ERCOT电力市场供需情况如何？

ERCOT 电力市场设计独特，率全美之先演绎“缺电”行情。

与市场主流印象不同，美国电力体系其实是一个非常分散割裂的系统，由 7 个批发电力市 场和其他规管区域组成。美国联邦政府自 1980 年代起持续推动电力规管放开，2005 年能 源政策法令从法律层面强化了 FERC（联邦电力监管委员会）的权利、强调将放开电力批 发侧竞争作为联邦国策，实质促进了全美的电力市场化开放。由于缺乏联邦层面的强制力， 该项电力市场改革倡议最终演变成了各州政府依照自己的意愿进行应用，这导致了目前美 国的电力市场割裂且市场化程度各州不一的现状。截止目前，美国形成了批发电力市场和 垂直一体化规管电力市场并存的电力体系格局： 1. 在批发电力市场中，发电企业全部竞价上网，由市场形成批发电价（小时级或者分钟级 出清），供电服务由区域的公用事业公司垄断经营。销售电价由市场形成的批发电价加 上输、配电价和政府性基金组成。在此类市场，输电线路由区域输电组织（RTO）或者 独立系统运营商（ISO）运行，ISO 独立于电力市场参与方和输电线路持有者，为发电 企业提供公平无差别的输电线路接入服务，从而在发电侧引入企业竞争。目前美国发电 侧约 60%的电力通过批发电力市场交易，由 7 大 RTO 和 ISO 运营 7 个电力市场，包 括 CAISO（加州）、ERCOT（德州）、NYISO（纽约州）、ISO-NE、MISO、PJM 和 SPP，ERCOT 即是其中之一。ERCOT 全称 Electric Reliability Council of Texas（德 州电力可靠性委员会），运营德州电网，为德州约 90%的负荷提供电力。 2. 垂直一体化市场中，电力企业负责发、输、配、售，处于垂直一体化的传统状态。发电 价格按成本加收益或基于市场定价方式核定，输电、配电价格都采取成本加收益的定价 方式，针对各输配电公司分别单独定价。

对于发电侧放开竞争的批发电力市场，由独立系统运营商（如 ERCOT）组织市场交易、调 度和结算。批发电力交易的形式包括日前市场、实时市场、双边市场等，电价随电力供需 波动。我们以 ERCOT 作为案例，可以看到批发电力市场由三大部分组成： 1. 日前批发电力市场，占全部交易量的 59%（参考 ERCOT 市场 2022 年年报数据，下同）， 电力供需双方于实际发用电的前一天通过日前市场提前锁定第二天的交易量价（小时 级），机组可选择只报电量电价曲线（energy-only offer）或者同时报电量电价曲线、机 组启动要价、最低电量价格（third-part offer）； 2. 双边合约市场，占全部交易量的 27%，为电力供需双方提前在场外确定的中长期交易 合同，电价不向 ERCOT 披露，仅通过 ERCOT 电力市场锁定输电权；以及 3. 实时批发电力市场，未通过日前批发电力市场或双边合约市场提前锁定的发用电量，进 入剩余的实时市场在发用电当天进行交易（十五分钟级），占全部交易电量的 14%。 此外，发用电双方可通过金融衍生品工具，如在 ICE、CME 等交易所挂牌的电力期货合约 进行电价风险对冲。

ERCOT 作为七大批发电力市场之一，诸多特性使其有望引领本轮美国电力增长行情。根据 我们测算，ERCOT 电力区域内的装机可控裕度过去三年持续下降，于 2023 年首先跌至 1 左右，远低于美国平均的 1.1 或加州 CAISO 地区的 1.16（加州 2022 年高温带来的电力负 荷使得当年可控裕度跌至1.05，2023年气温恢复正常后电力负荷下降、可控裕度有所回升）。 而根据我们此前复盘分析的（《能源转型系列报告：但问路在何方》，20231201），电力系 统在可控裕度跌落 1.1 后出现电力供应短缺、极端电价的几率增高，而 ERCOT 又是一个纯 能量市场，电价的信号更加强烈。根据 EIA 统计过去一年美国主要批发电力交易中心的批 发电价区间，ERCOT 以最高电价出现 1,600$/MWh 而居于榜首。展望未来，德州地区的 低电价、低税收、快接入优势或将继续吸引新增电力需求落地，而供给端受制于外部互联 不足，电力供需紧张或继续加剧。

具体来看：从需求侧看，德州具备低电价、低税收、快接入优势，吸引工业产能落地。一方面，德州 是全美最大的天然气产地，叠加竞争性售电市场，促使其工商业电价水平排名美国各州的 后二分之一；另一方面，德州不对企业和个人征收州层面的所得税，低税收优势明显；此 外，ERCOT 通过更快速的电力设施接网流程吸引电力用户落户。 1. 低电价：丰富的天然气资源+售电侧竞争带来低电价优势。德州天然气储量全美第一， 是美国最大天然气产地。根据 EIA，2023 年，德州的天然气产量达到了 12.3 万亿立方 英尺，远高于排名第二的宾夕法尼亚州。得益于低成本天然气可得性，德州天然气发电 占比高于全美平均（天然气发电量占全部电量的 52%，比全美平均水平高 8pct），德州 工商业零售电价自 2010 年开始就一直维持价格优势，位列美国本土第 27/48 位。 2. 低税收：另一方面，德州通过投资激励和税收优惠，以及免征公司与个人所得税等方式 （vs 美国各州平均公司所得税税率在 4~8%不等），吸引企业落户和招募高端人才。 3. 快接入：ERCOT 不受 FERC 监管，采用了先并网后响应（connect and manage）的 新建机组并网申请审批措施，而非其他 ISO 普遍采用的先投入后并网（invest and connect）方式。在 ERCOT 的方式下，电力机组只要通过一定的稳定性评估，即使未 经全局评估其可能对输电网络带来的阻塞风险，也可以先行并网，并在并网后通过调控、 限电等方式缓解其造成的电网用电问题。这一定程度上保障了增量电力供给可以更快并 网，以满足日益增长的电力需求。

此外较强的计算机半导体产业基础使德州成为美国第二大数据中心聚集地，包括 Meta、微 软、Google 等头部企业均在德州地区进行了大规模数据中心建设。美国数据中心布局集中 度高，数量前三的区域包括弗吉尼亚州、德州与加州。其中，加州和弗州是美国跨国海底 光缆的起始地，具备建设数据中心的区位优势，而德州数据中心发达则得益于低电价、低 税收、气候优势以及计算机半导体产业基础。德州奥斯汀地区被称为“硅山”，北达拉斯地 区被称为“硅草原”，戴尔、得州仪器、Rackspace 和 AT&T 等高科技公司总部坐落于此。 2023 年，三星电子宣布在德州投资 440 亿美元建设芯片制造工厂，德州仪器公司宣布在德 州北部谢尔曼投资 300 亿美元建造 4 座 12 英寸半导体晶圆制造厂。

与美国其他电力市场 ISO 不同，ERCOT 电力市场仅运行电能量市场而没有电容量市场， 机制设计者意在通过单一电能量市场的价格信号反映供需关系、从而引导新建机组规划。 但实际效果来看，由于极端电价的不可预测性和不可持续性，无法作为引导电源投资的信 号，反而对于传统能源企业倾向于减少新增装机，使得极端电价频繁出现，通过短时极端 电价赚取超额收益，而不是增加电源投资；而新能源企业得益于 PPA 合同模式获得稳定电 价，成为过去几年装机的主力，但无法贡献可控裕度。

结果来看，ERCOT 地区电力可控装机在过去十年基本持平于 86~89GW。尽管 ERCOT 地 区的名义总装机在过去十年增长了 41%（45GW）至 155GW，但其中主要是不可控新能源 装机增长的贡献。过去十年新能源风电光伏装机规模由 12.5GW 增长至 59.5GW，增加了 47GW；而其他传统能源装机规模（气电、煤电、核电）由 95.3GW 下降至 89.7GW，下降 了 5.7GW；考虑各电源可控系数后（可控系数参考《能源转型系列报告：但问路在何 方》,20231201），我们估算 ERCOT 地区可控装机过去十年由 86.2GW 小幅变动至 86.5GW， 区间基本维持在 86~89GW 之间，整体变动不大。

此外，为减少受到美国联邦对州内电力市场的监管，ERCOT 市场与美国东部、西部两网仅 有 1.25GW 的互联互通（占德州最高负荷 85GW 的约 1.5%），过去十年德州电力负荷基本 没有增长，因此孤网设计带来的供电可靠性问题并不明显。但自从 2021 年冬季暴雪断电以 来，再经历了 2023 年酷暑拉闸，德州电力运行在面临极端情形时无法寻求外部电网支撑的 矛盾越发突出。