2022中国可再生能源绿色电力证书发展现状与展望

绿证是市场化方式驱动可再生能源高质量发展的重要举措,对推动能源绿色低碳转型意义重大。为此,梳理了国内外绿证发展历程,系统回顾了我国绿证政策的历史沿革;基于详实的数据,分析了我国绿证核发交易情况;结合最新政策,剖析了绿证机制的新变化;最后从引导绿电消费、支撑能耗双控、衔接碳市场、提升国际影响等方面展望了中国绿证发展趋势。

以数智化赋能绿色电力证书一体化管控研究思考

为顺利实现我国“双碳”目标,构建以新能源为主体的新型电力系统是关键举措,绿色电力证书(绿证)是体现可再生能源绿色价值的重要凭证。国家能源集团绿证管理面临责任主体众多、信息壁垒较厚、收益分配困难、数智化手段匮乏等问题,无法最大化兑现绿证的环境价值。从绿证核发、需求侧、供应侧、数据治理、价格机制等方面建立一体化管控体系,并通过数智化手段,打造绿证全过程线上管理平台,为各市场主体购销绿证提供服务和支撑,最终实现国家能源集团绿证购销效益最大化。

“双碳”目标下中国绿色电力市场建设关键问题

积极推动绿色电力市场建设是促进能源消费绿色低碳转型、实现“双碳”目标的有效途径。中国已经启动绿色电力市场建设,目前正处于快速发展期,亟须对相关关键问题进行研究,为绿色电力市场建设提供支撑。文中研究了绿色电力及绿色电力市场的内涵,以美国、欧洲作为典型案例,从政策设计、运营机制、应用场景、支撑技术等方面研究了国外绿色电力市场实践,提出了相关启示。在此基础上,结合中国绿色电力市场建设进展,探讨了“双碳”目标下中国绿色电力市场建设的关键问题,从顶层设计、关键机制、衔接机制、支撑技术4个方面提出了中国绿色电力市场建设亟须破解的关键机制设计与技术难题。

计及需求灵活性的地区绿色证书、碳排放权及电力联合交易分析

通过市场的导向作用,形成不同关联市场之间的合力,促成能源的清洁低碳转型是亟待解决的重要问题。针对当前电–碳–绿证联合市场方面的研究未针对市场参与主体构建可供量化分析的动力学模型,以及求解算法的智能性仍需进一步挖掘等问题,提出了计及需求灵活性的地区绿色证书、碳排放权及电力联合交易分析方法。首先,构建了地区绿色证书、碳排放权及电力的联合交易框架;其次,结合系统动力学理论对传统火电厂商、可再生能源发电厂商以及电力用户负荷聚合商等市场参与主体进行建模;在此基础上,采用深度分布式强化学习算法对模型问题进行求解;最后,通过实际算例仿真分析验证所提理论方法的有效性,并对联合交易中的关键影响因素进行灵敏性分析。

“双碳”目标下我国绿色电力证书交易制度的规范建构

绿证交易制度对推动可再生能源产业发展具有重要作用,是我国电力市场的重要组成部分。我国绿证交易制度经历了由自愿认购模式向配额制模式的转变,进一步缓解了我国能源产业发展中国家的补贴压力,也与我国电力市场化改革相呼应。目前我国绿证交易制度仍处于探索阶段,作为其实施基础的可再生能源配额制,存在消纳义务主体定位不明、监管机制衔接不畅以及法律责任缺失等不足,成为阻碍绿证交易制度发展的基础性问题。同时,该制度自身存在的基础权利不清、制度功能实现受限、法律规范不足以及市场交易规则有待完善等问题,也影响了该制度的有效实施。为此,可在调试模式下从完善可再生能源消纳保障机制入手,细化绿证交易制度的具体规范,并探索建立绿证交易制度与碳排放制度、绿电制度等相邻制度的协调机制,以期为我国绿色交易市场机制的体系化奠定基础,助力“双碳”目标的实现。

绿色证书交易与碳排放权交易对中国电力市场的政策效果

首先,在描述和分析可交易绿色证书制度和碳排放权交易制度的基础上,构建系统动力学模型来解释两种制度的作用机理。然后,研究两种制度作用于中国电力市场的机理,并对其政策作用效果进行模拟仿真。结果表明:可交易绿色证书制度和碳排放权交易制度不仅可影响中国电力市场的上网电价,而且可通过设定合理的规划目标组合来促进中国发电产业的发展;在可交易绿色证书机制和碳排放权交易机制的协同作用下,中国电力市场可形成相对合理的上网电价;科学的规划目标不仅有利于增强监管规划期内电价的合理性,而且可以有效调整发电产业的结构。

基于优惠价格的绿色电力证书交易模型

在分析绿色电力证书价格形成机制的基础上,研究可再生能源电价附加资金补贴金额、补贴结算周期和拖延周期、消费者偏好等因素对绿色电力证书销售价格的影响。为研究随机情况下绿色电力证书的成交价格,建立基于蒙特卡罗的绿色电力证书交易模型,通过内蒙古某大型煤电企业认购风电和光伏绿色电力证书的实例计算,验证该模型的实用价值。

绿色电力证书定价动态模型及交易策略研究

为帮助企业更好的适应绿色电力证书自愿认购交易制度和未来的可再生能源配额制,借助绿证自愿认购交易机制获取尽可能多的收益,采用技术经济学理论和方法,构建了基于绿证交易和等待补贴两种方案的绿证定价动态模型,为可再生能源发电企业提出了旨在提高市场价格优势的绿证报价策略。

计及绿色电力证书制度的经济性优化调度

构建一种计及绿色电力证书交易制度(TGC)的含风电电力系统经济调度模型。首先,考虑负荷、风电出力和证书价格预测误差,通过拉丁超立方采样(LHS)生成场景集。然后,计及基于典型场景集的失负荷惩罚、弃风惩罚与绿色电力证书交易成本,以系统总成本最小为优化目标建立调度模型,同时引入可靠性约束保证系统的安全性。最后,采用自适应免疫疫苗算法求解所建模型,分析可靠性水平、弃风惩罚系数以及证书预测价格等不同因素对所建模型的经济性调度以及旋转备用计划的影响,优化制定机组的日前调度计划与旋转备用计划,验证了模型的合理性。

计及绿色电力证书与碳交易制度的“源-荷”协调优化调度

基于低碳电力和智能电网的背景,考虑现有的风电消纳困境,该文以绿色电力证书为基础,结合碳排放权的交易制度,同时引入需求侧高载能企业负荷的响应模型,并将虚拟电厂经济效益作为优化目标函数,建立以绿证交易为基础,结合碳交易制度和高载能需求侧响应的“源-荷”双侧互补协调优化调度模型。最后将某省份区域电网代入到该文所构建模型之中进行仿真,并采用自适应免疫疫苗算法对模型进行求解,结果表明所建立的计及绿证交易与碳交易的模型有利于促进风电消耗,降低单位发电量的碳排放。

考虑绿色证书交易的跨省区电力市场均衡分析

可再生能源配额和绿色证书制度的落实会对跨省区电力市场及绿色证书交易之间存在的复杂关系产生重要影响。为了定量研究该影响关系,首先搭建了配额制下的跨省区电力交易市场架构;其次,考虑省间发电成本差异性及微观经济学相关理论,建立了火电交易市场与绿电交易市场联合的均衡模型;最后,算例仿真重点分析了不同配额比例下电力市场的均衡结果。结果表明随着配额比例的不断增加,可再生能源交易电量先增加后减少;绿色证书价格先上升后下降;各省总成本关于配额的增加呈现倒“U”型分布;各省参与配额制下的跨省区绿色证书交易较未参与时能够有效降低总成本。构建的模型能够以市场的方式发现可再生能源真实的正外部性价值,引导政府科学设置配额比例,促进可再生能源的跨区消纳。

基于区块链技术的绿色电力证书交易机制设计

为缓解可再生能源缺口问题、促进绿色电力发展,作为可再生能源配额制配套政策的绿色电力证书交易应运而生。由于我国绿色电力证书市场尚处在初级阶段,市场交易还存在许多问题。本文从交易流程和交易模式两个方面分析我国绿证交易存在的问题,并简要分析区块链技术的一些重要特征。将绿证流通的全生命周期划分为核发、交易、核查三个环节,在每个环节引入区块链技术的某些特征以解决现存的问题,对绿证流通的全过程进行效率和安全性的优化。

绿色证书交易下可再生能源参与现货市场的过渡机制

随着电力市场改革的深化以及风电和太阳能为主的间歇性可再生能源发电(IREG)机组在电力系统中的占比不断升高,目前,对IREG机组采用的全额固定电价收购模式将按计划逐步终止,IREG机组将作为市场竞争主体参与电力市场,包括电力现货市场的运营。在此背景下,考虑绿色证书交易,通过建立三层决策模型优化政府对IREG机组的补贴政策,并引导其参与电力现货市场运营。首先,提出了过渡机制并建立了多市场多主体交易框架。然后,分别以求解最优合约覆盖率、社会效益最大化的市场出清和发电机组参与现货市场的最优投标策略为目标,建立了考虑绿色证书交易的多主体三层优化决策模型,并以市场出清结果作为这三层模型间的交互数据。接着,基于KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件,将该三层优化决策模型转化为混合整数线性规划模型,以提升求解效率。最后,通过算例对所提过渡机制的可行性和有效性进行了验证。

用户侧碳排放强度评级及绿色电力证书分配研究

为提升绿色电力竞争力、引导电力用户参与绿色电力证书市场,以碳流追踪模型为基础,建立用户侧碳排放强度评级体系,并构建用户侧绿色电力证书分配模型,指导电网展开需求侧管理。利用碳流追踪模型评估用户侧碳排放强度,依据平均排放强度对用户进行排放强度评级;绿色电力证书分配模型根据用户排放分级状况,以全网用户排放强度差异最小为目标进行证书分配,可满足全网用户共同且有差别地承担减排责任的公平性准则。通过IEEE30节点算例模拟了某系统典型方式下的日运行状况,对算例节点进行了碳排放强度评级,基于碳流追踪的绿色电力证书分配模型,实现了系统绿色电力证书的完全有效分配,分配后的用户侧排放状况也达到了预期的目标。

绿色电力证书市场下中国各类电源规模及发电成本演化发展

绿色电力证书市场是解决当前可再生能源成本高昂,电价附加补贴资金缺口大、来源单一、时间周期长等问题的有效措施之一。为完善可再生能源补贴机制,促进清洁能源消纳利用,对绿色电力证书市场下中国各类电源规模及发电成本演化发展进行研究。运用系统动力学,构建绿色电力证书市场的经济系统分析模型并基于Vensim软件进行仿真模拟,对绿色电力证书市场下各类电源装机容量、发电量、单位综合成本的演化趋势及关键因素的敏感性进行分析。结果表明通过合理设置可再生能源配额比例和绿色电力证书有效期,绿色电力证书不仅能够减少补贴资金并提高补贴效率,而且将为可再生能源提供全新的投资回报模式,激励其投资发展,有效促进能源供给侧结构优化。

国家绿色电力证书交易市场与省级日前电力市场协调均衡机制设计

2019年颁布的《关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》标志着我国可再生能源消纳进入强制考核时代,建立绿色电力证书(简称"绿证")交易市场十分必要。针对各省面临的可再生能源消纳任务,设计了国家绿证交易市场和省级日前电力市场协调均衡机制。针对发电侧可再生能源电厂间的差异性,创新性建立了基于熵权法的绿证核发评价体系用以指导可再生能源的绿证核发;从消纳考核要求出发,构建了省级日前电力市场出清模型与国家绿证交易市场出清模型,发电商和售电公司共同参与省级日前电力市场进行电量和绿证的直接交易;在国家绿证交易市场中,受到不同可再生能源消纳配额百分比的影响,售电公司通过竞价进行绿证的购买和售出;算例分析验证了所述机制的可行性和有效性。

绿色电力证书交易影响下计及输电阻塞影响的综合型能源发售电商竞价策略研究

近年来,我国在分布式能源的开发与利用上发展迅猛,但与此同时带来的政府补贴资金短缺和"弃风弃光"问题也日趋严重。随着电力市场改革的逐步深入,考虑可再生能源配额制和绿色电力证书交易政策的驱使作用,含火电和风电机组的综合型能源发售电商如何制定竞价策略使得其既符合政策要求又满足利益最大化显得尤为重要。首先,在对配额制和绿证政策分析的基础上,提出通过"绿证交易市场"处理风电机组的出力偏差,其价格则由绿证用户投标竞价决定;其次,建立发售电商参与竞价的日前市场与绿证交易市场联合优化模型,针对风电实际出力不足和过剩2种情况,发售电商在绿证交易市场中进行购电竞价和售电竞价,并采用随机森林回归算法和多场景缩减技术将风电出力预测结果与误差场景相结合,模拟实际风电出力多场景;然后考虑网络中输电阻塞对发售电商报价的影响,构造了基于节点电价法的输电阻塞成本最小化模型,并采用利用蒙特卡洛模拟和遗传算法进行求解;最后通过算例分析验证文中模型和方法的准确性和合理性。

电力现货背景下的可再生能源配额制、绿色电力证书及碳交易等机制改进设计

随着电力现货8个试点省份开展连续试运行结算,电力现货模式初具雏形。现货市场能够实现资源优化配置,促进新能源消纳。可再生能源消纳保障机制、绿色电力证书、碳市场机制与电力现货将一直共存。现行机制下,绿色电力证书与补贴捆绑,相对价格较高,市场反应冷淡;可再生能源消纳保障机制与绿色电力证书存在双重计量的问题。本文从可再生能源保量保价的角度出发,提出了新的市场机制设计方案及建议。绿色电力证书制度纳入平价项目,存量项目与补贴解绑;可再生能源消纳保障机制与电力现货市场结合开展,确保消纳指标完成。建议放开可再生能源直接参与市场,绿电交易实现多方共赢。可再生能源企业与用户进行双边绿电直接交易,建议以绿色能源企业为先行试点。最后,建立了可再生能源为中心的机制体系,并展示了体系内部相互关系,为下一步市场机制改进、促进可再生能源健康发展提供了思路。

绿色证书交易市场、碳排放权交易市场对电力市场影响机理研究

为了实现可持续发展和节能减排的目标,优化电力结构是电力行业发展的当务之急,于是中国在电力市场上实施绿色证书和碳排放权交易制度。论文基于一般均衡理论和系统动力学方法,分析了绿色证书交易和碳排放权交易对电力市场的影响机理及政策效果。结果表明:(1)绿色证书通过市场交易传导机制作用于电力市场,能够在提高可再生能源发电量的同时降低煤电发电量,但是在运行过程中很难与电力市场同时达到均衡,所以政策应该逐步稳健地推行。(2)碳排放权通过市场交易传导机制作用于电力市场,不仅可以抑制二氧化碳的排放,而且能够有效促进煤电厂商主动减排,但是抑制和减排效果与市场参数设定密切相关,所以政策应该设定合理的参数。(3)绿色证书和碳排放权交易制度并行实施,中国电力结构得到优化,不仅有望实现可再生能源的发展目标,而且能够达到减少碳排放的目的。

绿色电力证书核发和自愿认购介绍

文中主要介绍了我国绿色电力证书自愿认购制度的出台、绿色电力证书申领核发,以及自愿认购流程和交易情况等内容。通过绿色电力消费,带动能源供给侧改革,助力可再生能源发展,是践行绿色发展的重要途径。