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关于可再生能源在中国可持续发展价格结算机制中的参与行为研究:基于代理的模拟分析

浏览:次    发布日期:2026-01-02

  关于可再生能源在中国可持续发展价格结算机制中的参与行为研究:基于代理的模拟分析

  中国可再生能源可持续定价结算机制通过风险对冲工具促进市场准入,但排除了其他长期合同和绿证收益。研究构建多策略演化博弈模型,分析机制规模与价格对市场参与行为及收益的影响。结果表明:充足机制电量保障收益但逐年递增补贴压力,缩减机制电量虽缓解补贴压力但降低中标价格,使退出机制或高价策略更具吸引力。建议确保机制电量规模,未来逐步缩减,优化地方机制电价上下限形成机制,以平衡经济效率与低碳转型。

  清华大学-中国三峡集团联合研究中心,专注于气候治理机制与绿色低碳转型战略研究,中国

  中国的可持续发展定价机制为可再生能源市场进入提供了风险对冲工具。然而,该机制排除了其他中长期合同和绿色证书所带来的收益。这将引发关于可再生能源如何进入市场的问题。因此,分析机制规模和价格对市场参与行为以及可再生能源收益的影响对于政策完善至关重要。为此,本文构建了一个基于代理的多策略进化博弈模型,以研究在不同机制规模约束下可再生能源实体的战略进化趋势。研究还探讨了这些因素对实体收入和机制电力补贴规模的影响。分析结果表明:足够的机制电力保障了可再生能源的收入,但可能会逐年增加补贴压力;而减少机制电力虽然缓解了补贴压力,但也降低了中标者的合同价格,使得退出机制或高投标策略对可再生能源更具吸引力。研究建议,为了促进可再生能源容量的增长,应确保有足够的基于机制的电力供应。随着可再生能源未来的发展,应逐步减少机制电力补贴。政策制定者应优化当地机制电力价格上限和下限的形成机制,以与电力市场信号保持一致,从而确保可再生能源的基本回报和有序发展。

  促进可再生能源(RE)的发展是包括中国在内的世界各国共同的目标(Hu等人,2022年;Rosales-Asensio等人,2024年;Xuan,2025年)。21世纪初,由于可再B-sport B体育官方网站生能源的成本较高,其发展需要强有力的政策支持(Rastegar等人,2024年)。文献显示,2010年,大型光伏发电厂和燃煤发电的平准化成本(LCOE)分别约为230欧元/兆瓦时和100欧元/兆瓦时(Satymov等人,2025年)。可再生能源的成本明显高于燃煤发电。在此期间,中国制定了并颁布了《可再生能源法》以促进可再生能源的发展(Liu,2019年)。该法律规定了对可再生能源的全额保障购买制度,要求电网必须以高于基准燃煤电价的固定价格全额优先购买可再生能源产生的电力。超出基准部分的电价补贴来自对电力用户征收的可再生能源发展基金(Schuman和Lin,2012年)。

  随着可再生能源技术的成熟,其成本通过“边做边学”显著下降,推动了发展规模的逐步扩大(Kileber和Parente,2024年)。可再生能源装机容量的急剧增加加剧了补贴缺口。为缓解这一压力,中国采取了两种调整措施。首先是逐步减少对可再生能源的固定上网电价补贴,从2015年到2020年补贴逐渐减少,然后从2021年开始逐步取消,从而实现了可再生能源与燃煤发电之间的电网平价(Wang等人,2021年)。这一政策转变的合理性在于2010至2020年间可再生能源成本的快速下降:研究表明,中国大型光伏发电厂的LCOE从2010年的约0.34美元/兆瓦时降至2020年的约0.05美元/兆瓦时(Joshi等人,2025年)。中国还在2017年引入了绿色证书交易系统,选择绿色证书收益的可再生能源项目将放弃可再生能源补贴(Liu等人,2024年)。尽管这一政策部分减轻了补贴负担,但其实际效果仍受到限制。补贴后的绿色证书价格过高,且在没有额外激励的情况下,可再生能源项目的自愿购买意愿极低,导致绿色证书市场陷入停滞(Song等人,2020年)。

  2020年,中国提出了到2060年实现碳中和的雄心勃勃的目标(Yang等人,2025年),这需要大幅减少燃煤电力供应并加速可再生能源的发展(Fang等人,2024a)。然而,这一目标远非易事:它需要在推进低碳转型的同时平衡经济效率和安全(Han等人,2023a)。如果可再生能源继续以固定价格并网,政府可能会失去对这些技术真实成本的了解。在这种情况下盲目定价将阻碍技术进步带来的社会和经济效益的实现(Tan等人,2023年)。因此,促进可再生能源的市场整合并通过竞争揭示真实技术成本已成为不可避免的趋势。在这种背景下,可再生能源投资现在面临着市场自由化背景下的新挑战和复杂性。

  自2015年发布《电力改革文件9》以来,中国电力系统改革的步伐逐渐加快(Guo等人,2020年)。在改革的初期阶段,中国的电力市场主要由燃煤发电设施主导。随着碳中和目标的提出,进入市场的可再生能源比例逐渐增加。由于可再生能源技术本身的产出波动性和不确定性,市场进入不可避免地带来了价格波动和投标风险(Peng等人,2023年)。另一方面,随着可再生能源装机容量的增加,这种技术作为决定市场价格的边际单位的频率也会增加。鉴于可再生能源的零边际成本特性,其在现货市场的大规模渗透将显著降低电力清算价格(Han等人,2024年)。这些因素将降低可再生能源的预期回报,并限制该领域的投资(Fang等人,2024b)。在国际上,其他推动可再生能源市场整合的国家也面临类似的问题和挑战。例如,英国通过其丰富的电力市场改革经验实施了差价合约(CfD)机制来对冲可再生能源的价格波动风险(Newbery,2016年;Beiter等人,2024年)。这一机制在推动海上风电发展方面取得了显著成效(Ghorbani Pashakolaie等人,2024年;Jansen等人,2020年;Malleret等人,2024年)。研究表明,CfD机制可以有效降低可再生能源项目的融资成本,从而刺激可再生能源投资(Newbery,2016年)。

  为应对上述挑战,中国提出了两种促进可再生能源投资的方法。第一种是改进绿色电力和绿色证书交易系统,通过市场机制为可再生能源的环境效益赋予价值并提供额外补贴(Yue等人,2024年;Zhou等人,2024年;Wang等人,2025年)。例如,2023年实现了绿色证书的全面覆盖,并在2025年初步建立了强制性的绿色证书消费政策。第二种方法是通过新的价格结算机制来对冲市场价格风险,即文件136中提出的新能源可持续发展价格结算机制。作为一种政府授权的CfD机制,它使发电厂能够根据市场价格与机制基准价格之间的差额获得补偿或支付。这一机制有效缓解了电力价格波动风险,并通过多年收入保障为可再生能源投资者提供了信心。然而,这两种机制是相互排斥的:参与价格差异机制的电力量将不再有资格获得绿色证书收益。这与2017年绿色证书交易系统启动时的情况类似,选择绿色证书收益需要放弃电力价格补贴。

  中国各省应根据各自的具体情况实施文件136。不同地区的市场导向改革进程和转型阶段各不相同,因此面临不同的挑战。在实施这一机制时,有必要进一步明确机制覆盖的电力规模以及适用电价的上下限。尽管政策明确规定机制电力的规模是根据可再生能源消费责任来设定的,但考虑到不同技术类别的成本差异,机制按技术类别组织竞争。因此,研究在不同机制电力规模下可再生能源参与机制的行为和影响是值得的。另一方面,该机制的参考价格与电力市场的平均价格有关,因此市场环境的变化也会影响价格差异补贴的实施效果,进而影响参与该机制的可再生能源的决策行为。因此,这一机制的实施效果将受到不同地区市场环境和实体行为的复杂影响。从政策制定者的角度来看,设计机制电力的规模和价格下限/上限以及预测机制的影响需要定量建模工具来辅助决策。

  为了应对这些研究需求,需要一个动态进化模型框架——该框架不仅能够捕捉战略决策行为,还能反映在不同政策和市场因素下各种可再生能源代理的竞争动态。进化博弈模型被广泛用于探索特定环境中代理策略选择的动态(Zhou等人,2025年;Liu等人,2025年;Zhang和Wang,2025年)。一些学者已将这一理论应用于

  模型框架如图1所示。模型由两个主要子模块组成:代理定义和模型模拟。在代理定义子模块中,声明了两种类型的代理(风能和太阳能发电厂),并定义了它们的属性和行为,如单位容量、利用小时数、投资成本以及是否参与CfD机制。环境变量包括风能/太阳能发电输出曲线小时)和市场价格

  如图3所示,在不同机制覆盖电力规模下,具有多种策略(B体育平台 B体育网站策略S1-1、策略S1-2、策略S2)的典型可再生能源单位的收入情况。图3a和b显示,机制电力总量充足,覆盖了100%的可再生能源输出。相比之下,图3c和d显示机制电力量减少,仅覆盖了30%的可再生能源输出。显然,无论采用何种策略,月收入

  有效促进可再生能源进入电力市场可以实现技术进步的经济效益,这是实现碳中和目标的关键途径。然而,市场驱动的量价波动为投资者带来了风险,抑制了新产能投资的积极性。为解决这一困境,中国实施了“可持续发展价格结算机制”(一种政府授权的CfD机制)

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