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新的发电、储能、需求侧管理和智能电网技术可能使2050年的电网与当今的电力系统截然不同。市场设计者能否跟上这些变化？现在需要关注什么？在对这些问题给出答案之前，首先回顾一下电力市场的产生以及市场是如何适应新需求的。 以当下的眼光看来，电力行业正在经历着巨大变化，但其实我们曾经已经历过多次转型。20世纪60年代，几乎所有电力都是由垂直一体化的公用事业公司提供的。他们满怀信心地规划、投建规模越来越大的燃煤和核电机组(包括浮动核电站)，而这些看上去“谨慎”的投资造成的费用都将由纳税人承担。越来越多用户认为，最大的环境挑战是丑陋的架空配电线；气候变化意味着全球变暖，而能源电力规划和监管机构却不怎么操心…… 正是因为面临这些问题，未来电力工业的变化将主要体现在类型的多样化而非规模上。如果市场设计能够始终遵循公平接入、技术中立的原则，对在合适的时间和地点向系统提供真正所需的服务主体给予合理的财务奖励，那么电力系统将会很好地适应未来任何技术和社会变革。 1第一波浪潮：打破自然垄断神话 美国电力行业首次引入竞争往往都追溯到1978公用事业监管政策法案(“PURPA”，Public Utilities Regulatory Policy Act)的发布。该法案要求垂直垄断电力公用事业公司在其服务范围内购买小型电厂（小于50兆瓦）和可再生能源生产的电力。 PURPA是在华盛顿出现放松管制的热潮时出台的。首次在曾受到严格监管或具有公益性质的行业推行自由市场，在很大程度上要归功于吉米.卡特总统的首席经济顾问弗雷德.卡恩（Fred Kahn）。他的基本思路是：更自由的市场可以刺激公司以更低的成本提供更广泛的产品。政策制定者解除了对铁路、电信、航空、航运、证券市场以及天然气和水务公用事业的管制，并对这些公司进行重组。90年代初期，政策制定者、消费者和学术界人士都试图将同样的变革推广到电力工业当中。 然而，PURPA和随后发生的改革并不是第一次将竞争引入电力供应。早在20世纪30年代，英国中央电力委员会就发起过一场拍卖。英国中央电力委员会通过拍卖选择效率最高的电力供应商，与其签订供电合同，为十年内电力供应成本减半做出了贡献。在美国，尽管塞缪尔.英萨尔（Samuel Insull）成功促进了电力的特许经营，但配电环节的竞争并没有完全消除。在一些城市，竞争对手为了“挖走”对方的客户，建设了平行运行的配电线路。有证据表明，存在这种竞争的情况下，电费的确有所下降。尽管二战后的国有化取代了英国的竞争市场，配电层面的竞争最终在美国也消失了，但这些例子对20世纪90年代的美国改革者来说无疑不是一种激励。 20世纪90年代前，在没有对成本收益做仔细分析的情况下，自由市场思想引发了英国和智利电力部门的首次变革。20世纪70年代煤炭行业罢工期间，英国国有化的电力公司无法保持正常供电，当时的英国首相撒切尔（Margaret Thatcher）认为，除了引入自由竞争，根本没有其他选择。与此同时，在美国，学术界也正在为改革建立智力基础。1988年，麻省理工学院（MIT）的弗雷德.施魏佩（Fred Schweppe）和他的学生们根据电力的瞬时边际成本，用数学方法描述了价格如何随时间的推移和节点的不同而变化，以及这种现货价格如何引导在不同地点投建合适规模和不同类型的发电机组，甚至对输电能力建设产生影响。不过，施魏佩提出的这种方法首先是被用来激励需求侧改变自身行为的，后来才将这一想法扩展到供应侧，但在今天的市场上，需求方在很大程度上仍然与这种反映实际系统时间、空间条件的价格隔绝。与此同时，他的MIT同事保罗.乔斯科（Paul Joskow）和理查德.施马伦西（Richard Schmalensee）1983年时描述了如何竞争，特别是发电环节竞争。 但推动上世纪90年代美国重组电力工业的主要原因并不是早期的竞争和施魏佩等人所建议的知识框架――铁路运输、天然气、电话和航空旅行费用的大幅下降起到了主要激励作用。另一个推动力来自部分用户，他们对过度投资造成的电费不断上涨感到恼火。这些用户想购买其他辖区内更便宜的电，或者是建设周期更短、成本更低的气电。当时，相邻州之间的电费差距能达到2倍，强烈地激励着用户寻找更好的解决方案。 上世纪90年代，电力行业是自然垄断的长期神话被揭穿，许多司法管辖区以两种形式引入竞争：一是独立发电机之间的“PURPA式竞争”，即以一种受监管的“可避免成本”价格向公用事业出售电力。在某种程度上，“可避免成本”准确地反映了公用事业公司的供电成本，但监管机构经常高估这项成本，有时会导致过度支付，进而造成电价上涨。 这就促成了另一种竞争方式：消费者通过市场途径获得更便宜的电力。为了广泛传播这种方式，许多州开始分拆发电、输电和配电业务。发电资产被剥离给独立发电公司，电网作为电力的“公共载体”，独立发电公司通过竞争向消费者出售电力。而这种竞争方式也不能完全降低电力的社会总成本。相反，有人认为，这主要是一些用户将“滞留资产”（不经济的PURPA合同或建设成本被低估的电力公司资产）的固定成本转移给其他用户或投资者。目前消费者通过避免以基于平均成本费率将成本转移给其他主体的努力仍在继续推动着电力工业发生根本性的变化，但方式已经截然不同，稍后会加以解释。 对竞争带来的红利的高估，对新型清洁能源技术竞争力的乐观预测以及对竞争有助于提升能源效率和可再生能源技术应用的认知，都是20世纪90年代末许多州热情推进电力工业改革的原因。基于“变革能惠及所有人”这一信念，1996年，加州议会一致投票赞成法案AB1890“电力结构调整法（Electricity Restructuring Act）”。其他州也很快跟进，此后几年内，近半数州通过了改革重组电力行业的法律或法规。许多州（但并非所有州）都打算允许所有客户直接买电，乐观地期待着广泛的民众参与和显著的成本节约效益。其中，加州最引人注目，电力公司自愿或强制被剥离发电资产。 不幸的是，在这场深刻的变革中，一些人对自己能获得的好处估计得过于乐观了。即便改革提升了效率，降低了价格，它也不可避免地会产生一些输家。此外，正如当时许多学者警告的那样，电力系统技术的复杂性意味着建立一个电力市场不会像创建或重组一个普通商品市场那样简单。 在各州行动的同时，联邦能源监管委员会（FERC，Federal Energy Regulatory Commission）也推动了改革议程。1996年4月，FERC通过了888号命令，旨在“消除大规模电力批发市场竞争的障碍，并为国家电力消费者带来更高效、更低廉的电力”。所有在拥有输电资产的公用事业公司都必须允许所有市场参与者根据公布的输电费率不受歧视地使用其输电设施。1999年12月，FERC发布了第2000项命令，明确鼓励建立区域输电组织（RTO，Regional Transmission Organizations），以促进市场和推进第888号命令的目标。此后，尽管美国还有许多地区仅仅执行了无歧视开放输电设施这个要求，其中一些RTO已成为成熟的独立系统运营商（ISO，Independent System Operators），运营日前和实时电力现货市场。
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