新加坡電力中長期市場淺析

鐘聲 楊再敏 張志翔 梁志飛 曾鵬驍

摘 要 新加坡的電力工業在近二十年的改革歷程中，不僅成功建立了電力現貨市場，還建立了與之相適應的電力中長期市場。本文首先梳理其電力中長期市場的發展脈絡，隨后分析了其在不同階段內通過發展電力中長期市場，解決發電側市場集中度過高和提升零售側競爭程度的實際做法，并最終進行了總結以供各電力現貨市場試點地區加以借鑒。

關鍵詞 電力市場;電力衍生品;新加坡

Introduction to Electricity Forward Market of Singapore

ZHONG Sheng1， YANG Zaimin2， ZHANG Zhixiang1， LIANG Zhifei1， ZENG Pengxiao3， JI Tianyao3， JING Zhaoxia3

（1.Guangzhou Power Exchange Center，Guangzhou，Guangdong 510623，China;2.Energy Development Research Institute of China Southern Power Grid，Guangzhou，Guangdong 510663，China;3.School of Electrica Power Engineering，South China University of Technology，Guangzhou，Guangdong 510641，China）

Abstract： During last two decades of deregulation reform， the power industry in Singapore not only established the spot market successfully， but also built the corresponding forward market. This paper sorts out the development of its forward market at first， then analyzes its practical measures in different stages， to solve the high concentration of power generation side and improve the competition of retail market by developing futures market. Finally， experiences are well concluded， as references to pilot areas of electricity spot market in our country.

Key Words： Electricity Market; Electricity Derivatives; Singapore

引言

在過去的20年里，新加坡的電力工業經歷了一波漸進、穩定的去管制化改革，使之從垂直一體化的市場結構出發，成功轉型為全亞洲范圍內第一個運營電力現貨市場的國家。新加坡國家電力市場（National Electricity Market of Singapore，NEMS）自2003年1月1日始正式運營，其批發市場采用了單一電能量（energy-only）的市場設計，通過“發電側單邊全電量競價+節點邊際定價”的價格形成機制，實行電能和輔助服務每半小時聯合優化出清。與此同時，NEMS的發、售電側均同步施行了漸進性改革，較好地保障了市場的全面放開及良好的運作態勢。

事實上，在新加坡這樣的島國中建設小型、孤立的電力市場絕非易事，市場設計者所面臨的最直接，也是最主要的挑戰主要歸結為以下兩點：

（1）如何防止市場份額占統治地位的發電商濫用市場力。NEMS在起步階段的市場集中度問題較為突出，其排名前三位的發電商 在市場中的電量占比高達85%，這顯然賦予了他們以較大的可能性來行使市場力。

（2）如何保障能源供應安全。新加坡的能源供應嚴重依賴進口，如何在服務可靠、成本最低的前提下實現發電能效的提升和燃料來源的多樣化，是其自始至終所必須面對的問題。

事實上，在位于我國東部的若干電力現貨市場試點地區中，上述兩問題也同樣客觀存在[1-2]。盡管此類問題的有效解決，一般需要多種措施的協調配合，但我們在本文中將主要關注并分析電力中長期市場在NEMS改革歷程中所發揮的作用，并為我國建設與現貨市場相適應的中長期市場提供有價值的參考經驗。

1新加坡電力中長期市場概覽

1.1 新加坡電力中長期交易模式

新加坡作為東南亞地區的一個島國，地處熱帶地區，全年天氣偏熱，主要用電為工業、制造業，居民用電較少，用電需求比較穩定。國土面積719.1平方公里，總人口560萬人（2016年），GDP總計2969.66億美元（2016年），裝機容量13.4TW，年用電量48.6TWh，年發電量51.6TWh（2016年），發電能源及占比（2016年）：天然氣95.2% ，垃圾、生物質能、太陽能2.9% ， 煤1.2% ， 石油0.7%?？梢?，新加坡天然氣發電占比大。這樣發電比例的原因有兩方面，一是國土面積較小，從土地綜合利用效率來看，不適宜建立大規模的光伏發電機組;二是新加坡自然資源比較匱乏，且周圍挨著柔佛海峽、新加坡海峽、馬六甲海峽，因海峽通航的經濟效益，建立海上發電機可能性小，整體來講，由于島國性質，無法通過管道進口天然氣，90%的天然氣需要通過海運進口，新加坡電價受石油和天然氣價格影響較大。大量使用天然氣發電而不使用煤發電主要原因是，污染處理壓力比較小，但相應的電價相對來說會比較高。目前來說，新加坡電力市場供過于求，未來不會大規模投資，但會提升新能源發電的比例[3-6]。

新加坡電力市場主要結構如圖1所示，其主要參與成員包括：

（1）能源市場管理局（Energy Market Authority，EMA）：新加坡電力市場的監管機構，主要負責建立一個經濟和監管框架，促進競爭性、公平和有效的市場行為;在價格、可靠性和供電質量方面保護消費者的利益，并保障電力系統安全運行。

（2）電力系統運營機構（Power System Operator，PSO）：EMA下的電力系統運行部門，負責電力系統運行和電力調度，確保可靠的電力供應和系統安全運行，負責新加坡的發電和輸電系統一體化。PSO的責任涵蓋日常運作，系統安全評估和系統應急計劃。通過評估預測的指示場景中，PSO確保EMC的調度計劃不影響新加坡電力系統的安全。

（3）能源市場公司（Energy Market Company，EMC）：負責運營和管理批發市場，準備調度計劃，結算，輔助電網擴張。

（4）SP PowerGrid：隸屬于SP PowerAssets，是唯一的輸電許可商，擁有并負責輸電力系統建設和維護。

（5）發電商：負責批發市場內的電力供應，提供調頻、備用等輔助服務。

（6）SP PowerService：實質上是電網公司的零售公司，作為唯一的市場支持服務商（Market Support Service Licensee，MSSL），一方面提供抄表、數據管理、用戶登記和變更零售商服務，另一方面作為保底供應商，以政府管制電價（由EMA確定）向非自選用戶供電，或以批發市場實時電價向自選用戶供電。作為電力交易的中介機構負責撮合售電方和購電方交易，并維持市場的正常運行。

（7）電力零售許可商：由EMA許可，分為市場參與零售商（MPR），直接從批發市場購電，和非市場參與零售商（NMPR），通過MSSL從批發市場購電。

（8）用戶：分為自由用戶和非自由用戶，根據年用電量是否超過10MWh區分。自由用戶可從零售商、批發市場或通過MSSL從批發市場購電。非自由用戶需從SP Service購電。

新加坡電力批發市場設計原則是可靠、透明、公平，實時市場前，市場運行包括預測信息和預調度計劃，顯示每半小時的調度期內，預估負荷情況和電力供應情況，這是為了確保市場參與者對供需情況有比較多的了解，同時調度的發電機可以提供合適的報價，降低報價風險。批發市場由兩個部分組成：

（1）實時市場（real-time market），即交易電能、調頻輔助服務和備用輔助服務的現貨市場，買賣雙方通過能源市場公司交易電能、備用和調頻輔助服務，以半小時為一個交易周期，每個發電機組可以針對電能、調頻、8s備用、30s備用、10min備用這五類市場參與電力市場交易和競爭;

（2）采購市場（procurement market）交易其他輔助服務，如黑啟動、無功和電壓控制、快速啟動等輔助服務。EMC代表PSO，通過與發電商簽訂合同的形式采購除備用和調頻兩種形式外的其他輔助服務。

在新加坡電力零售市場中，由零售商向用戶賣電，根據年用電大小區分用戶，大于10 kWh的用戶為自選用戶，可從零售商、批發市場或通過MSSL買電;小于10 kWh的用戶為非自選用戶，只能向MSSL買電。

1.2 新加坡電力中長期合約類型

目前，在新加坡電力中長期市場中，主要的合約類型有以下三種：①EMA強制頒布的固定合約;②在SGX中進行交易的電力期貨;③非標準化的場外合約，其中以差價合約較為常見。

固定合約實質上是一種合約覆蓋電量比例固定，且價格固定的合同，由于不同發電商所簽署的固定合約是同質的，因此不存在所謂的二級市場，關于其更為細致的闡述可參見3.1。

固定合約覆蓋比例以外的電量不可避免地會受到現貨電價波動之影響，此時市場參與者即可以考慮買賣電力期貨或非標準化的場外合約以減小風險敞口。目前，SGX已面向新加坡電力市場推出了兩種電力期貨合約，其基本要素如表1所示[7]。

但需要在這里指出的是，由于目前市面上這兩種合約的流動性欠佳，同時新加坡電力現貨市場中的電價與燃料價格存在較強的相關性，不少市場參與者在實操中并不太青睞電力期貨和差價合約，而是會選擇去交易油氣類的期貨合約以實現交叉套期保值。

2新加坡電力中長期市場的發展變遷

2.1 固定合約的引入、原理及表現

在市場運營初期，新加坡能源市場管理局（Energy Market Authority，EMA）所面臨的主要挑戰是濫用市場力的問題。在峰荷時段，市場份額前三位的發電商完全有能力通過持留的方式來行使市場力，并改變出清價格[8]。

鑒于NEMS的市場結構特點，此處應用古諾模型（Cournot model）對其進行定性分析。如圖2所示，在完全競爭條件下，均衡點對應的電量和電價分別為和，但發電商通過策略性的報價，將出清電量減少至的同時，把電價抬升至處，從而得到額外收益如面積差（A―B）所示。顯然，該模型的結論表明，NEMS中的發電商可以將市場出清價格維持在高于邊際成本的水平之上。

為有效抑制發電側的市場力，EMA于2004年推出了固定合約（vesting contract），并按照裝機容量比例強制分配給各大發電商，固定合約比例范圍內的電量按合約價格結算，超出合約比例的電量才按現貨市場的出清價格作結算。此處考慮引入固定合約后發電商投標策略的變化，作定性分析如圖3所示。假設發電商的持留策略不變，而固定合約的對應量、價恰好分別為和，那么：①供給曲線段小于的部分將按照結算;②大于且小于的部分將按結算。此時，發電商通過持留所得的額外收益仍可由面積差（A―B）表示，但在這里卻是一個負數。發電商在預計到固定合約的上述影響后，將重新調整自己的投標策略，轉而傾向減少持留的電量，使得向方向收斂。因此，其策略性行為的變化將引致原均衡點沿著需求曲線，朝完全競爭均衡點方向移動，并最終降低出清價格。

反之，若固定合約的標的電量占比或定價水平不合理，也可能導致上圖中的面積差（A―B）為正，此時EMA相應的調控目標也就無法實現了。由此可見，EMA應主要關注固定合約標的電量占比及合約的定價，其實際的具體操作包括：

（1）固定合約標的電量占比由EMA核定，其決策的參考標準有市場供求狀況、發電側市場力情況等，核定周期為兩年。為達到平抑市場力的最佳效果，固定合約在不同時段的結算占比是不同的，合約平時段的結算占比與固定合約全年標的電量占比一致，而峰、谷時段的占比分別略高和略低于這一水平。

（2）固定合約的定價機制與我國的標桿上網電價相類似，由EMA通過計算最先進發電機組 的長期邊際成本而生成得出。該過程所應用的計算模型包含了23個基礎參數，一般應在EMA的主持下以兩年為周期進行審核和調整。

在固定合約推出后，發電商的抬價行為是否有得到遏制，還需要相關的實證分析以進一步甄別。此處需特別指出的是，即使諸如HHI指數、Top-m份額指數及RSI指數 等市場集中度指標均指向了一個不甚健康的市場結構，那也只能證明NEMS中的發電商有行使市場力的空間，并不能直接證明其確有利用優勢地位以攫取非正當利益?？紤]到NEMS完全以各類型火電機組為主導，想要較準確地測算發電側的邊際成本并不存在技術上的困難。因此，若基于邊際成本為參照來測算勒納指數，就可以在事后較好地甄別發電商的抬價（mark up）程度。目前已有部分文獻作了類似的研究，從測算結果來看，NEMS仍然具備相當的競爭性，同時出清價格偏離邊際成本的程度在固定合約引入后也有所收窄。

除開遏制市場力的作用外，固定合約的另一大作用在于其幫助落實了政府的產業政策，包括：

（1）固定合約的定價機制保障了先進發電機組的成本回收，并給低效率機組帶來相當的成本壓力，成功引導了發電商投資建設高效率機組和對已建成機組進行技術升級。相應的，新加坡在20世紀80至90年代還嚴重依賴于燃油或柴油機組，而現今其燃氣機組的裝機占比已達到了70%以上。

（2）為多樣化發電燃料來源和保障能源安全，EMA于2009年推出了液化天然氣（LNG）固定合約，以刺激CCGT機組的建設和提升其配套LNG接收站的經濟性。

2.2 固定合約的謝幕與電力期貨的入場

顯然，固定合約的定價機制仍是一種在政府主導下采用成本核定的定價方法，其本質上是“雙軌制”的改頭換面，而非徹底意義上的市場化改革。EMA很清楚地意識到了這一點，因此其一直致力于通過采取引入境外投資者和賣出國有發電資產等一攬子政策，以期從根本上改善發電側的市場結構，并逐步降低固定合約標的電量在市場中的占比。

在圖4與圖5中，分別應用了HHI指數、Top-m份額指數和RSI指數，測算并展示了發電側2005-2013年間的市場結構變化[4]?？梢灾庇^地感受到，隨著發電商數量的增加以及裝機裕度的提高，發電側的競爭程度近年來得到了明顯提升。相對應的，如圖6所示，固定合約的電量份額也由2004年的65%逐步下降至2019年的20%，預計自2019年下半年后，分配固定合同和招標固定合同將不再保留，LNG固定合同自2023年后也將被取消。

與此同時，新加坡場外中長期交易的發展十分有限，主要體現為：①交易活躍程度較低;②合約標準化程度低;③未引入電子交易系統;④沒有形成活躍的經紀商生態。考慮到一個發展程度有限的中長期市場十分不利于提升零售市場的競爭程度，因此EMA在2012年左右便開始與新加坡交易所（Singapore Exchange，SGX）協商，并研究引入電力期貨的相關事宜，在上述二者及部分咨詢機構的幫助下，SGX最終于2015年正式開始運營電力期貨[9]。

緊接著，EMA為提升市場流動性，開始張羅計劃以引入多家做市商，自2018年8月1日起，已有6家機構開始入場履行做市義務。從近一年來的統計來看，上述做市商為當前大多數電力期貨交易擔當了對手方，有效提升了市場流動性[10]。

3新加坡電力中長期市場與現貨市場的銜接

由于新加坡的電力現貨市場采用義務型電力庫，在這種市場模式下，所有中長期合約不可物理交割，只具備金融結算之意義，且不需要考慮輸電容量的分配。在這樣的背景下，新加坡電力中長期市場與現貨市場的銜接相對于其他同時存在物理交割和金融結算的合約的市場而言，顯得十分簡潔且易于理解：

（1）固定合約覆蓋部分的電量均按照核定的長期邊際成本計價，因此不存在時間或空間上的銜接問題;

（2）目前SGX僅推出了基荷電力期貨，交割期內各時點上的交割速率一致，交割點則是一個按全網加權LMP計價的虛擬節點;

（3）場外雙邊形式的差價合約個性化程度較高，交割曲線及交割點的定義具較大的自由度。

4結束語

正如在本文開篇中指出的，在一個資源貧瘠、燃料供應嚴重依賴進口的島國構建電力市場并不容易，這對監管機構的專業化程度是一個非常嚴峻的挑戰。但EMA猶如帶著鐐銬跳舞一般，不僅組織建成了亞洲范圍內首個電力現貨市場，還幫助SGX上市了亞洲范圍內第一張電力期貨合約，其具體經驗非常值得面臨類似問題的現貨試點地區引以為鑒。

EMA所推出的固定合約對市場初期的穩定運營有著極其重要的作用。合約的設計不僅有著嚴謹的理論支撐，且最大限度地保持了公開公正，各發電商不論產權歸屬、機組類型和裝機容量有著怎樣的不同，均按相同的覆蓋比例及同樣的核定價格進行結算。從3.1中的數據分析來看，盡管市場中發電側的集中度指數一直較高，但勒納指數的測算結果卻顯示其并未濫用自身的優勢地位。

與此同時，EMA并不打算長期依賴這種帶有顯著計劃經濟色彩的中長期合約，而是采取了以下三項組合措施以過渡成為全面競爭的市場：①從根本上改善發電側的市場結構，引入外資以逐步降低市場集中度;②隨市場集中度之下降，配合性地降低固定合約覆蓋的電量比例;③推動電力期貨合約的上市流通，引導市場為中長期合約進行定價。

參考文獻

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