荷储一体化项目绿色电力交易机制，提出交易组织模式；研究构建源网荷储项目主体的绿色电力交易决策模型，提出绿色电力市场的高效优化策略。 2.3.3 绿电交易支撑技术研究 目前，中国绿电绿证应用范围和规模仍然较小，绿色电力消费需求亟待激发。激励绿色电力消费，需要做好以下关键衔接机制设计。 1）绿电绿证交易与可再生能源消纳责任权重协同机制研究 研究提出细分到市场主体的省级消纳责任权重分配方案；综合考虑绿证、消纳量、新能源参与市场化交易等因素，研究可再生能源消纳责任权重的考核核算方法；研究可再生能源消纳责任权重的优化设定方法。 2）绿电绿证交易与碳市场协同机制研究 研究考虑绿电、绿证交易的碳排放核算方法；研究绿色电力与国家核证自愿减排量（CCER）的核算方法及衔接机制。 2.3.4 中国绿色电力市场支撑技术 1）绿电交易与电能量交易协同出清优化技术 研究建立绿电交易环境价值偏差模型，考虑绿电交易与电能量交易协同的出清模型和出清框架构建方法。 2）分布式发电参与绿电交易的聚合技术与溯源技术 研究建立考虑接入电压等级与全局出力的分布式新能源分层聚合模型；基于区块链技术，研究开发面向分布式新能源参与绿电交易的可信、可视、可查的区块链应用服务工具。 3）绿色电力消费核算认证方法 研究建立完善的绿证账户体系，对绿证进行全流程管理，记录用户绿色电力消费数据；建立基于绿证账户的绿色电力消费核算认证体系，为用户出具权威的绿色电力消费认证凭证。 结语 随着“双碳”目标深入推进，绿色电力市场将迎来蓬勃生机，为推动发展方式绿色低碳转型、引导全社会提高绿色消费意识发挥更加重要的作用，具有重大的现实意义。未来，应加快绿色电力市场顶层设计，并围绕绿色电力环境价值量化计算、绿电交易机制优化设计、绿电绿证交易与可再生能源配额制、碳市场协同机制研究，以及绿电绿证追踪认证开展技术攻关，为中国绿色电力市场建设提供支撑。 / 引文信息 张显,王彩霞,谢开,等.“双碳”目标下中国绿色电力市场建设关键问题[J].电力系统自动化,2024,48(4):25-33. ZHANG Xian, WANG Caixia, XIE Kai, et al. Key Issues of Green Electricity Market Construction in China Under Goals of Carbon Emission Peak and Carbon Neutrality[J]. Automation of Electric Power Systems, 2024, 48(4):25-33. |
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