電力市場中發(fā)電投資決策方法探究綜述

1、電力市場中發(fā)電投資決策方法研究綜述摘要：在電力市場中，發(fā)電投資者是電力市場的重要成員之一，具有十分重要的作用，是電力系統(tǒng)供電可靠性的保障。而競爭的市場環(huán)境下，發(fā)電投資商面臨更多的投資風險，為了保證電力供應的安全性，電力工業(yè)的市場化改革為發(fā)電投資決策引入了更多的不確定性因素。本文要緊介紹在競爭的電力市場環(huán)境下發(fā)電投資決策的方法。關鍵詞：電力市場 發(fā)電投資 實物期權Abstract: In power market, the generation investor is a key member of power market with important function . In the co

2、mpetition environment of power market, the generation investor have to face to much investment risk . In order to ensure power supply . The electric power industry market reform for generation investment decision-making to introduce more uncertainty factors . And On decision-making flexibility has p

3、ut forward higher requirements . This paper mainly introduces in the competitive electricity market environment generation investment decision-making method .Keywords: Power market Investmenting in generation Material object option電力市場的概述1.1 電力市場的建立文獻1電力市場的建立確實是在電力工業(yè)中引入競爭機制，否則電力工業(yè)將慢慢失去活力而變?yōu)椤跋﹃柈a(chǎn)業(yè)”，當前

4、中國電力產(chǎn)權和利益的多元化必定帶來分散調(diào)度的傾向，這對統(tǒng)一調(diào)度是一次歷史性的沖擊。通過電力市場可將當前的強制性統(tǒng)一調(diào)度轉(zhuǎn)換為自愿型統(tǒng)一調(diào)度。其本質(zhì)確實是引入競爭機制。1.2 電力市場的原則 電力市場是應用計算機、測量和通信設備，以電價為操縱信號，進行負荷治理、電力系統(tǒng)運行和促進與用戶合作的系統(tǒng)總稱。建立電力市場的目的是在電力工業(yè)中引入競爭機制，建立電力市場最全然的原則確實是公平。通過公平競爭促進經(jīng)濟進展，給各方帶來巨大的效益。一個健康的市場必須具備五個特征：(1)價格隨需求量而變化；（2）價格高低阻礙需求量；（3）進行買賣的市場機制；（4）買方無壟斷行為；（5）賣方無壟斷行為。11.3 電力市

5、場進展規(guī)劃 在進行規(guī)劃和投資決策時，電價預測將是決定性因素。依照負荷預測、國民經(jīng)濟進展預測以及資源情況等作出價格預測，在此基礎上計算投資的效益與風險。2 發(fā)電投資文獻3眾所周知，充裕和及時的發(fā)電投資對保證政策、治理規(guī)范等。另一方面，發(fā)電廠技術的進展又為電廠的運行與治理提供了多種靈活性。因此對投資者而言，在競爭的、充滿著多種不確定因素的投資環(huán)境下，他們迫切需要一套工具來開發(fā)和評估各種靈活的投資項目以降低投資風險。 隨著我國電力市場改革的深入，傳統(tǒng)的基于負荷預測、失負荷概率和失負荷價值的統(tǒng)一發(fā)電規(guī)劃與投資已不復存在。各發(fā)電投資者依照盈利能力和市場經(jīng)驗制定發(fā)電投資策略，發(fā)電投資呈現(xiàn)出分散化和多元化的

6、特性。然而，電力市場環(huán)境的變化給發(fā)電投資帶來了較大的市場風險。一方面，政府或監(jiān)管機構不再保證發(fā)電投資的回收和合理的投資回報，投資成本不能再自動地轉(zhuǎn)嫁到消費者身上；另一方面，隨著市場成員和交易形式的日益豐富，市場中涌現(xiàn)了更多的不確定因素，如電價、燃料成本、電力需求、市場成員行為、投資政策等。與此同時，發(fā)電廠技術的進展又為電廠的運營治理和投資提供了多種靈活性，這使發(fā)電投資面臨了較大的不確定性和市場風險。因此，對發(fā)電投資者而言，在新的電力市場環(huán)境下，急需一種新的策略分析方法，以開發(fā)和評估各種考慮靈活性策略的發(fā)電投資項目，以提升防范風險的能力。33 發(fā)電投資分析3.1 發(fā)電容量投資分析（1） 新建發(fā)電

7、容量 文獻2假如投資者認為在電廠的生命周期內(nèi)，它能夠帶來可觀的利潤，才可能投資建設新的生產(chǎn)設備。為了做動身電投資，資本所有者必須計算電廠的長期邊際成本，并預測電廠發(fā)電出力可能面臨的銷售價格。只有當預測價格超過電廠的長期邊際成本時，電廠的新建決策才是合理的。這適用于自由競爭電力市場上的發(fā)電容量投資。（2）發(fā)電容量退役文獻2退役決策只需要考慮發(fā)電廠以后的收入預期與成本數(shù)量即可，不用過多地考慮電廠的技術可用性或沉沒成本。然而，在進行退役決策時，應考慮其他可回收的成本，這是一種能夠?qū)崿F(xiàn)的收入。3.2 發(fā)電投資環(huán)境與風險文獻3經(jīng)濟學上將投資定義為為獲得以后的收益而立即支付費用的一種行為。跟其他投資一樣，

8、發(fā)電投資也具有三個重要的特性。首先,部分投資成本將成為沉淀成本；其次，以后的收益是不確定的；最后，治理者能夠依照市場的變化而隨時修改其投資決策，這種治理上的靈活性能在某種程度上能增加投資項目的價值。（1）投資成本發(fā)電投資的初期成本要緊包括建設成本和排放操縱系統(tǒng)成本。建設成本取決于具體采納的發(fā)電技術、電廠類型、廠址選擇等。比如，依照國際能源機構( IEA)的統(tǒng)計，大多數(shù)煤電廠的建設成本為1000 - 1500美元/kW；燃氣電廠為400 - 800美元/kW；核電和風電為1000 -2000美元/kW。 這些成本是基于現(xiàn)有的發(fā)電技術而可能的，因此也會隨著發(fā)電技術的進展而變化。排放操縱系統(tǒng)成本取決

9、于對排放限制的規(guī)定和排放操縱技術的進展。排放限制越嚴格，則排放操縱成本越高。預期新的排放操縱技術能夠降低電廠排放量，但有關的成本卻不確定。比如，CO2 捕捉和存貯技術(CCS)能夠有效地降低電廠的CO2 排放量,但CCS目前成本較高， IEA可能到2030年有望降低到25美元/噸CO2。另外，清潔煤技術的進展也能夠有效地降低排放量。同樣，這些成本也是在不斷變化的。因此由于新技術的采納，導致投資成本的不確定性增大。（2）以后收益在競爭的電力市場環(huán)境下，發(fā)電投資的以后收益來自以下幾個要緊的市場。第一個市場是能量市場,該市場是電廠收益的要緊來源，但市場價格波動性大，電廠相應的收益的不確定性高。第二個

10、市場是容量市場，該市場設計的初衷是為了關心電廠回收部分投資成本。但該市場的設計卻由于有嚴峻的負面阻礙(如可能導致電廠的過度投資、歪曲需求側(cè)響應等)而招致嚴厲的批判。今后是否會對容量市場重新設計或提出新的市場機制目前無法確定。因此這也會在某種程度上阻礙電廠的收益。4.投資決策方法4.1 實物期權決策方法文獻4認為作為一種金融衍生工具，期權是一種可在以后生效的選擇權利。它給予持有人在規(guī)定的時刻內(nèi)以事先約定的價格買入(或賣出一定數(shù)量的標的資產(chǎn)的權利(而不是義務）期權意味著相機決策即它同意人們依照市場條件的變化而采取不同的行動0在決策時刻。假如情況比預期要好或可能會向好的方向進展，則應該執(zhí)行期權。否則

11、能夠放棄期權。可見，作為規(guī)避風險并可從中獲利的一種金融工具，期權特不適合于不確定性因素較多的市場環(huán)境。期權為人們應對市場風險提供了能動性和靈活性。（1）增長期權早期進入非傳統(tǒng)的發(fā)電領域，如風力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等可能會導致負的凈現(xiàn)值。然而當關于電廠排放操縱的政策對可再生能源發(fā)電越來越有利時，早期進入該領域所積存的投資和運行經(jīng)驗可為后來的投資項目帶來更大的盈利空間,這確實是所謂的增長期權。（2）轉(zhuǎn)換期權轉(zhuǎn)換期權指采納某些專門設備的電廠能夠依照一次能源市場的價格變化和電廠產(chǎn)品的價格變化選擇合適的一次能源作為燃料和決定生產(chǎn)何種產(chǎn)品以使企業(yè)的效益最大化。例如，一個帶有氣化設備的發(fā)電廠能夠選擇天然氣、煤或

12、石油作為一次燃料；一個帶有多燃料鍋爐的燃氣輪機發(fā)電廠能夠選擇天然氣或清潔液體燃料作為一次燃料。這些選擇權都能夠規(guī)避天然氣價格的風險。關于熱電聯(lián)供的發(fā)電廠能夠選擇只供電或只供熱或熱電同時供應。（3）更新期權更新期權指電廠中的要緊設備能夠更新升級從而給電廠帶來更大的效益。即在投資初期選用成本低的設備，當效率高的設備成本降低到一定程度可選用高效率設備更新原有設備從而降低運行成本提高企業(yè)利潤。例如，蒸汽輪機可用效率更高的燃氣輪機替代，傳統(tǒng)鍋爐可用流化床鍋爐替代等。（4）選擇期權有時候?qū)ｉT難確定是建峰荷電廠依舊建基荷電廠。然而從技術層面看，能夠在電廠建成后改變電廠的類型，即該電廠具有選擇期權。比如僅具有

13、燃氣輪機的電廠一般作為峰荷電廠，增加蒸汽輪機后可升級為聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機電廠作為基荷電廠運行。（5）復合期權多個單個期權能夠組合成一個復合期權。復合期權分為兩類：一類稱為選擇型復合期權，即在同一時刻只可選擇一個單個期權。例如，一個由放棄期權、擴張投資期權和收縮投資期權組成的復合期權在同一時刻只能行使這三個單個期權中的任意一個,即放棄該投資或擴張電廠規(guī)?；蚴湛s電廠規(guī)模。另一類復合期權稱為順序復合期權，即一個單個期權的存在建立在另一個單個期權成功實現(xiàn)的基礎上。因此選擇型復合期權和順序型復合期權還能夠組合成新的復合期權。下面設計一個燃氣電廠項目可能構建的復合期權。文獻3在電廠建設時期,可構建兩個選擇期

14、權,一個是選擇建純粹的電廠依舊熱電聯(lián)供電廠；另一個是選擇綜合氣化聯(lián)合循環(huán)( Integrated Gasification Combined Cycle -IGCC)機組依舊聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機(Combined Cy2cle Gas Turbine CCGT)機組。關于CCGT機組還可選擇一般鍋爐或多燃料鍋爐。以上電廠建設時期的期權將會阻礙電廠運行期間可能構建的期權。假如在建設時期決定建熱電聯(lián)供電廠，則在行期間擁有選擇電廠產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換期權； 假如采納IGCC機組,則擁有選擇煤、重油或精煉油作為一次能源的轉(zhuǎn)化期權；如采納CCGT機組，則擁有選擇天然氣或清潔液體燃料作為一次能源的轉(zhuǎn)化期權。因此在電廠運

15、行期間也具有常規(guī)的停啟期權、擴張投資期權和收縮投資期權等。4.2 實物期權評價分析實物期權評估方法(ROAreal optionapproach)比傳統(tǒng)的凈現(xiàn)值法有效，并對多種電力市場模式下的發(fā)電投資ROA評估方法進行了研究。為了更準確地考慮多發(fā)電商投資決策之間的相互阻礙，期權博弈理論得到了應用。期權博弈理論是在采納期權定價理論對項目價值進行評估的同時，利用博弈論的思想和方法，對項目投資進行科學治理與決策的理論與方法。在完全競爭的行業(yè)中使用期權博弈方法所取得的結(jié)果一般與凈現(xiàn)值法相差不大；而在完全壟斷行業(yè)中就更沒有必要應用期權博弈理論，現(xiàn)在應用實物期權理論更為合適；期權博弈理論最適合應用于寡頭壟

16、斷行業(yè)。以芬蘭電力市場作為研究對象，以最大化發(fā)電公司在整個規(guī)劃期內(nèi)的投資收益為目標，基于NashCournot均衡構造了電力市場環(huán)境下的發(fā)電投資決策模型，并在此基礎上分析了市場競爭程度對發(fā)電投資的阻礙以及發(fā)電投資水平對電價的阻礙。 Cournot 均衡模型以最大化發(fā)電公司的投資收益為目標，從全局意義上給出了一個考慮機組類型差異的電源擴展規(guī)劃Cournot模型，但其靜態(tài)假定難以描繪發(fā)電容量擴展的動態(tài)路徑。到目前為止，期權博弈理論的研究尚處于起步時期。實物期權理論和非合作博弈論為基礎，構造了發(fā)電投資決策的延遲期權博弈模型。通過運行模擬計算各種策略組合下博弈各方策略的期權價值，進而求得Nash均衡點

17、，為參與者的投資決策提供了依據(jù)。研究表明在發(fā)電投資博弈中，各方所采取的策略是相互阻礙和相互依存的。最后通過算例驗證了本文提出的模型和決策方法可行、有效。4.3 期權博弈論1. 期權博弈論在發(fā)電投資中的應用原理文獻6指出：期權博弈論是實物期權理論和博弈論的結(jié)合，迄今已進展了多種期權博弈方法，從而適應不同類型項目投資分析的需要。依照項目投資的靈活性不同，可分為延遲期權博弈、分時期期權博弈和轉(zhuǎn)換期權博弈等；依照競爭特性不同，可分為搶灘期權博弈、占優(yōu)期權博弈和共享期權博弈等。此外，還有其他分類方法。在項目投資的期權博弈方法中，實物期權分析是基礎。由于發(fā)電市場具有專門強的進入壁壘，新的投資項目即使通過凈

18、現(xiàn)值分析是可行的，投資者也未必會立即投資，因為投資機會對發(fā)電投資者而言可不能在短時刻內(nèi)消逝。推遲發(fā)電項目投資相當于獲得了一個期權，它給予投資者在今后某個時段進行投資的權利。以經(jīng)典的Black-Scholes(B-S)期權定價模型為原型，發(fā)電投資延遲期權的執(zhí)行價格相當于項目的投資成本，期權標的資產(chǎn)的現(xiàn)值對應于項目的期望收益凈現(xiàn)值，期權有效期對應于投資機會持有期，發(fā)電投資項目價值波動率和無風險利率可依照歷史項目投資數(shù)據(jù)的參數(shù)可能求出。與機械設備和軟件研發(fā)等項目投資不同，用戶關于各發(fā)電投資商以后生產(chǎn)的電力使用幾乎沒有偏好，因此可近似認為電力市場中各發(fā)電投資商平等地擁有同一個投資機會，發(fā)電投資的占優(yōu)性

19、不強，各投資商以后收益要緊受投資成本和電力生產(chǎn)成本之間競爭的阻礙，即屬于共享延遲期權博弈。作為發(fā)電投資期權博弈的初步研究，本文忽略電力網(wǎng)絡因素，或者認為網(wǎng)絡輸電容量足夠大，可不能引起輸電堵塞現(xiàn)象；同時采納靜態(tài)博弈知識分析各發(fā)電商投資策略的期權價值，即各發(fā)電商同時選擇投資行動或雖非同時但后行動者并不明白前行動者采取了何種具體的投資行動，因為其均衡策略的形成相對簡單，與完全信息下均衡策略形成機理有許多相似之處。5 結(jié)束語 隨著電力工業(yè)放寬管制和市場化改革的逐步深入，發(fā)電投資將趨于分散化和多元化。由于電力市場存在著大量的不確定因素，同時發(fā)電投資具有資本密集性和不可逆性，選擇有利的優(yōu)質(zhì)時機對發(fā)電投資者十分重要。隨著市場競爭的日益激烈，發(fā)電投資市場的進入壁壘將逐漸弱化，多個發(fā)電投資者競爭一個投資機會的現(xiàn)象將普遍存在?，F(xiàn)在，各個發(fā)電投資者將采取不同的措施，擁有多個實物期權，且各期權之間相互關聯(lián)