南部非洲電力聯盟及其跨國電力交易現狀和前景研究

(1.國家電網公司 駐非洲辦事處，南非約翰內斯堡 2000；2.國家電網公司 國際合作部，北京 100016)

非洲有5個區域電力系統，分別為東部非洲電力聯盟(EAPP)、南部非洲電力聯盟(SAPP)、西部非洲電力聯盟(WAPP)、中部非洲電力聯盟(CAPP)和北部非洲馬格里布電力聯盟(COMELEC)[1]。各電力聯盟主要職責是負責區域內電力系統規劃、可行性研究、跨國交易、環境保護和重大項目協調。

1 SAPP基本情況

1.1 成立背景

電力工業作為基礎性產業之一，是跨國合作的重要內容。伴隨著政治和經濟發展，南部非洲各國政府、電力企業和金融機構在電力政策制定、規劃發展和運行管理等方面的合作不斷加強，建立常態化的電力合作機制需求迫切。1995年8月28日，在南部非洲發展共同體(Southern African Development Community, SADC)的大力支持下，除馬達加斯加、毛里求斯和塞舌爾3個離岸國家之外，安哥拉、博茨瓦納、剛果(金)、萊索托、馬拉維、莫桑比克、南非、納米比亞、斯威士蘭、坦桑尼亞、贊比亞和津巴布韋等12個國家簽署政府間合作諒解備忘錄，宣布成立 SAPP[2]。聯盟總部位于津巴布韋首都哈拉雷，各成員國如圖1所示。SAPP致力于在SADC的框架下，加強成員之間合作，推動電力工業發展，建立共同電力市場，使區域的所有用戶受益[3-4]。

圖1 SAPP成員國

除政治因素外，聯盟各國電力供需特點和電網發展規律也是推動SAPP成立的重要因素。各國電力供需不均衡，鄰近國家存在余缺互補需求。通過水電-火電聯合調度，既可以平抑峰谷變化對電力平衡的沖擊，又能優化電源結構，實現管理、技術和資源共享。聯盟的建立也有利于大型電源項目開發建設，進而推動區域電力基礎設施發展。

1.2 管理體系

1.2.1 基礎性法律文件

SAPP的建立與發展主要基于5個基礎性文件，即政府間合作諒解備忘錄(Inter-Governmental MOU)、公用事業企業之間的合作諒解備忘錄(Inter-Utility MOU)、運行成員協議(Agreement Between Operating Members)、運行導則(Operating Guideline)和市場導則(Market Guideline)，涵蓋政府、企業和行業3個層次。

1.2.2 管理組織結構

SAPP管理組織結構如圖2所示。

圖2 SAPP管理組織結構

(1)執行委員會。類似于董事會，一般由各成員國公用事業公司首席執行官(CEO)組成，執行委員會主席由各成員國輪流擔任，任期1～3 a。執行委員會主要負責制定和修改聯盟規則、接納新成員和重要事項審批。

(2)計劃分委會。負責制定聯盟電力系統規劃標準，發電和用電平衡預測，編制跨國電力系統規劃并跟蹤落實，制定跨國交易轉運費用和網損補償標準，協調成員國開展需求側管理。

(3)運行分委會。負責編制聯盟運行導則，管理和協調日常調度。

(4)協調中心分委會。負責監視和評估聯盟及各分委員會運作情況，負責聯盟人事管理、對外協調和統計分析等。

(5)環境分委會。負責制定聯盟電力行業環境保護工作指導方針，在空氣質量、水質控制、土地使用、氣候變化和可持續發展等方面，為管理委員會提供建議。

(6)市場分委會。負責聯盟市場模式和規則的設計，組織落實相關電力交易和日前市場的集中結算工作，協調解決市場運營中出現的問題。

1.3 成員單位

目前，聯盟成員單位共計16家，分別由3類機構組成，詳見表1。

表1 SAPP成員

(1)國有公用事業單位。國有電力公司(Utility)，該類單位共有12家，又分為運行成員(Operating Member, OP)和非運行成員(Non-Operating Member, NP)。由于安哥拉、馬拉維和坦桑尼亞尚未與聯盟聯網，電力傳輸和調度運行相對獨立，因此除3國電力公司屬于非運行成員外，其余9個國家電力公司均為運行成員[5]。

(2)獨立發電商。IPP(Independent Power Producer)，該類成員是可以直接進行跨國電力交易的獨立發電公司。目前僅有莫桑比克卡奧拉·巴薩水電公司(Cahora Bassa Hidroelectric, HCB)和贊比亞倫塞姆富瓦河水電公司(Lunsemfwa Hydro Power Company, LHPC)兩家。

(3)獨立輸電公司，ITC(Independent Transmission Company)，該類成員僅有莫桑比克輸電公司(MoTraCo)和贊比亞銅帶能源公司(Copperbelt Energy Company, CEC)兩家。

MoTraCo是由南非電力公司(Eskom)、莫桑比克電力公司(EDM)和斯威士蘭電力局(SEB)于1998年合資成立，3家各持1/3股份，公司主要負責將南非電力公司的電力輸送至馬普托和斯威士蘭。MoTraCo擁有并管理著3國境內總長565 km的400 kV和132 kV電網資產。在莫桑比克境內以特許經營權形式運營著2條400 kV輸電線路和2座變電站。目前，MoTraCo分別向莫扎(Mozal)鋁廠、馬普托地區和斯威士蘭供電950，300 MW和100 MW，每年傳輸電量約為100億kW·h。

CEC是贊比亞境內的一家私營電力公司，經營發電、輸電、配電和光纖通訊業務[6]。CEC從贊比亞電力公司(ZESCO)購買電力后，再按照購電協議向贊比亞北部地區的礦業公司和部分區域配電公司售電。此外，CEC也向剛果(金)南部礦業公司進行跨境售電。

表2 SAPP成員國裝機容量和用電負荷 MW

注：上述數據據源自SAPP官網(http:∥www.sapp.co.zw/demand-and-supply)的統計數據；電力供需差額統計含備用裝機；電力供需差額為正值表示盈余，負值表示短缺。

2 SAPP電力發展現狀

2.1 發 電

南部非洲各國電力發展落后，無電人口高達2億。SADC成員國平均用電率僅為36%，且不均衡。馬拉維和剛果(金)用電率僅有10%左右，南非達到83%。截至2016年，各國電力普及率如圖3所示。

圖3 南部非洲國家用電普及率統計

目前，SAPP總裝機容量為67 190 MW，除孤網運行的安哥拉、坦桑尼亞和馬拉維3國外，聯網容量為62 340 MW。截至2016年，聯盟各成員國裝機容量和用電負荷如表2所示。南非裝機容量50 774 MW，占南部非洲總裝機容量的76%，對南部非洲電力平衡和安全運行影響重大。

雖然SAPP把火電和水電協調發展作為長期發展方針的重要組成部分[7]，但火電仍然是南部非洲國家最主要的發電方式，比例高達61.4%，水電只占21%，其他發電方式占比分別為光伏發電4.9%、蒸餾發電4.4%、風電3.9%、核電2.9%和燃氣輪機發電(OCGT)2.2%等。目前，南非運營著非洲唯一的核電站——科貝赫(Koeberg)核電站，總裝機1 800 MW[8]。根據預測，在未來幾年內，火電仍然是SAPP最重要的發電方式，水電、可再生能源、抽水蓄能發電將快速發展。同時，垃圾焚燒發電、聚光發電和生物質發電等技術也將得到推廣和應用。

2.2 輸 電

2.2.1 跨國輸電現狀

如圖4所示，除安哥拉、坦桑尼亞和馬拉維外，SAPP目前已建有多條跨國聯網線路，包括南非-莫桑比克±533 kV直流輸電線路、南非-納米比亞400 kV交流輸電線路、剛果(金)-贊比亞220 kV交流輸電線路等。跨國輸電線路使SAPP成員國間聯絡增強，電力交換得以實現。

圖4 SAPP電力互聯現狀

2.2.2 輸電規劃

為進一步推動區域電網互聯，加快電力基礎設施發展，滿足電力需求，SAPP目前已規劃了多條跨國聯網線路，且均為中高壓聯網工程。項目信息如表3所示。總體而言，受到建設資金、政治形勢、技術水平和經濟性等因素影響，這些項目的實施進度大多落后于規劃。

表3 SAPP擬建跨國聯網項目

注：項目進展情況統計截止日期為2018年2月。

2.2.3 輸電容量管理

根據聯盟市場導則，輸電資產所有者應保證資產的可用率，并在技術可行的前提下，無歧視對外開放。在日常交易中，SAPP會協同成員國調度機構，利用潮流仿真計算軟件，對輸電容量進行預測和分析，發布可用輸電容量等信息，并在此基礎上，組織開展日前交易。

2.2.4 輸電定價

目前，專用輸電項目的輸電價格由獨立輸電公司(ITC)與相關購售電方直接協商確定并結算，聯盟不參與。除此之外，SAPP統一制定跨國交易輸電定價模式，但不涉及國內交易部分。自成立以來，SAPP輸電定價規則主要經歷了兩個階段。

(1)第一個階段是在SAPP設立初期，輸電定價采用了比較簡單的“郵票法”(Postage Stamp Methodology)，即轉運費用(Wheeling Costs)等于輸電電量與轉運電價的乘積。

Fw=WPw

式中，Fw表示轉運費用；W表示輸電電量；Pw表示轉運電價。

若電力傳輸途經第三國，還需根據雙邊交易電量向第三國支付過網費。如圖5所示，A國向B國輸電，途徑C國，過網費等于AB兩國電力交易總額的 7.5%。若途經兩個及以上國家，則為15%。

圖5 SAPP跨國輸電轉運費用示意

(2)第二個階段是從2003年開始至今，采用了“兆瓦-公里”法(MW-km Methodology)。根據市場導則，輸電定價僅針對跨國交易造成的運維成本和輸電損耗，并非針對輸電線路的全部資本投入，后者需要從國內輸配電業務中收取回報。輸電轉運費用由購電方承擔。SAPP協調中心集中收取費用后，再根據各成員單位承擔的轉運電量進行分配。

3 SAPP跨國電力交易

3.1 電力交易的發展

3.1.1 交易平臺的建立

2001年，聯盟開始建立短期電力交易市場(Short-Term Energy Market, STEM)，所有市場主體均可以向SAPP協調中心提交買賣報價，協調中心匹配并發布交易結果，價格以匹配后的賣方報價為準，形成STEM固定合同。電費結算采取“日清月結”的方式，結算電量以合同為準，偏差部分通過平衡市場進行交易和結算。

2007年6月，由于聯盟各國普遍面臨電力供需緊張，另外受輸電系統約束，除已簽約的雙邊合同外，跨國短期電力交易銳減，STEM也逐漸被廢止。在STEM實施的6 a間，SAPP年交易電量約占當時跨境交易的5%～10%。

2009年12月，SAPP正式建立日前交易市場(Day-Ahead Market, DAM)，并同步建立了不平衡電量的結算體系。

2016年3月，日內市場(Intra-day Market, IDM)上線。同年4月，月度遠期實物市場(Forward Physical Monthly Market, FPM-M)和遠期實物市場(Forward Physical Weekly Market, FPM-W)上線。至此，SAPP市場交易平臺初步具備對能量失衡(Energy Imbalance)、雙邊轉運(Bilateral Wheeling)和線損(Losses)的計算功能。

3.1.2 交易方式

目前，SAPP主要負責跨國電力交易的組織協調，各國境內的調度和交易通常由其國有電力公司負責。聯盟電力交易由遠期交易和實時交易構成。遠期交易是一種傳統的交易手段，便于鎖定風險和收益，優化電力生產、輸送和需求。實時交易主要用于滿足聯盟成員及時電力供需平衡，其交易價格也是電力金融交易和遠期交易價格的主要參考。

(1)遠期交易。目前，聯盟遠期交易主要形式是雙邊交易(Bilateral Trading, BT)，它是指聯盟成員之間雙邊直接協商并簽訂書面協議，時間跨度至少在1個月以上的電量購銷關系，適用于長期穩定的電力供應。雙邊交易的電量購銷協議(PPA)由購銷雙方直接協商和結算。若交易涉及提供轉運服務的第三方(國)，購銷雙方還需要與第三方(國)簽訂電量轉運協議(Wheeling Agreement)。在協議簽訂后1個月內，購銷雙方需要在聯盟注冊登記，內容包括交易主體、電量和期限，但不必涉及財務信息。

SAPP目前還有一種遠期交易方式，即柜臺交易(Over The Counter Trading, OTC)，它是由聯盟成員通過直接協商，時間跨度在1個月之內的交易。該交易形式簡單，不需要規范的書面協議，只要通過傳真、郵件等形式確認即可。柜臺交易主要用于滿足短期余缺調劑，特別是系統事故和計劃檢修的時段。目前該方式實際交易數量極低。

在SAPP建立初期，跨國交易的主要方式是帶有政府色彩的中長期固定雙邊交易，合同期限一般是1～5 a，甚至更長[9]。這些合同一般能夠滿足電力需求，但缺乏對供需形勢和價格的適應性調整。2008年之后，由于南部非洲各國電力需求激增，跨國交易量明顯下降。

(2)實時交易。實時交易包括日前交易(DAM)和日內交易(IDM)。DAM主要用于滿足次日因預測偏差、臨時故障等原因造成的短期供需偏差。DAM是最主要的交易方式，它的組織實施由聯盟市場分委會負責，運行分委會和規劃分委會配合。DAM參與單位分別向聯盟報送次日買/賣數量和價格，聯盟匯總并進行安全校核后，列入交易計劃。交易完成后，聯盟負責統一結算。

IDM的所有市場主體既可以買電，也可以賣電。交易主體向聯盟申報實際交割前的各時段買電(賣電)量和價格，遵循先到先得、價格優先的原則進行滾動，持續出清。IDM主要用于幫助市場主體進一步降低因預測偏差引起的不平衡電量結算風險。

3.2 電力交易的現狀

自成立以來，SAPP成員間電力交易得到了快速發展，交易規模顯著提高。近年來，實時市場交易量由2013～2014年度的84 159 MWh增加到2016～2017年度的1 023 056 MWh，如圖6所示。此外，管理制度也逐步健全，有力地促進了各成員國電力工業的發展。

圖6 SAPP近4 a實時市場交易量統計

總體而言，受電力系統、社會環境和政治因素影響，SAPP電力交易總體規模還處于低位，交易機制有待進一步豐富和完善。主要表現在以下3個方面。

(1)實時交易總量仍然偏少。如表4所示，2017年度，SAPP電力交易總量為 9 014 672.51 MWh，而實時電力交易量僅為1 023 056 MWh，不足11.3%，其余都是通過雙邊交易實現。且僅有7%的買方需求和10%的買方需求是通過實時電力交易市場實現。在實時交易中，FPM-M、FPM-W、DAM和IDM四種方式分別占比11%、8%、74%和7%。

表4 SAPP電力交易市場統計 MWh

注：以上數據源自SAPP 2017年年報P24-33，http://www.sapp.co.zw/sites/default/files/SAPP.pdf.

(2)實時交易匹配率低。SAPP電力交易平臺顯示，通常情況下，雖然買電和賣電實時需求都比較大，但受各種因素影響，買賣雙方匹配成功率不高。表5為SAPP 2017年度(2016年4月至2017年3月)實時電力交易匹配率(Matched Rate)統計。

表5 SAPP實時電力交易匹配率統計 MWh

注：以上數據源自SAPP 2017年年報P26。

如表5所示，買賣雙方在實時電力市場最終匹配成功率僅為27%和19%。另外，受輸電約束影響，在2017年度，雖然實時交易市場匹配總量為2 779 772.7 MWh，但成交量僅為1 023 056 MWh，成交率不足63%。

(3)競爭不充分。2017年度，在實時交易市場上完成的電力交易僅占總交易量的11.3%，雙邊交易仍然占據主導地位，導致競爭機制未能充分發揮作用。

4 問題和建議

SAPP成立23 a來，內部聯系不斷加強，跨國互聯發展迅速，有力地推動了南部非洲電力行業的發展。但SAPP也面臨諸多挑戰，主要包括以下4個方面：

(1)電力基礎設施發展滯后，難以滿足快速增長的用電需求，整體供需形勢仍然緊張，一些既定的長期交易合同難以得到實施。

(2)DAM、IDM等實時電力交易參與主體偏少，市場競爭不充分，輸電阻塞嚴重，交易成功率低，集中競價交易的價格發現作用還未有效發揮。

(3)輸電定價機制不合理，現有輸電價格水平僅能覆蓋額外增加的運行成本和網絡損耗，電網投資成本主要通過國內業務來補償，這讓電力交易無法有效激勵跨國電網發展。在未來，SAPP迫切需要建立成本導向的輸電定價機制。

(4)南部非洲各國政策與法律環境差異較大，項目審批時間長，迫切需要進一步完善重大項目的政府間合作機制。

針對以上問題，提出如下建議：

(1)逐步加大電力基礎設施建設力度，尤其是跨國輸電線路建設，發揮SADC協調作用，統籌安排，效率優先。

(2)增加市場交易主體，充分發揮市場競爭優勢，釋放市場活躍度。通過管理和技術手段，減少輸電阻塞造成的影響，提高交易成功率。

(3)逐步改變原有的輸電價格計算方式，建立以成本為導向的新的定價模式。各國和區域之間形成聯動，通過相關政策鼓勵跨國電網建設。

(4)加大對重大電力建設項目的組織協調，建立政府間的協調機構，提高審批和決策效率。