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今年以來，隨著國民經濟在疫后迅速恢復，再加上部分地區(qū)出現高溫和干旱等天氣，許多省份面臨著電力供不應求的局面。同時，隨著空調和電暖器的普及化，用電負荷對氣溫變化更為敏感，電力系統(tǒng)負荷呈現極強的夏、冬兩季尖峰。但是，各地夏季最熱、冬季最冷時段的全年累計時間普遍低于60個小時，但對應的尖峰電力需求較平時卻高出1億千瓦以上，保障電力系統(tǒng)在高峰時段的安全穩(wěn)定運行面臨極大挑戰(zhàn)，部分地方不得不實施有序用電，以保障基本民生需求。
為了更為有效的利用價格信號引導合理用電，國家發(fā)改委于2021年7月26日發(fā)布了《關于進一步完善分時電價機制的通知》（以下簡稱為《通知》），要求在優(yōu)化分時電價機制、明確分時電價執(zhí)行范圍和加強與現貨市場銜接等方面，進一步完善現行分時電價機制。到目前為止，一共有八個省份已經出臺并推行了新的分時電價政策。
總體來說，《通知》體現了對價格規(guī)律的高度尊重，要求終端用戶的電價更加準確地反應邊際發(fā)電成本，同時讓有較大調節(jié)能力的用戶可以迅速節(jié)約用電成本。通過加大峰谷價差，有助于減少新增電網和高峰機組的建設成本，降低電力用戶的長期費用。同時，《通知》也結合現貨市場的建設，要求合理設置最高價格限額，讓現貨價格更準確地反應實際供需狀況，讓分時電價與現貨市場價更為一致。最為重要的是，《通知》準確地把握了國際上電力市場發(fā)展的總體趨勢，大力推廣分時電價，有助于促進新能源的消納，早日達成我國碳達峰和碳中和的莊重承諾。
但值得注意的是，《通知》在制定強制性峰谷價差，以及對現貨市場中大中型用戶退出條款的設計兩個方面還有待進一步完善。一方面，強制性的峰谷價差可能會導致高峰時段負荷削減過度，而低谷時段又消費過度，最終可能導致社會總用電成本不減反增，可能會成為減碳目標實現的不利因素；同時，擴大了的峰谷價差可能對新能源消納并無過多實質性幫助，因為妨礙可再生能源消納的主要原因并非谷段電價過高。另一方面，為大中型用戶——這些潛在的現貨市場主體提供分時電價，會打消他們參與現貨市場的積極性，進而妨礙現貨市場的正常推進。因此，有必要設置大中型用戶分時電價的退出機制。此外，建議盡快將居民等中小型用戶納入分時電價體系。
分時電價的設計原理
分時電價始于上個世紀60年代的美國，是一種公認的、得到廣泛應用的、有助于社會福利改善的規(guī)制價格。其他流行的還有兩部制定價、非線性定價、歧視性定價（包括拉姆齊定價）等等。分時電價因為簡單明了、實施成本低等優(yōu)點在電力市場中得到長久而廣泛的應用。分時電價在美國電力市場已得到長期運用，并且為越來越多的國家和地區(qū)所采用。
圖1 動態(tài)和靜態(tài)分時電價
分時電價可以有動態(tài)和靜態(tài)兩種形式（如圖1所示）。動態(tài)分時電價是隨時間波動的電價，比如現貨市場中每15分鐘不同的價格?，F貨市場價格是效率最高的一種定價方式，因為價格能夠更準確的反應電力市場的實際供需情況。但是，因為現貨市場價格波動較大，難以預測，發(fā)用雙方都必須有充足的手段和能力規(guī)避價格風險。因此，動態(tài)的分時電價往往適用于有經驗的、有資源的大中型用戶。隨著現貨市場和中長期交易市場的發(fā)展，廣大用戶都會通過不斷學習，積累經驗，最終就像國外許多居民用戶一樣，連部分中小型用戶也可能會選擇動態(tài)分時電價。
靜態(tài)的分時電價是預先設定的、按時段不同而價格不同的定價方式。我國目前實施的針對非現貨市場用戶的分時電價就是一種靜態(tài)的分時電價。因為價格在某一時段是固定的，靜態(tài)分時電價因此沒有價格波動風險，比較適合避險能力較弱的中小型用戶。但是，在現貨市場中，因為靜態(tài)的分時電價不能真實地反應實時市場的供需變化，有調節(jié)能力的用戶因此會缺少響應現貨價格的動機，靜態(tài)分時電價往往會導致總體社會福利的損失。
靜態(tài)分時電價是一種典型的高峰負荷定價法（peak load pricing）。因為發(fā)電容量是為了高峰時段的用戶而建設，因此，一種合理且有效的容量成本回收辦法便是由高峰時段的用戶承擔所有容量費用；谷段用戶不負責容量費用，只按邊際成本付費。因為簡單明了，靜態(tài)的分時電價法非常適合居民和小工商業(yè)用戶。在沒有現貨價格的地方，靜態(tài)的分時電價法也適用于大中型用戶，畢竟它比單一的電價提供了更真實的價格信號。
圖2簡單地解釋了高峰負荷定價法設計的基本原理。在谷段和平段，電力需求比較低，此時的市場價格應該是當時的發(fā)電機組的邊際成本。雖然谷段對發(fā)電電源的容量成本回收沒有任何貢獻，但平段卻貢獻了部分容量費用。當負荷需求處于峰段時，所有的發(fā)電機組都被調用，市場價格反應的是一種稀缺價格，此時的負荷便承擔了大部分甚至所有容量費用。這是《通知》中分時電價的理論基礎。
圖2 高峰負荷定價法
但是，在北美的非市場化的地區(qū)，針對大中型用戶最為流行的分時電價方法是“兩部制+分時電價”：用戶必須每月交納固定的月費來支付容量成本，再加上峰谷分時定價。固定月費可能是按該用戶的最大負荷值核算（$/Kw-月）,也可能是簡單的（$/月）。采用這種方式的原因，既是因為長期的電價體制，同時，這種收費方式比簡單的分時電價更為細致，而且合理有效。這種收費方式類似于我國多年前的手機收費方式：除月費外，日間電話費按分鐘收費，但晚間免費任打。
在有現貨市場的地區(qū)，分時電價通常是為非市場化的用戶（主要是居民和小工商業(yè)用戶）而設計的一種收費方式，而市場化的用戶則必須從現貨市場中按現貨價格購電。分時電價在保證發(fā)電成本完全回收的同時，也為非市場化用戶規(guī)避了價格風險。與之相對應的是，市場化的用戶必須面對現貨價格風險，但其可以通過中場期交易來規(guī)避。
分時電價的制定通常分為三步：現貨市場中購電成本（在沒有現貨市場時，則為電廠的收入要求）、根據成本發(fā)生原因在不同用戶間分攤相應的費用和為不同用戶制定適合該群用戶的電價。電價設計總體來講遵守Bonbright設定的幾個原則[Ⅰ]。其中三個相關的最基本原則為：
• 公平: 誰受益，誰付費
• 穩(wěn)定: 用戶可以合理預期電費費用，電價的改變必須是漸進式的
• 簡單: 簡單的計價方法易于理解，有助于降低用戶的管理成本
但是，因為電力系統(tǒng)異常復雜，要為所有發(fā)生的成本找到確切的受益人往往非常困難。而且，政府還經常利用交叉補貼來解決能源貧困（energy poverty）、產業(yè)支持和就業(yè)等問題。因此，電費的設計雖然主要是經濟規(guī)制的問題，也常常摻雜著敏感的政治因素。電費的設計規(guī)則并不總是按社會福利最大化的方式來設計。
國外分時電價
的作用和發(fā)展趨勢
分時電價在許多國家得到了非常廣泛的應用。以加拿大安大略省為例，幾乎所有用戶都按分時電價收費：年用電量超過25萬千瓦時的用戶按現貨市場價結算，小于的則按峰谷分時電價結算。美國的加州、科羅拉多、馬里蘭和密歇根州等也有80%以上的用戶按分時電價結算。在歐洲，按分時電價結算的用戶比例也越來越高：意大利達到了80%以上，法國和西班牙也達到50% 左右(Faruqui等)[Ⅱ]。
分時電價帶來了明顯的負荷轉移和負荷削減。美國馬里蘭州三個供電公司的分時電價試驗結果表明[Ⅲ]，無論是低收入還是中高收入，居民用戶都展示了很強的需求響應能力：高峰時段用電量分別降低了10.2% 和14.8%。用電時間轉移和節(jié)約用電都起到了預期的作用。Faruqui等的研究也發(fā)現，峰谷電價比率每增加10%，居民高峰時段用電量便可能降低6.5%。如果有更高端的技術比如智能溫控器，高峰負荷甚至可以降低11%. 當然，該研究也表明，當峰谷價比超過4：1時，分時電價對峰荷削減的邊際效應越來越小。這種結果可能反應了許多用戶在峰段的需求是剛性的（比如商場、醫(yī)院、政府機關等），即使峰段電價再高，它也無法再進一步削減用電量。
分時電價有力地引導了用戶避峰填谷，為不少用戶節(jié)省了電費。國外的經驗表明，許多工業(yè)用戶，尤其是造紙、冶金、金屬加工等行業(yè)，有著非常大的避峰填谷能力。這些用戶是分時電價的最大受益者。
分時電價也有力地促進了技術和管理創(chuàng)新。分時電價的實施使得用戶更加重視用電時間和用電效率的管理，為智能電表、智能溫控器、高效空調、房屋隔熱材料等等的研發(fā)和普及創(chuàng)造了條件。同時，分時電價也有利于聚集技術和聚集商的發(fā)展，為用戶間接參與現貨市場打下基礎。
此外，分時電價在國外有三個主要發(fā)展趨勢。第一，分時電價變得越來越普及，越來越多的國家和地區(qū)采用了分時電價。第二，越來越多的地方強制采用分時電價，而不是供用戶選擇。第三，為適應越來越多的太陽能發(fā)電，高峰時段有延時的趨勢。比如，在以化石能源為主的時代，高峰時段可能是下午5-7點。但隨著太陽能發(fā)電增加，高峰時段變成了日落時的7-9點。
對我國分時電價設計的幾點建議
總體來講，目前我國的分時電價設計還算合理：適用范圍廣泛，峰谷電價比較正常?！锻ㄖ犯蟾鞯?ldquo;要統(tǒng)籌考慮當地電力供需狀況、系統(tǒng)用電負荷特性、新能源裝機占比、系統(tǒng)調節(jié)能力等因素，將系統(tǒng)供需緊張、邊際供電成本高的時段確定為高峰時段，引導用戶節(jié)約用電、錯峰避峰；將系統(tǒng)供需寬松、邊際供電成本低的時段確定為低谷時段，促進新能源消納、引導用戶調整負荷?？稍偕茉窗l(fā)電裝機比重高的地方，要充分考慮新能源發(fā)電出力波動，以及凈負荷曲線變化特性”?？梢灶A期，分時電價會為我國的現貨市場的發(fā)展和碳達峰、碳中和提供強而有力的助力。
目前，幾乎所有省份的大工業(yè)都實行分時電價，大多數省份的分時電價還包括一般工商業(yè)和居民用電。各地還按照當地實際情況合理劃分時段，北京、重慶，湖南等九省執(zhí)行尖峰、高峰、平段、低谷四時段，浙江則執(zhí)行尖峰、高峰、低谷三時段，其他省市執(zhí)行高峰、平段、低谷三時段。
在峰谷電價比方面，全國多數省市的峰、平、谷電價比約為3：2：1。個別省份峰、谷電價比為4：1左右，少數省份峰谷電價比為2：1。這些比例與國外并沒有太大的差別，比如美國的峰谷電價比中值為2.9：1，非常接近于我國的3：1。
但盡管我國的分時電價機制總體合理，卻也存在著幾個可以改進的地方。
■ 峰谷價差不應該有強制性規(guī)定
《通知》要求，系統(tǒng)峰谷差率超過40%的地方，峰谷電價價差原則上不低于4:1，其他地方原則上不低于3:1。這種強制要求雖然考慮了負荷總需求的時間特性，但沒有完全考慮當地電源和用戶差異性等實際情況。不同地區(qū)有不同的電源結構，不同的電源結構有不同的邊際成本和容量成本。按照高峰負荷定價法原理，峰谷價差應該與當地實際情況密切相關，不可能有放之四海而皆準的統(tǒng)一標準。強制性的峰谷價差會導致要么過高、要么過低的谷段電價。過高或過低的谷段電價都會產生社會福利損失，而且也并不一定有助于促進新能源的消納。
圖3展示了某地某月的現貨市場平均價和即將實施的分時電價。如果現貨市場價真實地反應了實時市場的邊際成本（該價格大概反應了燃煤電廠的燃料成本，低于包括可變運營成本在內的邊際成本），那么按照高峰負荷定價法原理，谷段的價格應該大體反應現貨市場的價格。但是，目前的分時電價中谷段電價只有不到現貨市場的一半。這種遠遠低于邊際成本的分時電價只會鼓勵用戶在谷段過度用電。如果燃煤機組此時為邊際機組，過度的用電就會導致更多的溫室氣體排放，與碳達峰的目的背道而馳。
圖3 某地現貨市場價和分時電價
部分人士可能認為，較高的峰谷差價可以鼓勵用戶削減更多的高峰負荷，因此制定很低的谷段電價有助于鼓勵避峰填谷，提高整體社會福利。這是一種對經濟分析的誤解。不反應真實成本或供需狀況的價格往往不會提高社會福利。以上圖為例，這種人為的價差會造成峰段用戶補貼谷段用戶，沒調節(jié)能力的用戶補貼有調節(jié)能力的用戶，造成谷段用戶過度用電。而且，正是因為這種人為的價差要求，大量不必要、不經濟的儲能也可能因此進入市場，造成更多的資源浪費。
據筆者所知，國外并不存在強制性的、全國性的最低峰谷電價比率要求。各省或州,甚至各供電公司均按照自己的電源和負荷特征，在滿足發(fā)電電源收入要求的情況下，設計出基本符合高峰負荷定價原理的分時電價。因此，有些地方的峰谷電價比可能是2：1，有些可能是4：1。但是，沒有監(jiān)管機構要求大范圍的、統(tǒng)一的峰谷電價價差比率。
■ 不應該利用低于邊際成本的谷段電價來促使可再生能源的消納
《通知》明確表明，設置分時電價的目的之一就是為了可再生能源的消納。強制性的峰谷價差可以降低谷段電費，為用戶避峰填谷提供強大的動力。這種出發(fā)點是好的，但棄風棄光發(fā)生的原因有很多，谷段負荷需求不足也許只是微不足道的原因之一。
同時，由于外送輸電通道受阻，再低的東部省份的谷段電價也無助于西北地區(qū)新能源送出。如果棄風棄光的主要原因是輸電通道的阻塞，低谷段電價對新能源消納也起不了多大作用，但扭曲的分時電價卻會帶來其他問題。
■ 要為大中型用戶的分時電價設置退出機制
《通知》明確要“加快將分時電價機制執(zhí)行范圍擴大到除國家有專門規(guī)定的電氣化鐵路牽引用電外的執(zhí)行工商業(yè)電價的電力用戶”，體現了政府對價格會充分影響大中型工商業(yè)用戶用電行為的信心，有助于在全國范圍內削峰填谷，維護電力系統(tǒng)可靠性。
但是，提供分時電價可能打擊部分大中型工商業(yè)用戶參與現貨市場的積極性。與價格波動大且難以預測的現貨市場價相比，分時電價穩(wěn)定可預期，而且可能節(jié)省更多的電費，部分大中型工商業(yè)用戶便失去了參與現貨市場的興趣。
但現貨市場提供的靈活性和及時性，可以用較低的成本消納可再生能源，鼓勵甚至強迫大中型工商業(yè)用戶參與現貨市場是現貨市場成功的關鍵之一，也是實現碳達峰、碳中和的重要手段。而且，大中型用戶參與現貨市場可以參加輔助服務和需求響應等競爭，有助于降低發(fā)電電源的市場力。參與現貨的大中型用戶在降低自我用電成本的同時，也降低了其他用戶的用電成本。
因此建議，在有現貨市場的省份，針對大中型工商業(yè)用戶，分時電價要有具體的退出機制，強迫他們在一定時期內進入現貨市場和中長期交易市場。
■ 要盡快將居民用電納入分時電價
《通知》采取了循序漸進的方法，在要求擴大分時電價執(zhí)行范圍同時，也為“不適宜錯峰用電”的一般工商業(yè)用戶和居民用戶是否適用留有余地。一般工商業(yè)用戶和居民不執(zhí)行分時電價，短期內看似可能減少了電費支出，但從長期看，必然要求新增機組和電網來維持高峰用電，最終要承擔更高的平均電價，或者更多的來自大型工商業(yè)用戶的交叉補貼。
而且，從國外已有的實踐和研究成果來看，“不適宜錯峰用電”似乎是一個錯誤的假設，因為幾乎所有的用戶都存在或多或少的錯峰用電能力。一般工商業(yè)用戶和居民用戶都足夠聰明，只要存在及時的、有效的價格信號，絕大多數用戶都會根據價格調整其用電行為，為自己節(jié)省電費的同時，也為其他用戶節(jié)省了長期電費。政府應該相信價格的作用，有必要盡快將中小型用戶納入分時電價。
原標題：完善分時電價 還應從哪些方面入手？
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