我国电力产业市场结构分析
—2018.07.02—
 

一、引言

长期以来,电力产业被认为是自然垄断产业,各国政府都对其进行了不同程度的规制,不仅是对经营权进行垄断,而且按照电力本身的技术特点,包括了从发电、输电、配电到售电的电力生产的每一个环节,甚至还垄断了发电企业的规模及电网的建设。这种垂直一体化的结构在电力产业的发展中长期占据了主导地位,并且被认为是最有效的电力产业结构。 随着技术和经济的发展,电力产业的自然垄断特征在逐渐弱化,人们意识到电力产业垂直一体化的结构是缺乏效率的,会促成生产成本的增加以及产品价格偏高、服务质量差等一系列问题的产生。经济学家在对具有相似结构的电信、供水、铁路等以网络为特征的自然垄断行业进行了不断深入地研究,提出传统的规制给电力产业带来的是竞争缺乏和激励不足,造成产业效率的低下和社会福利的损失,即产生了所谓的规制失灵。20世纪90年代开始,以英国为首的西方发达国家开始对电力产业进行放松规制,引入竞争,并取得了一定的成就。 目前,我国也对电力产业进行了一系列的改革,从20世纪90年代开始,我国撤销了电力工业部,经营权完全交给国家电力公司,实现政企分开。2003年,全国主要发电资产与电网分离,成立了五大发电公司和国电公司等。从总体上看,我国电力产业已经大致形成了厂网分开、竞价上网、打破垄断、引入竞争的市场格局。表面上,国家对电力产业的改革决心可见一斑,然而,由于各种因素的制约,我国对电力产业的规制仍然处于较低的水平,仅仅可以说完成了改革的第一步,即发电环节的拆分,而对于构建有效的市场竞争机制仍然处于最初的尝试阶段,并没有取得预期的成效。目前,政府依然对电力市场准入干预过多,对现行电价的规制缺乏科学的依据,没有确立适当的电力规制价格模型等,这样的问题在电力产业中依然存在,并且成为阻碍电力产业改革的绊脚石。

二、电力市场结构双向拆分过程

2002年至今,我国开始了新一轮的电力市场结构改革过程,此阶段是以打破垄断、促进竞争、建立电力市场为主要内容的改革阶段。电力行业是自然垄断行业,但并不是发电、输电、配电、售电所有环节都属于自然垄断。为了减少重复投资,降低输配电成本,提高规模经济效益,保证电网安全稳定运行,将电网企业定位于自然垄断企业,已成为人们的共识。发电环节是电力行业的非垄断部分,需要引入市场竞争机制。在条件成熟时,电力销售环节也将成为电力行业的非垄断部分,同样逐步引入竞争机制。为了解决国家电力公司垂直一体化经营带来的发电企业间的不公平竞争,2002 年,国务院发布《电力体制改革方案》,对电力工业实现了横、纵双向分拆的改革模式,实行厂网分开,重组了发电和电网企业,成立国家电监会,按照国务院授权,行使电力监管行政执法职能,并统一履行全国电力市场监管职责,国家发展与改革委员会负责电力投资审批权和定价权。2002年12月,由国家电网公司拆分出来的五家发电公司、两家电网公司和四家辅助公司挂牌成立。至此,我国在体制层面上实现了发电侧的公平竞争。图1详细地解释了厂网分开的模式。

在发电侧,拆分形成的五家发电公司与原有独立发电企业一起,形成发电市场的竞争局面;在输配电网方面,由国家电网公司、中国南方电网有限责任公司进行双寡头垄断经营。这一厂网分开、引入竞争的市场结构调整,改变了由国家电力公司纵向一体化独家垄断的市场结构。发电独立结构下的厂网分开、竞价上网模式如图2所示。

然而,厂网分开以后,电网公司作为电厂唯一的购买者和用户唯一的供应者而处于双重垄断地位。一方面,竞价双方是竞争性的发电公司和垄断性的电网公司,存在垄断电网对竞争电厂利益的剥夺;另一方面,由于电网对用户的垄断,导致电力用户并不能获得上网竞价

的效益。因此,厂网分开、竞价上网在输配垄断的情况下无法实现降低电价的目的。为此,《电力体制改革方案》进一步明确了开展发电企业向大用户直接供电的试点工作,改变电网企业独家购买电力的格局,于是这种发电企业向大用户直接供电的模式出台,具体情况见图3。

如图3所示,实线箭头表示的是厂网分开、竞价上网的过程,虚线箭头表示大用户直接与发电企业签订购电合同,直接购电的过程。当然,发电企业向大用户直接供电方案是在厂网分开、竞价上网的基础上建立的,在垄断的输配售环节通过大用户从电厂直接购电,双方直接签订购电合同(包括购买电力的数量和价格)来打破输配售一体化垄断、引入竞争,使竞价上网带来的生产成本的降低通过大用户与电厂之间的合同价反映出来,从而实现对垄断的输配售环节的牵制作用,达到示范竞争的效果。

值得注意的是,大用户从电网直接购电依然要通过输配售垂直一体化的垄断的电网传输,要求电网必须对所有使用者公平开放。2005年3月8日,吉林炭素有限责任公司通过吉林省电力公司电网向吉林龙华热电股份有限公司直接购电,标志着中国大用户向电厂直接购电正式启动。大用户直接购电有利于完善电力市场建设,在售电方引入竞争机制,促进电网公平开放;有助于探索输配电环节的分开,加快形成输配电企业成本规则,在输配电环节建立科学、规范、透明的电价管理制度。

三、电力市场结构变迁的实证分析

市场结构是指某一特定产业内部竞争程度和价格形成的市场组织特征。影响市场结构的组成因素有:市场集中度、产品差别化、进入壁垒、市场需求价格弹性、市场需求的增长率等等。

我国的发电市场虽然已经出现了前文提及的发电厂直接给大用户供电的情况,但情况是少之又少,大多数情况下依然是发电公司通过电网给用户供电,所以供给方是在各家发电公司不变的情况下,需求方大都还是国家的高压输电网。国家的高压输电网控制在国家电网公司和南方电网公司手中,按照国家的政策对各家发电公司平等开放,因此对于我国的发电市场,决定市场结构的主要是供给方的市场集中度,分析需求方的市场集中度几乎是没有意义的。

我国的发电公司规模比较大的,除了五大发电集团以外,还有一些大型的发电公司,比如三峡集团等等。放松进入规制以后,发电市场显然不是一个完全竞争市场,在这种环境下,规模较大的发电公司会有一定的市场势力,这些公司可以依据其市场势力,采用策略性的投标行为增加利润。这样的行为导致了不完全竞争市场环境下的高价格和低效率,使电力市场无法实现社会福利最大化。在极端的条件下,厂商市场势力的运用使得电力系统运行的可靠性受到了强烈的影响,甚至会造成大面积拉闸限电。

1、市场结构度量指标的选取

对于市场结构的分析,通常会采取以下几种度量指标。

1)直接市场集中度指标。最常见的市场集中度指标就是cr 指数。

我国12-5电力结构综述

我国 12-5电力结构综述

1. 我国电力结构主要成份、比例、分布情况

中国的能源特点是“富煤、 少气、 缺油”, 这决定了我国能源消费结构是以 煤为主。煤是主要能源来源,占全国能源消费比重达 70%。据中国第二次煤田预 测资料:我国煤炭总资源量为 1.14万亿吨,原料煤占 27%,动力煤占 73%,储采 比为 80年或更长。 2010年底全国发电装机达到 9.5亿千瓦左右,其中火电为 7亿千瓦,发电量比重占 73.68%左右,呈逐年下降趋势。电力用煤占煤炭消费总 量的近 60%, 2010年全国发电用煤需求达 13.8亿吨。我国燃煤发电比例高于世 界平均水平一倍。因此,我国电力结构中火电比重偏大。在最新的“十二五”规 划中指出要 “优先发展大中城市、 工业园区热电联产机组, 以及大型坑口燃煤电 站和煤矸石等综合利用电站” 。

我国水利资源丰富,理论蕴藏量高达 6.9亿千瓦,可开发利用的约为 3.79亿 kW ,占资源的 56%,约占世界总量的 10%。相当于每年提供 10亿吨标准煤。建国 以来, 我国政府一直高度重视水电综合开发利用, 陆续建设一大批具有世界水平 超大规模的水电站,如西南有葛洲坝水电站、二滩水电站、三峡水电站、龙滩水 电站,西北有龙羊峡、李家峡等一批有代表性的水电站。截止到 2007年底,我国 水电装机达到 14526万千瓦,居世界第一。 2010年,在我国电力结构中,水电装 机容量占全国电力装机容量的 22.9%, 2006世界平均水平为 19%, 我国水电装机比 例高出世界平均水平 1.36个百分点。在最新的“十二五”规划中指出要“在做好 生态保护和移民安置的前提下积极发展水电, 重点推进西南地区大型水电站建设, 因地制宜开发中小河流水能资源,科学规划建设抽水蓄能电站” ,这表明水能的 开发利用是未来几年的一项重要工作。

浙江秦山核电站是我国第一座自行设计和施工的核电站,一期装机一台 28.8万千瓦机组(压水堆型) ,大亚湾核电站是我国首次成套从国外引进的压水 堆型核电站, 装机容量为 2X98.4万千瓦, 该电站于 1994年投产运行。 截止 2007年底,我国核电装机达到 885万千瓦,占电力总装机量的 1.2%。至 2006年,全 球已投入运行的核电机组有 442台, 总装机容量 3.7亿千瓦, 占世界总装机容量

16%,我国核电装机比世界平均水平低 15个百分点。据最新数据表明,我国 在 2010核电在建机组总容量达到 2500万千瓦,居世界第一。按规划,到 2020年,我国核电装机容量突破 7000-8000万千瓦,占届时我国总装机容量 15亿千 瓦的 4.6-5.3%。在最新的“十二五”规划中指出要“在确保安全的基础上高效 发展核电” 。

近几年,我国风电从无到有、从小到大,有了较大发展,到 2007年底,我 国风电装机已达到 403万千瓦,约占全国总装机容量的 0.56%,其中 2007年当 年投产风电容量 216万千瓦,增长了 77%。此外,国家还专门出台了价格政策, 在销售电价中建立了风电价格补贴基金,以支持我国风电发展。按照“十一五” 规划,我国风电装机要达到 500万千瓦,目前已经实现。在最新的“十二五”规 划中提到要“加强并网配套工程,有效发展风电” ,这表明,未来几年,仍然会 大力发展风电。

为了优化电力结构,节能减排,节约化石能源,增加能源供应, 2005年国 家制定了《可再生能源法》 ,鼓励各市场主体积极投资开发太阳能,生物质,海 洋能等非化石能源。在最新的“十二五”规划中提到要“积极发展太阳能、生物 质能、地热能等其他能源” ,可见未来几年新能源的发展不可小视。

火电分布于全国各地, 水电主要集中于长江中上游、 雅鲁藏布江大河湾、 金

沙江等河流,分布于湖北、四川、云南、广西、广东等地,如下图,风电分布于

新疆、甘肃内蒙古等风力资源发达的地方。

2. 各电力结构的建设成本、运行成本、上网电价

1. 建设成本

在火电厂中,以煤,石油,天然气等矿物燃料作为能源,以水蒸气为 工质完成蒸汽动力循环。 火电厂建设选址对自然条件依赖性较小, 建设周期 短。

水电站建设守地形地质条件限制,工期较长,投资较大。

核电厂中除锅炉被核反应堆及蒸汽发生器所取代外,其他设备和系统 与普通火电厂基本相同。因此,其选址对自然条件依赖性小,建设周期短。 风力发电场装机规模灵活,建设周期短,建设一座一般规模的风力发 电场,从基础建设,安装到投产,只需半年至一年时间,相比火电厂建设周 期更短。此外风力发电场分散安装,占地面积少。但风电场投资较大。 太阳能电厂建设周期较短,但投资较大,占地面积大。

2. 运行成本

火电厂,运行成本主要取决于机组的煤耗量。现阶段,随着煤价的上 涨,而电价不涨,使火电厂运行成本越来越高。而且火电厂启动较慢,出力 调整较慢。

水电站机组启动快,出力调整快,变工况性能好。其生产不需要依靠 化石燃料,生产成本低,效益高,而且能源利用率高。此外,水能便于储蓄 和调节。

核电站燃料能量高度集中, 1kg 天然铀可以替代 20-40t 煤,这样可以 大量减少燃料及废渣的运输费用。此外,核电站资源消耗少,相同价格的燃 料,核电站教火电站出力更多。

风力发电厂运行不需要燃料,无三废处理的问题,完全依靠自然的风 能。此外风力发电在新能源发电技术中技术最为成熟,故障率已经下降至 5%内,因此它的运行成本较低。

太阳能电厂的运行不依赖与化石燃料的燃烧, 完全依靠大自然的供给, 但发电技术不太成熟,

3. 上网电价(均价)

2010年发电企业 (与省级及以上电网企业结算) 平均上网电价为 384.56元 /千千瓦时,比 2009年增长 0.67%。

燃机平均上网电价较高,为 610.82元 /千千瓦时,其余机组依次为核 电 432.20元 /千千瓦时、火电 394.77元 /千千瓦时,水电机组平均上网电 价较低,为 291.20元 /千千瓦时。

3. 各电力成份来源、利弊的比较

火电是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能,它的基本生产过程是:燃 料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽, 将燃料的化学能转变成热能, 蒸汽压力推动汽 轮机旋转, 热能转换成机械能, 然后汽轮机带动发电机旋转, 将机械能转变成电 能。火力发电:是我国各电网的主力电力来源,优势:(1)一期工程投资少,工 期短,可利用已有的运输企业的运输能力和资源,发电不受季节影响; (2)发电 技术难度小 (地理, 制造技术 ) 。 弊端:(1) 运行成本高, 运行方式不灵活; (2) 煤炭资源消费大,浪费大,资源问题;(3)在无已有运输条件下,需巨资建运 输线 4;环境污染,也是目前的主要问题。

水力发电:是我国各电网的第二主力电力来源。 水力发电的基本原理是利用 水位落差 , 配合水轮发电机产生电力, 也就是利用水的位能转为水轮的机械能, 再以机械能推动发电机,而得到电力。优势:(1)再生能源,符合可持续发展 精神;(2)无环境污染的清洁能源,改善生态环境;(3) 运行成本低,运行 方式灵活;(4)水能可以存储,调节。弊端:(1)一次投资高,工程期长,地

质条件要求高;(2)技术要求高;(3)易受季节气候的影响;(4)影响面较 大,但多在人口不稠密区;(5)对生态环境的负面影响,对历史文化遗产的影 响。

核电是核燃料在反应堆内发生裂变而产生大量热能, 再用处于高压力下的水 把热能带出, 在蒸汽发生器内产生蒸汽, 蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转发 电。 优势:(1) 核电是清洁能源, 对环境影响小, 消耗资源也少; (2) 效益高。 弊端:(1)安全性存在问题,一旦泄露,危害极大;(2)存在局限性,核电项 目落户当地后, 鉴于核电站的特殊性, 在不同的距离范围内都要受到专门保护的 限制;(3)投资金额巨大。

风电是利用风力带动风车叶片旋转, 再透过增速机将旋转的速度提升, 来促 使发电机发电。优势:(1)可再生 , 可持续利用; (2)无污染。弊端:(1)投资 成本高; (2)受地域限制; (3)能量密度小且不稳定; (4)单机容量小。 4. 各类电力成份的互补必要行和可行性

我国能源发展的既定政策是:因地制宜,水火并举,优先发展水电,大力发 展火电,适当发展核电。我国电力系统的运行特点是:(1)电网与用户之间的关 系:电网供给的电量与用户所需电量相平衡;(2)电网不能存储电力。电网供 给的电量随用户的用电量变化而波动,有峰荷、基荷之分。所以,各类电力成分 互补是必要的,一般是水电负责峰荷,火电负责基荷,。另外,由于地域、各地 气候等限制,火电所需燃煤运输困难,水力、风力、太阳能等分布状况都是需要 考虑的。

5. 我国电力结构调整的时机

国家“十二五”规划中提出了“ 坚持节约优先、立足国内、多元发展、保 护环境,加强国际互利合作,调整优化能源结构,构建安全、稳定、经济、清洁 的现代能源产业体系”的方针。

经查,我国 2011年 9月的煤炭平均价格为每吨 835元,其中电煤大约 600元每吨,而 2005年时每吨不超过 110元。原材料价格上涨导致生产成本上升, 由于电企担负的社会责任决定了电价不可能相应大幅上调, 结合能源利用率低的 因素,结果只能是效益下降。所幸国企具有先天体制优势,通过政策允许,可以 少缴纳贷款利息、地租、资源租以及获得财政补贴来保证足够的利润空间。

能源利用率低是个难题,但同时意味着我国节能潜力巨大, 32%的利用率说明现 有能源储量将有更长的使用期限。 一旦清洁煤和煤烃化技术在全球范围内提前取 得重大突破,而我国煤炭储量占了世界的 14%,这就是绝大的利好。在降低能源 对外高依存度对经济发展和安全影响的同时,还抢先占领了广阔的市场。

我国电企相比发达国家而言, 在体制内拥有巨大的人力、 物力、 财力资本和 对人才的诱惑力以及市场、政策优势,所以,这也是一个机遇。之所以说机遇, 是因为电能在很大范围内或很大程度上可以成为石油的替代品, 需求的增长当然 带动发展的加快。 当然这一切与经济体在内部外部环境因素影响下是否具有强大 的自我纠错能力和内生性的良性发展是不可分割的。

国家已对电动机车、 电动汽车、 油气混合动力汽车、 油电混合动力汽车制造 业出台鼓励、 扶持政策, 同时亦有出台限制运输行业对原油消费的措施, 加上近 几年国家投入巨大资金兴建的高铁、 动车都在形势要求的目的上具有趋同性。 基 本上除航天飞船、 飞机、 轮船等大动力需求运输工具和用于化肥制造等作为原料 提取生产行业类,电力是能够提供代替作用的。

“十二五”电力规划强调了对水电、核电、风电和太阳能等清洁能源的开发 利用,国家将对其进行大规模投资。“十二五”能源结构调整的目标是 :到 2015年 , 煤炭在一次能源消费中的比重将从 2009年的 70%上下降到 63%左右 , 天然气、 水电与核能以及其他非化石能源 (主要是风能、 太阳能和生物质能 ) 的电力消费比 重将从目前的 3.9%、 7.5%和 0.8%上升到 8.3%、 9%和 2.6%。其中,核电因为成熟 的发电技术和较低的发电成本优势, 具有良好的发展前景而被一致看好。 在“十 二五”期间,我国核电将在已有 4座核电站共 11台机组运行的基础上每年建设 6~8台机组,对应装机容量接近 800兆瓦。相比之下,美国有运行的核电站 40个,提供电能占全国总电能的 20%。

 

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