(一)電力發展情況
從電源發展情況來看,加拿大的裝機容量達到近146 GW,各電源類型裝機容量及占比見下表??傮w來看,水電仍然是電力的主要來源,占總發電量的55.1%。天然氣、核能與煤炭裝機容量占比較大,風能,太陽能、生物質等非水電可再生能源裝機占比較小。
表1 2018年加拿大裝機容量
從電網建設情況來看,加拿大在超高壓輸電方面發展較早。1965年,魁北克水電公司的735kV輸電線路啟用投運,成為世界上第一個在700kV以上設計和運行的超高壓交流線路。加拿大整體輸電網絡綿延南北,總長度超過16萬公里,電壓等級包括 735、500、345、230、138、120 kV等。目前,加拿大各地的公用事業公司正在持續對老化的基礎設施進行維護,并建造新的電力線路和變電站,以便新一代電源的順利接入。2018―2019年加拿大主要的輸電工程項目見表。
表2 2019年加拿大主要輸電工程項目
(二)電力監管機構設置
國家層面來看,加拿大國家電力監管機構設置主要包括國家能源委員會(National Energy Board, NEB)和加拿大核電管理委員會(Canadian Nuclear Safety Commission,CNSC)。NEB是依據《國家能源局設置法》于1959年成立,它是有關能源資源開發、利用的聯邦政府咨詢機構,同時開展各種與能源資源有關的業務。NEB對電力部門的管轄范圍只限于批準國家間聯絡線和指定省間的送電線路,以及向美國的電力輸出。CNSC是負責核電開發和利用,以及規定核電其它活動的聯邦機構。
省級層面來看,加拿大省級電力監管機構主要有安大略省能源委員會(Ontario Energy Board, OEB)和阿爾伯塔省公用事業委員會(Alberta Utilities Commission, AUC)。OEB為安大略省能源監管機構,主要監管所有電力市場參與者,包括Hydro One、安大略省發電OPG和獨立電力系統運營商IESO,以及大量的發電商、配電商、批發商和零售商。AUC比安大略省OEB規模要小得多,阿爾伯塔省公用事業委員會除了對電力進行監管外,還對零售天然氣的分配和銷售進行監管。
二、加拿大電力市場建設經驗
(一)市場模式劃分
加拿大共有10個省份,從各省電力工業結構特點來看,加拿大各省電力市場模式可歸結為三種類型。
第一類是以水電為主的省份,包括不列顛哥倫比亞、曼尼托巴、魁北克、紐芬蘭-拉布拉多省。水電為主的省份屬于未改革省份,系統規模較大,電源類型以水力發電為主,電力市場模式均為雙邊合同集中管理模式,即市場主體通過電力交易機構集中交易,確定最終的成交對象、成交電量與成交價格等。
第二類是改革重組后的競爭性市場省份,包括阿爾伯塔、安大略、新布倫瑞克省。市場改革重組省份水電資源缺乏,更多依賴化石燃料和核電,因此電價較高,使得市場化存在改革原動力,改革目的主要是希望減少管制、控制成本。其中,阿爾伯塔省的市場運營商為AESO,市場模式為強制性電力庫模式;安大略省市場運營商為IESO,市場模式為擁有雙邊合同、購電協議PPA、管制性電價和實時電能市場的電力庫模式;新布倫瑞克省運營機構為新布倫瑞克電力公司,市場模式為有再調度市場的物理雙邊市場模式。
第三類是傳統電力工業省份,包括薩斯喀徹溫、新斯科舍、愛德華王子島省。傳統電力工業省份與水電為主省份一樣,也屬于未改革省份,以熱電生產為主,系統規模較小,由垂直一體化的公共事業公司主導電力工業,集發、輸、配、售一體。對于傳統電力工業省份,市場模式為采用雙邊合同集中管理模式。
(二)水電參與市場模式
加拿大是一個水力超級大國,擁有豐富的水電自然資源,舉世聞名。加拿大60%的水力來自航運水路,僅次于中國。以下分別介紹加拿大電力現貨市場、非現貨市場省份中水電參與市場機制。
1.非現貨省份
加拿大非電力現貨省份主要包括水電為主的省份,如英屬哥倫比利亞、曼尼托巴、魁北克等。其中,水電主要通過政府管制電價、或中長期雙邊合同集中管理模式開展交易,市場主體通過交易機構集中交易,確定最終的成交對象、成交電量和價格等。例如,英屬哥倫比亞省BC Hydro電力交易機構Powerex以市場形成價格為基礎,根據標準買賣合同向電力購買者提供數天、數周、數月或更長時間的水電能源,以滿足客戶不斷變化的日常和季節性能源需求。BC Hydro通過高壓輸電網絡將英屬哥倫比亞省與阿爾伯塔省和美國西部其他省份連接起來,參與美國西部平衡市場(EIM)。由于BC Hydro以水力發電為主,發電靈活性好,有利于Powerex在價格較低時段從市場上購買電力,并在價格較高時向市場出售電力;由于BC Hydro水電較美國西部省份電力具有價格優勢,有利于提高BC Hydro售電量,提高運營收入。
2.現貨省份
加拿大具有電力現貨市場省份主要是阿爾伯塔、安大略省。該省份大、小不同類別水電參與市場機制如下。
基荷供電型大型水電 ——該類型水電出力穩定,受天氣、季節等因素影響變化小,通常按照政府管制定價、作為基荷發電。
可調度大型水電 ——該類型水電可根據水文預測情況,確定次日水電發電計劃,具有較好的水電調節能力,該類型需在市場運行機構注冊為市場主體,參與市場報價,競爭發電。
不可調度小水電 ——對于徑流式小水電站,其對來水的調節性能差,導致水電站對發電出力的調整和對負荷的適應能力低,該類水電不屬于可調度類型資源,采用價格接受者的形式參與市場。
梯級水電參與市場 ——安大略存在若干梯級水電情況,梯級水電調度面臨上下游水資源之間的時滯依賴關系問題,并且很難通過供給曲線進行管理。安大略運營機構IESO解決梯級水電調度的辦法是在日前機組組合程序(Day-Ahead Commitment Programming, DACP)執行結束后,針對梯級水電情況,允許梯級水電市場主體重新修改并提交報價,以糾正DACP初始計算結果中不可行的梯級水電安排,確保次日梯級水電安排的可執行性。
三、加拿大電力市場實踐情況
加拿大安大略省和阿爾伯塔省為兩個典型競爭電力市場省份,其市場運營機構分別為IESO和AESO,市場運營概況如下。
(一)IESO運營情況(2019年)
2019年安大略省總用電量為135.1TWh,為近25年用電量第二低,比2018年的需求水平減少2.3TWh,降幅為1.6%。2019年7月29日由于季節性高溫達到用電需求高峰,為21791MW。
2019年,安大略省超過93%的電力來自清潔能源,包括核能、水電、風能和太陽能。核電仍然是安省最重要的發電方式,發電量90.4TWh,占總發電量的61%;水電發電量36.4TWh,占比24.9%;天然氣/石油發電量9.5TWh,占比5.9%;風力發電量11TWh,占比7%;生物燃料發電量0.4TWh,占比0.3%;太陽能發電量0.7TWh,占比0.5%。
安大略省作為北美大型互聯輸電系統的一部分,進出口電力持續維持輸電系統可靠性和運營經濟效率。出口電力有助于提供額外收入,降低安大略省消費者用電成本;進口電力有利于滿足省內用電需求。2019年,安大略省進口電量6.61TWh,出口電量19.78TWh,為凈出口省份。
(二)AESO運營概況(2019年)
2019年,阿爾伯塔省批發電力市場共有194個市場主體參與電能交易,交易額約70億加元。批發電力市場年平均上網電價同比2018年增長9%,達到54.88加元/(MWh)。天然氣平均價格上漲17%,為1.69加元/GJ。
2019年,阿爾伯塔省內平均負荷為9695MW,同比2018年減少了0.5%,其中冬季高峰負荷為11698MW,夏季高峰負荷為10822MW。
2019年,阿爾伯塔省總裝機容量16532MW,較2018年增長3%,裝機容量增長主要來自新增的336MW風力發電,2019年阿爾伯塔風電裝機1781MW,較2018年增長23.3%??傮w來看,燃煤發電仍承擔阿爾伯塔省大部分負荷供電服務。天然氣發電在阿爾伯塔省內供電占比為43%,相比2018年增長1%。
阿爾伯塔省電價相對于鄰近的英屬哥倫比亞、薩斯喀徹溫等省較低,因此傾向于從鄰省進口電力,以降低用電成本。2019年,阿爾伯塔省全年進口電量大于出口電量,進口電量較2018年下降37%。出口電量下降16%。
(三)電力價格
由于多種因素,加拿大各地的電價存在差異,其中最重要的是市場結構和可用發電類型。從市場結構來看,阿爾伯塔省為競爭性電力市場,其電力價格是以市場為基礎的;安大略省已對其電力市場進行了部分重組;而在其他省份和地區,電價大多由電力監管機構制定。從可用發電類型來看,可用發電的類型及發電成本因省份或地區而異,水電目前是加拿大主要電力供給中成本最低的。除了市場結構和發電成本外,電力價格因素還包括輸電成本和當地配電成本。這些成本在加拿大各地不同,取決于地理位置和人口密度等因素。
1.批發電價
阿爾伯塔省2019年的批發平均電價為5.488加分/(kWh),較2018年增長了9%。阿爾伯塔省電價時段每天分為高峰時段和非高峰時段:高峰時段從早上7點開始,晚上11點結束;其他剩余時間構成了非高峰時段。2019年,高峰期間的平均電價上漲8.2%,達到6.412加分/(kWh),非高峰期間的平均電價上漲12.1%,達到3.640加分/(kWh)。
安大略省電價費用包括兩部分,一是安大略省每小時電能價格(Hour Ontario Electricity Price, HOEP),即批發市場價格;二是全網調節費用(Global Adjustment, GA)。GA費用包括在該省新建的電力基礎設施成本,以及為確保長期足夠的電力供應,安大略省提供的節能計劃費用。為應對HOEP的變化,GA費用每月核定一次,且每月都不同。一般來說,當HOEP較低時,GA會比較高,以彌補受管制發電和合同發電影響所產生的成本。2019年安大略省加權平均批發電價,即安大略省每小時電能價格(HOEP)為1.83加分/(kWh)。2019年B類用戶(峰值需求為50kW至5MW的客戶通常會在其當地配電公司的定期計費周期內支付GA費用,這些客戶被稱為B類客戶) GA電價為10.8加分/(kWh)。B類用戶的總電價為HOEP和GA之和,即12.63加分/(kWh)。
2.零售電價
2019年,加拿大大工業電價最低的曼尼托巴省的溫尼伯格,價格為5.2加分/(kWh);大工業電價最高的阿爾伯塔省的埃德蒙頓,價格為12.80加分/(kWh)。對于居民電價,價格最低的為魁北克省的蒙特利爾,價格為7.3加分/(kWh);價格最高的為愛德華王子島省的夏洛特鎮,為16.83加分/(kWh)。
四、對我國的啟示
一是電力體制改革要以引入競爭、提高效率為目標。 安大略省水電公司拆分的目的是打破壟斷,但它的拆分并沒有從根本上消除反競爭的可能性,拆分后的安大略省發電公司OPG發電量占全省的69%,具備很大的市場力,其后果則是影響了新的投資者進入市場,導致市場運行效率低下,電價上漲。
二是政府要保持對電價的宏觀調控。 安大略省過去的電力成本很低,政府為了保護居民用戶受價格波動影響,設置價格上限,在一定程度上損害了發電投資商的積極性,降低了投資新一代發電設施的可能性,最終導致新機組不能建設投運、老機組退運,從而產生電力缺口。后來政府采取措施對電價進行宏觀合理調控,其電價由兩部分構成,一部分為每小時電能量費用(HOEP),另一部分為包含新建電力基礎設施和保障能源長期供應的全網調節費用(GA)。