Tổng quan nghiên cứu

Thị trường điện lực Việt Nam bước vào giai đoạn tái cơ cấu then chốt với sự tăng trưởng vượt bậc về quy mô hệ thống. Tính đến tháng 7/2015, toàn hệ thống vận hành 107 nhà máy điện với tổng công suất đặt đạt 37.594 MW, cùng 750 trạm biến áp cấp điện áp 110-500 kV có tổng dung lượng 99.914 MVA. Sản lượng điện thương phẩm năm 2015 ước đạt 163,1 tỷ kWh, tăng trưởng 12,1% so với năm 2014, đưa hệ thống điện Việt Nam xếp thứ 30 trên thế giới và thứ 2 trong khu vực Đông Nam Á. Tuy nhiên, giai đoạn Thị trường phát điện cạnh tranh (VCGM) vận hành từ năm 2012 đến năm 2015 đã bộc lộ điểm nghẽn lớn khi có tới 41% tổng công suất đặt toàn hệ thống nằm ngoài thị trường (chủ yếu là các nhà máy điện BOT và thủy điện chiến lược đa mục tiêu), làm sai lệch tín hiệu giá biên và hạn chế tính thanh khoản.

Trước yêu cầu cấp thiết về việc hoàn thiện thể chế theo Quyết định số 63/2013/QĐ-TTg và Quyết định số 8266/QĐ-BCT của Bộ Công Thương, luận văn tập trung nghiên cứu mô hình thị trường điện giao ngay và cơ chế thanh toán cho Thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam (VWEM). Mục tiêu trọng tâm là thiết kế mô hình thị trường tập trung toàn phần (Gross Pool), cơ chế chào giá lai (Hybrid) kết hợp thanh toán sai khác qua hợp đồng CfD, và quy hoạch hạ tầng công nghệ thông tin tương thích cho giai đoạn vận hành thí điểm từ năm 2016 và hoàn chỉnh đến năm 2019. Nghiên cứu mang ý nghĩa chiến lược khi giúp chuyển đổi quyền mua buôn từ đơn vị mua duy nhất sang 5 Tổng công ty Điện lực khu vực, tối ưu hóa chi phí mua điện toàn hệ thống và bảo đảm minh bạch dòng tiền hàng trăm nghìn tỷ đồng mỗi năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn xây dựng trên nền tảng lý thuyết tái cấu trúc ngành điện kinh điển, phân tích tiến trình tiến hóa qua 4 cấp độ: Độc quyền tích hợp dọc, Mô hình một người mua duy nhất (Single Buyer), Thị trường bán buôn cạnh tranh (Wholesale Competition), và Thị trường bán lẻ cạnh tranh hoàn toàn (Retail Competition). Đồng thời, tác giả vận dụng lý thuyết tối ưu hóa kinh tế hệ thống điện thông qua mô hình thị trường tập trung (PoolCo), mô hình giao dịch song phương (Bilateral), và mô hình kết hợp (Hybrid).

Các khái niệm chuyên ngành cốt lõi được định hình gồm:

  • Giá thị trường giao ngay (FMP): Cấu thành từ Giá biên hệ thống (SMP - System Marginal Price) và Giá công suất (CAN - Capacity Addition).
  • Hợp đồng sai khác (CfD - Contract for Difference): Công cụ tài chính phái sinh phòng ngừa rủi ro biến động giá giao ngay giữa bên bán và bên mua.
  • Thị trường chào giá theo chi phí biến đổi (CBP)Thị trường chào giá tự do (PBP).
  • Nhà máy thủy điện chiến lược đa mục tiêu (SMHP) và các nhà máy nhiệt điện xây dựng - vận hành - chuyển giao (BOT).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu vận hành thực tế từ Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia (NLDC), Cục Điều tiết Điện lực (ERAV), cùng số liệu thống kê toàn diện của 107 nhà máy điện trên toàn quốc. Cỡ mẫu nghiên cứu bao quát 100% các đơn vị phát điện có công suất đặt trên 30 MW đấu nối lưới điện quốc gia (với tổng công suất 37.594 MW) kết hợp phương pháp chọn mẫu điển hình phân tích 4 thị trường điện quốc tế: Hàn Quốc (mô hình CBP với ngưỡng 20 MW), New Zealand (mô hình PBP với 60% tỷ trọng thủy điện), Singapore (mô hình NEMS chào giá toàn phần với chu kỳ 30 phút), và Úc (mô hình NEM điều độ 5 phút và dự phòng công suất 25%).

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích so sánh định tính kết hợp mô hình hóa dòng tiền định lượng là nhằm kiểm chứng độ thích ứng của các kịch bản định giá (định giá theo nút LMP so với định giá thống nhất toàn hệ thống; định giá trước vận hành ex-ante so với sau vận hành ex-post). Tiến độ nghiên cứu được thực hiện từ tháng 8/2015 đến tháng 12/2015, bám sát các mốc pháp lý triển khai thị trường điện Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, luận văn chỉ ra rằng việc tích hợp toàn bộ các nhà máy điện có công suất lớn hơn 30 MW (bao gồm cả các nhà máy BOT và thủy điện chiến lược đa mục tiêu SMHP) vào thị trường giao ngay sẽ giải quyết triệt để sự thiếu hụt 41% công suất tham gia chào giá ở giai đoạn phát điện cạnh tranh trước đây, nâng tỷ lệ bao phủ của thị trường lên trên 90% tổng công suất đặt hệ thống.

Thứ hai, mô hình thị trường giao ngay bán buôn điện Việt Nam (VWEM) áp dụng cấu trúc chào giá lai (Hybrid) giữa CBP và PBP, với chu kỳ giao dịch 30 phút (tương ứng 48 chu kỳ mỗi ngày từ 00h00 đến 24h00), là giải pháp tối ưu giúp hạn chế quyền lực thị trường trong điều kiện biên dự phòng công suất còn thấp.

Thứ ba, cơ chế thanh toán kép thông qua thị trường giao ngay kết hợp hợp đồng sai khác CfD phân bổ cho 5 Tổng công ty Điện lực (EVN NPC, EVN CPC, EVN SPC, EVN HANOI, EVN HCMC) giúp triệt tiêu hoàn toàn rủi ro biến động giá. Khi giá thị trường biến động mạnh từ 2 USD/MWh lên 10 USD/MWh so với mức giá thỏa thuận trong hợp đồng là 5 USD/MWh đối với tổ máy 500 MW, dòng tiền tổng thanh toán của nhà máy luôn được bảo đảm ổn định chính xác ở mức 2.500 USD cho mỗi chu kỳ phát đủ sản lượng hợp đồng.

Thảo luận kết quả

Cơ chế vận hành của thị trường điện giao ngay được minh chứng vượt trội thông qua việc giải quyết bài toán xung đột lợi ích giữa đơn vị phát điện và đơn vị phân phối. Trong các mô hình phân tích, dữ liệu có thể được biểu diễn trực quan qua bảng ma trận phân bổ dòng tiền thanh toán bù trừ CfD theo công thức sai khác giữa giá hợp đồng và giá thị trường FMP, hoặc thông qua biểu đồ dao động giá biên SMP theo từng chu kỳ nửa giờ.

So sánh với mô hình chào giá tự do PBP của Úc – nơi giá bán buôn đã tăng xấp xỉ 80% trong vòng 7 năm do các nhà máy chủ động hạn chế chào công suất để đẩy giá biên lên cao – mô hình thị trường bán buôn Việt Nam áp dụng giá trần bản chào kiểm soát chi phí nhiên liệu nhiệt điện và phương pháp tính toán giá trị nước cho thủy điện giúp ngăn chặn hành vi lũng đoạn thị trường. Đồng thời, việc khắc phục nhược điểm thẩm định chi phí phức tạp của thị trường Hàn Quốc bằng cách chuyển dần từ CBP sang PBP tạo động lực thu hút vốn đầu tư tư nhân bền vững.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, hoàn thiện phân bổ hợp đồng sai khác CfD và hợp đồng cam kết sản lượng (vesting contract) từ Công ty Mua bán điện (EPTC) sang 5 Tổng công ty Điện lực khu vực theo lộ trình 2016-2019, bảo đảm tỷ lệ sản lượng ký hợp đồng đạt khoảng 80% đến 95% nhằm bảo vệ an toàn tài chính cho cả bên mua và bên bán.

Thứ hai, hiện đại hóa toàn diện hạ tầng công nghệ thông tin và hệ thống giám sát điều khiển SCADA/EMS, DIM, và hệ thống đo đếm MDMSP tại 750 trạm biến áp và 107 nhà máy điện trên cả nước, bảo đảm tính sẵn sàng của dữ liệu đo đếm chu kỳ 30 phút với độ chính xác đạt trên 99,9%.

Thứ ba, thiết lập cơ chế chào giá thay và tính toán giá trị nước khoa học cho các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục tiêu (SMHP) do Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia (NLDC/SMO) trực tiếp quản lý, nhằm ưu tiên tối đa nhiệm vụ cấp nước hạ du, cắt lũ và bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia.

Thứ tư, xây dựng khung giám sát thị trường độc lập trực thuộc Cục Điều tiết Điện lực (ERAV), thực hiện kiểm toán định kỳ các thuật toán tối ưu hóa chi phí phát điện và công bố công khai dữ liệu thị trường giao ngay theo chu kỳ ngày để nâng cao tính minh bạch, tạo niềm tin cho các nhà đầu tư nguồn điện độc lập (IPP).

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cơ quan quản lý nhà nước (Bộ Công Thương, Cục Điều tiết Điện lực): Cung cấp cơ sở lý luận và dữ liệu thực tiễn để hoàn thiện các văn bản quy phạm pháp luật, quy định vận hành thị trường điện bán buôn và thiết kế cơ chế chuyển giao hợp đồng mua bán điện.
  • Đơn vị vận hành hệ thống và thị trường điện (NLDC/SMO, EPTC): Tài liệu tham chiếu chuẩn xác để xây dựng thuật toán lập lịch huy động tối ưu, tính toán giá biên hệ thống (SMP), giá công suất (CAN), và thiết lập quy trình tính toán thanh toán sai khác đa bên.
  • Các Tổng công ty Phát điện (GENCO 1, 2, 3), chủ đầu tư IPP và BOT: Cẩm nang quản trị rủi ro thương mại, hỗ trợ xây dựng chiến lược chào giá tối ưu trên thị trường giao ngay và đàm phán cơ cấu sản lượng trong hợp đồng CfD.
  • Nhà nghiên cứu kinh tế năng lượng, giảng viên và học viên cao học ngành Kỹ thuật điện: Tài liệu học thuật chuyên sâu tổng hợp mô hình toán kinh tế năng lượng, giải pháp công nghệ thông tin SCADA/EMS, và kinh nghiệm cải cách thị trường điện quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

Thị trường điện bán buôn cạnh tranh Việt Nam (VWEM) áp dụng mô hình giao ngay nào?
VWEM áp dụng mô hình thị trường tập trung toàn phần (Gross Pool) kết hợp cơ chế chào giá lai (Hybrid) giữa chào giá theo chi phí biến đổi (CBP) và chào giá tự do (PBP). Toàn bộ các nhà máy điện có công suất lớn hơn 30 MW đều phải tham gia giao dịch trên thị trường giao ngay theo chu kỳ 30 phút.

Hợp đồng sai khác (CfD) bảo vệ doanh nghiệp trước biến động giá ra sao?
Hợp đồng CfD xác định mức giá và sản lượng thỏa thuận trước giữa bên mua và bên bán. Khi giá thị trường giao ngay thấp hơn giá hợp đồng, bên mua thanh toán phần chênh lệch cho bên bán; ngược lại, khi giá thị trường cao hơn, bên bán hoàn trả phần chênh lệch cho bên mua, giúp cố định doanh thu của tổ máy.

Tại sao cần đưa các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục tiêu (SMHP) và BOT vào thị trường?
Trong giai đoạn phát điện cạnh tranh trước năm 2015, nhóm nhà máy này chiếm khoảng 41% công suất toàn hệ thống nhưng không tham gia chào giá, gây méo mó giá biên thị trường. Việc đưa nhóm này tham gia thị trường thông qua đơn vị chào giá thay giúp phản ánh đúng chi phí biên toàn hệ thống.

Hệ thống công nghệ thông tin đóng vai trò gì trong vận hành thị trường giao ngay?
Hạ tầng CNTT bao gồm hệ thống SCADA/EMS thu thập dữ liệu vận hành thời gian thực, hệ thống quản lý lệnh điều độ DIM và hệ thống quản lý số liệu đo đếm MDMSP. Hệ thống này bảo đảm tính toán chính xác giá thị trường FMP và điều độ tổ máy trong chu kỳ 30 phút một cách tin cậy, minh bạch.

Lộ trình phát triển thị trường điện lực Việt Nam được quy định như thế nào?
Theo Quyết định số 63/2013/QĐ-TTg, lộ trình phát triển gồm 3 cấp độ: Thị trường phát điện cạnh tranh (2012-2015), Thị trường bán buôn điện cạnh tranh (thí điểm từ 2016, vận hành chính thức 2016-2019), và Thị trường bán lẻ điện cạnh tranh hoàn toàn sau năm 2021.

Kết luận

  • Luận văn luận giải toàn diện mô hình thị trường điện giao ngay tập trung toàn phần (Gross Pool) và cơ chế thanh toán hợp đồng sai khác CfD cho thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam.
  • Khắc phục triệt để tồn tại của giai đoạn trước bằng phương án huy động 100% các nhà máy điện công suất đặt trên 30 MW (kể cả BOT và thủy điện SMHP), gia tăng tính thanh khoản cho hệ thống quy mô 37.594 MW.
  • Thiết lập giải pháp phòng ngừa rủi ro tài chính hiệu quả cho 5 Tổng công ty Điện lực khu vực thông qua cơ chế phân bổ hợp đồng CfD và định giá biên theo chu kỳ giao dịch 30 phút.
  • Đề xuất kiến trúc công nghệ thông tin SCADA/EMS và đo đếm đồng bộ, làm nền tảng kỹ thuật bắt buộc để thị trường vận hành an toàn, minh bạch trong lộ trình chuyển tiếp 2016-2019.
  • Để nắm vững các mô hình tính toán thanh toán phức hợp và ứng dụng thực tiễn trong quản trị kinh doanh điện năng, độc giả và các nhà nghiên cứu hãy tham khảo toàn văn công trình luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện này.