可再生能源能量來(lái)自于大自然的偉大力量，是不會(huì)耗竭的，而這種力量在不同時(shí)間尺度上是波動(dòng)的。因此，無(wú)論是傳統(tǒng)大型水電，還是目前極具經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的風(fēng)電、光伏，其出力同樣是變化的。若變化的周期很短，人們可以很快掌握規(guī)律，從而能夠有效加以應(yīng)對(duì)。這是筆者一再?gòu)?qiáng)調(diào)“波動(dòng)本身并不是問(wèn)題”的由來(lái)。

然而，如果這種變化的周期很長(zhǎng)，需要以數(shù)年、十年、數(shù)十年來(lái)衡量，在更小尺度內(nèi)成為某種“單調(diào)趨勢(shì)”，那么將很難事先對(duì)這種變化的程度進(jìn)行估計(jì)。

全球水電目前即是如此。國(guó)際能源署(IEA)2023年的統(tǒng)計(jì)匯總顯示，無(wú)論是美洲、歐洲，還是其他地區(qū)，水電的長(zhǎng)期利用率都呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)。在這種情況下，水電業(yè)主如果提前將自己的電能賣出去，由生產(chǎn)者還是消費(fèi)者來(lái)承擔(dān)出力不確定性的風(fēng)險(xiǎn)，就是一個(gè)需要明確界定的問(wèn)題。

這是我們熟知的價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)之外的數(shù)量風(fēng)險(xiǎn)。在本期專欄中，我們將討論電力PPA世界中的風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)及其影響問(wèn)題。

案例:現(xiàn)實(shí)世界的PPA合同安排及其影響

PPA是交易層面(再一次強(qiáng)調(diào)，它不應(yīng)該決定系統(tǒng)物理層面運(yùn)行潮流)電力供需雙方分散確定交易價(jià)格的方式。它可以通過(guò)專業(yè)電力交易所簽約，也可以通過(guò)雙邊場(chǎng)外交易完成，即所謂的OTC(over the counter，圖1)。這屬于靈活性選擇。

第一個(gè)案例發(fā)生在2022年中期，正是歐洲主要國(guó)家天然氣與電力價(jià)格持續(xù)幾倍上漲，一個(gè)個(gè)“天價(jià)”接連出現(xiàn)的時(shí)候。很多交易所需要發(fā)電商補(bǔ)充履約保證金，曾一度造成很多發(fā)電商出現(xiàn)流動(dòng)性困難。我國(guó)國(guó)內(nèi)亦有文章對(duì)此進(jìn)行過(guò)介紹。

圖1 交易發(fā)生在場(chǎng)內(nèi)與場(chǎng)外，與交易的時(shí)間尺度(長(zhǎng)期PPA或短期現(xiàn)貨)是兩個(gè)維度

究其原因，恰恰在于長(zhǎng)期PPA造成的履約承諾的可信度問(wèn)題。由于事先約定的發(fā)用電計(jì)劃受天氣影響，可再生能源供應(yīng)商肯定無(wú)法做到嚴(yán)格一致。如果這種責(zé)任是生產(chǎn)者的，就需要從現(xiàn)貨市場(chǎng)平衡“頭寸”以滿足要求。當(dāng)現(xiàn)貨價(jià)格非常高(當(dāng)時(shí)的情況)，缺額下的購(gòu)買可能使偏差的成本變得巨大，甚至導(dǎo)致整體賣了電仍會(huì)虧損。這種出力不足的風(fēng)險(xiǎn)因市場(chǎng)價(jià)格暴漲被極大地暴露與放大。基于這種可能性，很多交易所通知發(fā)電商追加履約保證金，以防止出現(xiàn)發(fā)不出電、也買不起現(xiàn)貨的違約風(fēng)險(xiǎn)。

另一個(gè)案例是在我國(guó)近期發(fā)生的。2023年6月的新聞顯示，法國(guó)液化空氣集團(tuán)(Air Liquide)與中國(guó)三峽新能源及中國(guó)三峽江蘇分公司簽訂了為期9年的PPA，交易每年達(dá)20萬(wàn)千瓦可再生能源發(fā)電量。電量來(lái)自于江蘇的太陽(yáng)能電站與風(fēng)電場(chǎng)。同年9月，德國(guó)巴斯夫公司與國(guó)家電投簽訂為期25年的PPA，為廣東湛江市的煉化一體化項(xiàng)目提供電力。

PPA的細(xì)節(jié)，尤其是價(jià)格、免責(zé)條款，往往屬于商業(yè)機(jī)密范疇，大部分并未公開(kāi)，我們不予猜測(cè)。然而，發(fā)電量交易以容量為單位，似乎暗示雙方并未約定具體電量，由法國(guó)液化空氣集團(tuán)承擔(dān)出力波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，20萬(wàn)千瓦可再生能源發(fā)電裝機(jī)，發(fā)多發(fā)少，法國(guó)液化空氣集團(tuán)都默認(rèn)接受，自己去平衡總體需求。

標(biāo)準(zhǔn)電力市場(chǎng)中的PPA角色——?dú)W洲

過(guò)去幾年，歐美企業(yè)簽訂的PPA合約數(shù)量增多，特別是IT明星企業(yè)。它們通過(guò)固定協(xié)議鎖定電力價(jià)格并獲得相應(yīng)的綠證，通常是在年度尺度上進(jìn)行匹配。此類綠色采購(gòu)，如果可以拉動(dòng)額外的可再生能源電廠投資，無(wú)疑具有額外性(這需要額外論證)與環(huán)境價(jià)值，以及企業(yè)社會(huì)形象方面的收益。那么，它們還有其他方面的考量嗎?

市場(chǎng)存在雙向波動(dòng)的可能。PPA作為長(zhǎng)期購(gòu)電協(xié)議，可以規(guī)避現(xiàn)貨價(jià)格的暴漲暴跌。但很顯然，規(guī)避的往往只是一側(cè)的極端情況。IT企業(yè)考慮到這一點(diǎn)了嗎?讓我們從PPA的整體圖景來(lái)嘗試進(jìn)行理解。

歐洲風(fēng)電行業(yè)組織WindEurope對(duì)歐洲存在的PPA進(jìn)行過(guò)匯總，這僅是市場(chǎng)中存在的全部合同的一部分。該組織的網(wǎng)站直接給出了各種結(jié)構(gòu)圖示，清晰易讀。從行業(yè)、地區(qū)與發(fā)電企業(yè)分布來(lái)看:

PPA買家，主要是IT行業(yè)與高耗能企業(yè);

可再生能源發(fā)展迅速的主要國(guó)家均存在不同規(guī)模的PPA，但考慮到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)與電力體量，西班牙、瑞典與挪威所占的比重尤其高;

在PPA賣家中，風(fēng)電與光伏所占的比重相差無(wú)幾。

從風(fēng)險(xiǎn)角度來(lái)看，PPA可以幫助買家規(guī)避價(jià)格暴漲的風(fēng)險(xiǎn)，但會(huì)帶來(lái)其他方面的風(fēng)險(xiǎn)，包括:

現(xiàn)貨價(jià)格低于、乃至大幅低于PPA價(jià)格。如此，在一定時(shí)期內(nèi)，與那些沒(méi)有通過(guò)PPA鎖定價(jià)格的企業(yè)相比，簽訂PPA的企業(yè)將存在競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)。

PPA約定數(shù)量與實(shí)際發(fā)電的差別。這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)賣家和買家而言是對(duì)稱的，兩者顯然都無(wú)法保證長(zhǎng)達(dá)20年預(yù)期相對(duì)準(zhǔn)確的發(fā)電量與用電量。

第一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，與高耗能企業(yè)較為相關(guān)。至于第二個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，因高耗能與IT企業(yè)都需要確保發(fā)用電平衡，兩者均將暴露在風(fēng)險(xiǎn)中。然而，與高耗能企業(yè)不同的是，IT企業(yè)暴露之后受到的影響不會(huì)太大。因?yàn)樗鼈兊碾娏偝杀?數(shù)量×價(jià)格)在運(yùn)營(yíng)成本中所占的份額很低，大部分成本來(lái)自人力、智力、數(shù)據(jù)中心等。

從動(dòng)態(tài)反饋來(lái)看，如果生產(chǎn)者與消費(fèi)者都預(yù)期到以上風(fēng)險(xiǎn)，他們可能不會(huì)選擇簽訂PPA，或者起碼不會(huì)將“頭寸”都鎖定在長(zhǎng)期合同上。這是高耗能企業(yè)的理性選擇?只有較小部分電量來(lái)自于長(zhǎng)期合同，其他大部分隨行就市。

標(biāo)準(zhǔn)電力市場(chǎng)中的PPA角色——北美

北美的情況可能更加復(fù)雜與多元，且企業(yè)擁有更大的自主權(quán)?“美國(guó)的調(diào)度RTO運(yùn)營(yíng)商不需要評(píng)估或批準(zhǔn)市場(chǎng)參與者之間的購(gòu)電協(xié)議”，因此，情況也不足夠公開(kāi)透明。這是正常的。一些商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，如彭博新能源財(cái)經(jīng)(BNEF)的《企業(yè)能源市場(chǎng)展望》(Corporate Energy Market Outlook)部分匯總顯示出與歐洲類似的結(jié)構(gòu)分布特點(diǎn)，如更多地分布在IT和高耗能企業(yè)，而總體規(guī)模比歐洲更大。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)定期對(duì)企業(yè)自愿電力市場(chǎng)的匯總顯示，2021年，600多家承購(gòu)商通過(guò)PPA購(gòu)買了約7300萬(wàn)千瓦的綠色電力。在清潔能源購(gòu)買協(xié)會(huì)(CEBA)統(tǒng)計(jì)的項(xiàng)目中，超過(guò)1/3的風(fēng)電、光伏是通過(guò)自愿采購(gòu)方式投資的。

此外，美國(guó)具有更加發(fā)達(dá)的金融套利、對(duì)沖市場(chǎng)。這些PPA是否與更多的金融工具綁定，是各個(gè)參與者根據(jù)自身目標(biāo)、能力與風(fēng)險(xiǎn)承受能力綜合決策的結(jié)果。關(guān)于這方面的情況，我們留待以后再做更細(xì)致的討論。

我國(guó)電力市場(chǎng)中的PPA可能

必須認(rèn)識(shí)到，我國(guó)的電力市場(chǎng)遠(yuǎn)非標(biāo)準(zhǔn)的電力市場(chǎng)。它的獨(dú)特性在于:

由于政治心理上的承受能力問(wèn)題，市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)往往被限制在一個(gè)很窄的區(qū)間，如在目前煤電基準(zhǔn)電價(jià)(對(duì)應(yīng)于煤炭?jī)r(jià)格的基準(zhǔn)水平?550元/噸)上下浮動(dòng)20%。

主要的電力現(xiàn)貨試點(diǎn)，充滿著眾多服務(wù)于其他政策目標(biāo)，甚至有些“肆意性”的約束或邊界，如補(bǔ)貼天然氣發(fā)電、優(yōu)待部分儲(chǔ)能與需求側(cè)響應(yīng)行為、有選擇地給予某些機(jī)組優(yōu)惠等。

廣大的市場(chǎng)參與者，除參與市場(chǎng)的要求外，還存在諸多其他的約束與義務(wù)。比如，發(fā)電量考核、嚴(yán)肅調(diào)度指令必須物理發(fā)電、割裂統(tǒng)一平衡市場(chǎng)的跨區(qū)綠電消納義務(wù)、長(zhǎng)期合同簽約義務(wù)等。因?yàn)檫@些額外的因素，我國(guó)的PPA也會(huì)是其他的形態(tài)及具有迥異的系統(tǒng)潛在影響。

以被廣泛討論的山東日間長(zhǎng)時(shí)間負(fù)電價(jià)為例，在缺乏精確細(xì)節(jié)的情況下，它最大的可能原因?yàn)檫^(guò)多的中長(zhǎng)期交易。實(shí)時(shí)市場(chǎng)的流動(dòng)性接近枯竭，缺乏基本需求，從而使一些額外的供給無(wú)處可去。市場(chǎng)要均衡，電價(jià)必須降為負(fù)的。一些之前鎖定價(jià)格的具有明顯邊際成本的化石能源發(fā)電商會(huì)停止發(fā)電，從生產(chǎn)者變?yōu)橄M(fèi)者(生產(chǎn)一千瓦時(shí)電的成本是0.3元，但缺額了不僅不需要付錢，還能掙錢)，從而促進(jìn)市場(chǎng)的平衡。不過(guò)在這種情況下，消費(fèi)者想的恰恰應(yīng)該是:現(xiàn)貨價(jià)格如此低，我為何要長(zhǎng)期鎖定一個(gè)那么高的價(jià)格?我的未來(lái)預(yù)期應(yīng)該如何安放?

這涉及市場(chǎng)設(shè)計(jì)方面的重大“協(xié)調(diào)”問(wèn)題。強(qiáng)烈區(qū)分某個(gè)市場(chǎng)部分是靈活性選擇還是必需義務(wù)，將變得尤為關(guān)鍵。

小結(jié)

中長(zhǎng)期雙邊交易PPA只是市場(chǎng)交易的一種形式。它處理得好，可以用來(lái)規(guī)避市場(chǎng)存在的價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)。但必須意識(shí)到，這種規(guī)避是單向的。它也存在另一個(gè)方向上的各種數(shù)量、價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)。

因此，希望通過(guò)PPA來(lái)“一統(tǒng)天下”，實(shí)現(xiàn)可再生能源宏觀層面的發(fā)展大計(jì)，可能是困難的。我們將在后續(xù)專欄中討論“自愿VS強(qiáng)制”涉及的市場(chǎng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題。