現貨背景下新能源的困境系列文章(二)

新能源在現貨市場交易中的囚徒困境

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2022年6月1日，蒙西電力現貨市場開啟長周期結算試運行，標志著第一批現貨試點省份中新能源裝機比例較大的省份都進入了連續試運行的階段。雖然新能源的現貨交易業績高低不一，但總體來說形勢不容樂觀。

(來源：微信公眾號“蘭木達電力現貨” 作者：姜宏強)

一新能源進入現貨市場后結算均價降低

截至2022年底，新能源進入現貨市場的成績幾何?據公開信息披露，各省火電與新能源結算均價如下，相比于基準價均有不同程度下跌，其中，又以山西、蒙西尤甚。

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表12022年各現貨省份結算價格對比

從表1中可以看出，火電機組進入現貨市場后，結算均價相比于基準價均有一定幅度上升，而新能源幾乎都呈下降態勢。究其原因，現貨背景下，構成新能源電價下跌的要素有很多，包括但不限于：

1. 新能源參與現貨市場的報價模式;

2. 中長期市場設計機制，新能源參與中長期市場交易偏差考核;

3. 現貨市場的報價價格下限設置;

4. 市場運營費用分攤;

以上原因中，與政策規則相關的部分市場上已有較多文章進行分析，本文不做過多解讀。而現貨背景下，結算收入構成相對復雜，影響因素較多，想要通過結算均價直接對現貨市場運行下結論難免有些武斷，仍需從從基礎的現貨收入入手。本文希望通過分析現貨收入入手，剖析現貨市場的運行規律并揭示新能源電價下降的核心原因之一：新能源在現貨市場中的博弈劣勢。

二新能源在現貨市場中的報價劣勢

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圖1現貨背景下火電與新能源收入構成公式

市場公開披露信息，2022年山西省火電現貨市場實時均價達514.42元/MWh，光伏現貨實時均價297.16元/MWh，風電現貨實時均價325.26元/MWh，同樣參與現貨市場，差距竟如此之大。從結果上看，火電作為可調電源可在低價時少發，高價時多發，相比于新能源出力的不可控性以及出力與現貨價格的負相關性來講，更具有優勢。但火電實際運行需要受調度控制，出力偏差大也需要承擔雙細則考核，實時調整的空間并不大，主要原因仍需追溯至日前市場：火電報價在市場博弈中具有優勢地位。

現貨事前信息發布規則規定，在競價日8:30前，運營機構會向市場發布短期新能源總加預測曲線，作為同側售電主體，新能源相當于向火電方公布了自己的報量報價信息，從而失去了在市場博弈中的“先發優勢“。在只報量不報價的模式下，新能源作為價格接收者參與出清，火電面臨去除新能源出力后的“剩余市場“，根據剩余市場的大小程度與火電可開機組容量的不同，火電的報價規律也不同。火電的報價優勢以及火電報價的非線性規律都將造成新能源收益走低的困境。

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圖2新能源作為價格接收者參與現貨市場出力-價格關系圖(線性報價)

通過山西、蒙西市場運行結果來看，火電的報價行為往往是非線性的，其原因有：

1. 若火電采取邊際成本報價，其邊際成本曲線是本身非線性的;

2. 火電在實際運行中會面臨各種各樣的運行工況、如機組供熱、空冷機組出力受限、煤質不佳、設備消缺等，不能完全按照邊際成本報價;

3. 完全按照邊際成本報價可能造成單次發電利潤為負;

4. 估計其他競爭對手報價行為的方法也是火電報價典型策略之一，在火電主體內部，在不同電源主體之間，均存在動態博弈關系，視市場火電可開機組容量、新能源出力水平變化等情況，在一定時期內會造成報價曲線動態非線性的情況。

根據山西某光伏電站出力與某風電站出力情況，取1-5月、11-12月新能源出力較大的月份，擬合全天風光出力與日前現貨價格關系，可發現第1行第3列的風電出力與日前價格相關性最強，且在風電出力較小的區間，日前價格驟升，在一定程度上反映了視新能源出力情況與火電供給曲線的非線性關系;第1行第2列為光伏出力與日前價格關系圖，光伏出力主要影響谷段價格，對日前價格的影響相對來講沒有風電顯著;開機容量與日前價格也存在非線性關系。

(點擊圖片可放大查看)圖3 山西2022年1-5月、11-12月某風、光電站與日前價格關系圖

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圖4 新能源作為價格接收者參與現貨市場出力-價格關系圖(線性與非線性報價)

相比于線性報價的情況，非線性報價將進一步壓低新能源的利益空間，低價時報價更低，高價時報價更高，新能源出力與價格的倒掛關系進一步惡化。

三新能源逃脫不掉的囚徒困境

如此困境下，新能源有破局辦法嗎?既然新能源報量不報價的模式在市場博弈中處于弱勢地位，那么報量報價的模式是否可以解決這樣的問題呢?很可惜，答案也是否定的。這里引據博弈論中一個最經典的案例-囚徒困境。假設由兩個犯罪嫌疑人共同作案，警察抓住他們以后，分開拘押，并告訴他們：可以選擇坦白、或是不坦白;如果一個人坦白，而另一個人不坦白，則坦白的的一方會被立即釋放，而不坦白的乙方被判10年;如果兩個人都坦白，則會每人各判8年;如果兩人都抵賴，因證據不足，則每人在關押1年后釋放。兩個犯罪嫌疑人該如何選擇呢?

從集體利益角度看，二人的最優策略都是“抵賴“，這樣集體損失最小。但對于個體而言，因為不知道另一方的決策，則其面對的問題是：如果對方坦白，自己坦白判8年，不坦白判10年，最優策略是坦白;如果對方不坦白，自己坦白判0年，不坦白則判1年，最優策略也是坦白。無論另一個人坦白或是不坦白，自己的最優策略都是坦白，最終造成的結果是兩個人都坦白，都判了8年。個體理性與群體理性產生了沖突，這就是典型的“合作悖論”。

“合作悖論”的例子在電力市場中比比皆是：火電競爭性開機，中長期集中競價，競爭性外送簽約等，都是因為“內卷“造成的集體利益損失。對于新能源報量報價模式也是一樣，由于新能源的邊際成本默認為零，即使新能源報量報價，也無法改變在只報量不報價模式下的收益困境：若其他新能源主體不報零價，自身的最優策略是報零價，可以出清更多電量;若其他主體報0，自身的最優報價策略也是0，可以保證至少出清部分電量。

現貨市場告訴我們的原理是：市場處處存在博弈，不光是與用戶側做傳統對手交易的博弈，要與市場的絕對主體-火電做博弈，甚至還需要與“大自然”做新能源出力情況的博弈，而每一次博弈，先手后手、信息是否完全或對稱，都將決定博弈的成敗。本文除分析以上原理外，實踐意義在于，市場主體亟需從以中長期交易為主的傳統交易思路向以現貨為指導的中長期交易為主的思路轉變。

通過第一批現貨試點省份實踐來看，新能源進入現貨市場電價下行已是大勢所趨，并要求市場主體需更加科學、客觀的看待開展現貨市場后的營銷工作：通過分析、剖析現貨市場的運行規律，發揮現貨市場的價格發現作用，才能進一步指導中長期市場交易，起到中長期市場壓艙石的作用。