PJM建模错误浪费120亿美元用户资金

今年早些时候，我们 解释了 为什么美国最大的电力市场 PJM 地区的居民的电费上涨了约 20%。我们认为罪魁祸首是 PJM 的拍卖设计选择以及 PJM 对需求和供应进行建模的方式。 为了更好地了解问题的严重程度，我们的能源模型团队在过去 6 个月里对 PJM 的主要系统模型“储备需求研究”进行了逆向工程，该模型迄今为止一直是一个黑匣子。 这项研究讲述了 PJM 如何通过年度拍卖并每年花费数十亿美元来决定购买哪种类型和多少个发电厂以确保电力可靠。

借助重建的模型，我们认为问题比我们想象的更严重。 PJM 的模型包含一些错误，我们估计仅在 2025 年至 2027 年间，其所有 6600 万居民就损失了总计 12B 美元。 我们在本新闻通讯的附件中为我们的订阅者分享了我们的方法；以及我们的模型的结果 PJM 模型仪表板。我们实时重建的储备金要求模型是我们专用的选项卡 能量模型 客户；其中还包括对整个美国电网的季度预测，跟踪超过 40,000 个并网发电厂以及每一个用户侧数据中心电力订单。

PJM的模型是 结构性逆增长拥有设计不佳、全球独一无二的容量市场和庞大无法正常运作的治理体系。

这些缺陷放大了不良系统建模带来的负面影响，这正是本报告的重点：

1. PJM低估了~4吉瓦现有的发电厂;这是由于一种方法未考虑冬季电厂更高效率以及自埃利奥特风暴以来电厂韧性提升的情况。
2. PJM有浪费了约120亿美元的纳税人资金由于这种薄弱的方法论，严重夸大了供需短缺，导致2025年至2027年。如果PJM的模型准确，家庭电费上涨会小得多。
3. PJM的紧急拍卖是让纳税人面临风险通过签署过多权力合同，而没有明确的对方。

利用PJM的供需曲线计算，更好的建模将带来67亿美元的节约，且2025/26年仅减少0.014GW（是的，14兆瓦）的电力采购;2026/27年度则为49亿美元和0.8吉瓦。

更多的电力意味着节省的减少可能反直觉，但我们有供需曲线来展示这些不成比例影响的形成方式。PJM强迫自己在极限下运行，因此对发电厂容量的不准确建模对拍卖成本产生了巨大影响。

PJM通过签订合同后过早开始，以及新电站接入电网的速度缓慢，限制了自身新电力供应。这意味着满足任何需求增长需要支付高额溢价，以不切实际的速度建设新电厂。

PJM还运营着全球唯一一个不区分新旧电厂的容量市场。因此，新建电厂的溢价也被支付给了现有的发电厂，而这些电厂却什么都没做。在将新旧电厂拍卖分割的市场中，这种增长避免了对整个电厂重新定价带来的数量效应;这意味着用户在价格上涨时受到更好的保护。

尽管有四场创纪录拍卖，总计耗资630亿美元，PJM仍不足以保证稳定运行所需的发电量，计划于9月30日至10月21日举行“紧急拍卖”，结果于12月2日前公布。

SemiAnalysis得出结论，考虑到冷空气提升涡轮效率以及联邦强制资产冬季化投资后降低冬季故障风险，PJM系统可额外获得3.8GW的可靠电力。

这相当于八个大型燃气发电厂，成本大约是今天建设价值100亿美元.这3.8GW将抵消PJM紧急拍卖计划采购的6.8GW中的56%。

PJM的紧急拍卖存在严重风险，将签订至2043年的合同，这些合同应由新大载货支付。这些不是电力销售;工厂仅仅因为存在而获得报酬，无论预测需求是否真的到来。

但PJM正在做这件事无承诺对手方.PJM没有自己的资金，所有支出都来自纳税人。

每个PJM州都必须通过（但目前还没有任何州通过）自己的成本分摊政策，将成本转嫁给参与的新大型负载。但如果这些大负载直接承包自己的额外发电厂，可以选择退出。

即使他们参与，也很难清楚他们需要支付拍卖容量的多少。参与不会带来其他好处，比如加速互联时间表。许多数据中心开发者已经放弃了PJM，选择了其他地方或计划了超乎计量的功率配置。

如果没有其他对手出现，那么又将成为居民纳税人。

在本报告中，我们将深入探讨PJM的容量市场，并介绍我们专有的逆向工程模型。我们认为，尽管关键利益相关者认识到这两个关键供应特征既真实又重要，但PJM未能准确模拟两个关键供应特征：

1. PJM未承认寒冷密集空气如何使燃气电厂在冬季发电能力提升多达25%;以及
2. PJM的风险计算尚未更新，承认早在2024年，PJM的700~座燃气厂中有400座已投资于冬季可靠性措施，以应对艾略特风暴的停机。

PJM存在的比建模更深层的问题。其现有拍卖设计于二十年前，此后需求未见增长。如今，PJM在结构上是反增长的。PJM因治理问题未能适应这一新的负载增长时代死锁一个既得利益集团的权威。

如果无法实现市场改革，也许可以通过改进容量建模来遏止纳税人流失，尤其是在冬季临近时。

本报告将深入探讨PJM的容量市场。在提供一些介绍背景后，我们采用以下结构：

• 我们从基础开始，解释PJM如何建模供需和可靠性风险。我们讨论了他们2024年从EFORd转向储备需求研究的重大建模方法变化及其影响。
• 我们介绍了逆向工程模型，并更深入地介绍了我们如何计算各种资源、停机、可靠性和车队规模的作用。
• 我们进入核心问题：PJM未能考虑冬季燃气电厂吞吐量的增加，以及通过资产冬季防护提升的可靠性。
• 接着我们深入探讨价格影响。PJM的容量拍卖极为复杂，我们解释了PJM6600万居民的电费为何以及如何比实际需要高出120亿美元。
• 最后，我们分享一些关于PJM未来及其即将到来的可靠性后备拍卖的看法。这是一个紧急机制，希望数据中心能够自行支付容量费用。我们认为，纳税人再次面临风险。

走吧。

本报告是SemiAnalysis与Nathan Iyer个人合作完成的。

背景

如果你还没跟上，让我们来跟你聊聊：

• 2025年6月，PJM州的电费上涨了17-24%，州监管机构将容量拍卖列为主要驱动因素。请阅读我们的PJM与ERCOT本文旨在了解PJM的产能拍卖情况，以及它相对于其他能源市场的独特性。
• PJM通过要求新电站建设不切实际且不加快关键项目的电网连接，限制了自身新电站的供应。这种供应受限大幅推高了拍卖价格。
• PJM的产能拍卖在长时间延误后于2024年7月重新启动。这使得新发电机的建造前期从《独立市场观察》原计划的36个月缩短至10个月，最新拍卖时缩短至仅23个月。发电厂建设需要时间，需要长期的可见性，因此仅给出23个月的交货期几乎不可能建设新发电。
• 此后四次拍卖均以每年134至138GW的认证装机容量采购，价格跳升为28.92美元推迟至每兆瓦日270-333美元，使容量拍卖成本从22亿美元提升至164亿美元，四场拍卖总计达到636亿美元。
• 这笔钱由PJM地区的每户家庭和企业支付，实际上不过是从用户向现有电厂转移的资金，因为在过去四次拍卖中，仅采购了4.8GW的新装机容量。
• 已建成容量无需每天325美元：PJM自家市场监测员称现有发电商竞标为每天8-14美元/兆瓦而英国最新的拍卖则支付了现有发电厂每天18美元（每千瓦每年5英镑）。
• 这些燃气厂不需要资金就能维持运营。现有的中位数联合循环407%仅2025年能源和辅助服务市场的未来成本，扣除一美元的容量收入。
• PJM阻止了新项目实现电网连接。从2021年10月起，在PJM通过期间，没有学习路径积压;一般申请窗口直到2026年4月才重新开放，当时220 GW应用.
• 现在PJM有两个表现不佳的互联快速通道：1.可靠性资源倡议2025年5月选定51个可投入投入的项目，现为41个，31.5%的兆瓦已撤出，首个产电计划于2030年完成;2. 每年10节车的加急轨道于2026年7月31日开通。两者都没有给任何兆瓦供电。
• PJM无法自我改革：规则变更需要五个权重相等的成员部门获得三分之二多数，因此任何两个部门都可以否决任何议案，而且他们经常这么做。委员会可以根据改革内容推翻，但在此问题上选择不这样做。
• FERC现已给PJM时间至九月底进行治理改革，否则FERC将介入。但FERC主要拥有被动而非主动权力，这种威胁不仅仅是关于容量拍卖或建模。
• PJM也是全球唯一一个容量拍卖价格涵盖整个发电组的市场。日本是最后一个将整个车队定价为一年期的市场，但现在已经认定该设计毫无造作价值，并加成了一项为期20年的独立拍卖。

行动

FERC正在接受对PJM后备方案的意见申报，直到8月21日。任何人都可以参与ferconline.ferc.gov.SemiAnalysis将提交这份分析。我们鼓励其他人也这样做，欢迎对该模式的任何意见，请通过 energy@semianalysis.com 与我们联系。

我们还鼓励PJM董事会向FERC提交改进的建模标准，以修改资费和可靠性保证协议，采用与2023年实施现行规则及7月启动后备方案相同的快速路径流程。

如果认证公正合理，FERC必须接受，FERC于2022年接受了MISO的季节性认证。冬季收视率文本为书写该案于2025年8月在C方案中被PJM自己的工作组通过，但未被高级委员会通过。

董事会明天可以接手。尚未起草规定的强制冬季防护。最接近的尝试是市场监测器的钝器版本直接删除风暴数据，但在同一会话中被拒绝。

FERC应要求在PJM签署将持续至2043年的合同前，重新计算紧急拍卖的6.8GW目标。

我们的主要建议是：

1. 这些建模建议应在紧急拍卖及未来拍卖中实施;
2. 应对2025/26和2026/27拍卖中纳税人资金的超支进行调查;以及
3. 现有容量和新容量的拍卖应该分开进行。

我们较为宽泛的想法是：

1. 紧急拍卖可能因对费率用户风险过大而取消，若新大载荷未到，应仅将直接容量合同作为加速互联协议的一部分;以及
2. 如果紧急拍卖被保留以弥补缺口，应由现有需求支付，并短期内进一步降低基础剩余拍卖的价格上限，这将实际上形成现有和新容量拍卖的分开。
3. 数据中心是通过规模经济和前所未有的价值创造，降低高额系统成本，使电力变得比以往更便宜。为了吸引更多数据中心并实现这种可负担的能源，未来的州长和客户倡导者需要关注官僚体系未能创造功能性市场的失败。

1. PJM低估了其现有电厂的可靠功率~4吉瓦

关于PJM的容量市场和拍卖情况，请阅读我们之前的文章报道.总结一下：PJM充当中央规划者，并举办拍卖以确保供应充足以满足高峰需求，并有安全缓冲。

PJM在2024年对规划进行了更为复杂的规划，但由于利益相关者投票失败，未纳入重要意见。排除这些输入的结果是，PJM在冬季高估系统风险，导致试图采购过多新发电厂作为备用。

但PJM的新电厂供应有限，导致价格飙升，试图但未能解决这一短缺问题。

事情并非一直如此。

2024年，产能拍卖价格首次飙升的同一年，PJM彻底改革了资源充足性模型。此前，PJM系统采用“等效需求强制停电率”（EFORd）系统运行。

容量目标是根据峰值需求加上发电机可能停机的概率加以保证金来设定的。然而，该系统无法有效捕获相关故障，这在天然气电厂的寒冷冬季更为常见。

它还未能考虑电网中较新的技术。特别是那些需要至少按小时建模以捕捉其对容量贡献的可变资源。这些包括间歇性发电，如风能、太阳能或径流水电;还有“有限”的资源，比如各种存储。

这些限制在2022年被揭露。冬季风暴埃利奥特期间，PJM输了24%其总发电量中，有三分之二的损失来自天然气发电厂。风暴埃利奥特导致储备需求研究进行了重大改革，使其成为一个按小时的风险框架。

本研究利用历史和基于预测的随机数据，模拟了一年中每个小时的需求与供给，持续若干理论年份。这种更详细的方法指出，在某些季节，供给相对于需求不足。

因此，尤其是天然气的降压率下降了10%至20%。这两项变动对系统产生了重大影响，2024/25和2025/26拍卖期间，清算装机容量下降了8%（12GW，从147GW降至135GW）。

这就像系统失去了二十多座大型电厂。自从PJM基本上不得不购买替代工厂以来，产能拍卖价格一直很高。

从夏季风险系统转向冬季风险系统在PJM中意义重大得多。它有一个中央拍卖，而其他容量市场则专门区分冬季和夏季。对于PJM来说，是冬季风险系统降低可靠性值更强的夏季资源（如能够跨越下午高峰的太阳能和储能），并增强更强的冬季资源（如核能、煤炭）。

即使是冬季气体风险的轻微改善，也可能在所有资源中产生连锁反应，带来重大商业影响。

该研究通过每小时与天气和需求情景的匹配，定义了每台新发电机如何提升系统的可靠性。对许多人来说，这个新系统是一个黑匣子。PJM值得称赞的是，它发布了部分工作和数据。

它很复杂，但其细微差别对于理解PJM当前的问题非常重要。结合其他公开数据，我们尽力重建模型并审视其内部运作。在此过程中，我们识别并证实了若干对近期价格上涨极为重要的弱点;可靠性问题;以及即将到来的后备选票拍卖。

储备金研究

PJM的新系统在冬季高估了风险，导致电厂过度建设。我们的模型以PJM使用的全系统模式重复运行储备需求研究。我们的结论是，同一车队的容量比PJM信用的更可靠，因此拍卖对总用电需求的要求降低。

虽然PJM通过全年变化来模拟需求，但它将供应限制在发电者夏季认证期间。一方面，这很合理，因为PJM是夏季高峰系统。夏季空调用电需求多于冬季供暖需求，因此全年用电量最高的时刻是夏季。

即使扣除太阳能产量的增加，夏季对可靠发电厂的需求仍高于冬季。

另一方面，历史上发电失败率在冬季更高，且通常在车队间相关，且与需求最高时段相符。更高的失效率意味着冬季供应最可能低于需求。

冬季气体的可靠性较低，因为风暴可能导致所有气体同时结冰，正如极地涡旋和艾略特风暴所示。

PJM的模型已识别此类冬季风险，但细节过时且缺乏精确性。他们没有考虑寒冷如何改善那些不失效的工厂的运作，也没有考虑到植物近年来如何对天气进行了硬化。

PJM使用历史数据来计算性能。这意味着如果资源出现一次故障，唯一能提高可靠性的方法就是等待十多年才能将事件从系统中清除。无论投资、法规或保证多少，都无法解除这一判决。

因此，迄今为止，2013年极地涡旋驱动的最大可靠性风险驱动因素，第二个是2022年的埃利奥特风暴。

自给自足

为什么PJM的费率用户没有更好的价格波动保护？在大多数其他电力市场中，零售客户与公用事业公司签有长期合同，且不受年度容量市场变化的影响。

隔壁的MISO市场也经历了大幅的容量波动，但绝大多数家庭未受影响，因为公用事业公司有长期合同。

PJM之所以如此“全有或全无”有多种原因，但归根结底是零售选择与放松管制（合同更短且不确定），最高法院推翻了州政府支持长期合同的努力，以及长期以来FERC的争斗，最终归结为资源偏好之间的党派斗争。

另一个主要选择是公用事业公司自行采购足够的容量，然后在5年内完全退出容量市场。这在产能市场表现为大幅波动，但由于供需影响是平衡的，最终影响相对中性。

舰队不确定性

虽然PJM整体车队的数据相对透明，并影响其风险模型，但拍卖本身常常出现不可预测的分歧，无法完全复制。

储备需求研究不仅仅是基础剩余拍卖，因为一些公用事业公司“自给自足”。固定资源需求（FRR）替代方案允许公用事业公司退出拍卖，提交自己的容量计划，其负荷份额为PJM系统~8%（例如2026/27年度的12GW）。

因此，PJM的储备需求研究建模了“假设舰队”，并得出一个全系统数字（例如2026/27年度可靠容量为146GW）。拍卖目标是扣除自供义务的最低要求（例如2026/27年度134GW）。

“承诺舰队”是拍卖和自给自足的产物。2026/27财年拍卖净得134.3吉瓦，比目标少0.2吉瓦，而自供计划承诺12吉瓦，约比其义务多0.3吉瓦。

该系统以比全系统要求高出0.1GW结束了拍卖，但仅仅是因为自供超过了拍卖的实际交付。在这一切背后，是整个车队，也就是实际存在的发电厂。

逆向工程模型

为了获得真实数字，我们需要全面重建模型。于是我们把PJM的手册（解释了他们如何做这项研究）转化为代码。然后我们基于该代码运行他们发布的天气、需求和发电数据。

对于他们不提供的数据，我们使用了公开可用的代理文件，主要来自美国能源信息署。我们对PJM在过去四次拍卖中发布的产出有很高的准确性。

详细的逐步内容包含在本通讯的方法论附录中，帮助希望重现或审计我们工作的订阅者。

改进模型

在2026/27年的拍卖中，仅冷空气提升就应将所需装机容量减少1.5GW，仅气候化则仅减少2.5GW，仅为60%。它们合计价值为3.1GW，因为它们的影响有显著重叠。

我们通过重建的储备需求研究来测试如果改变两个广泛讨论且此前提出的输入假设：归因冷空气抬升和资产冬季化，产出会发生多大变化。

同样，详细步骤见方法论附录。

致谢冷空气抬升

涡轮机是一种质量流动机器，冷空气密度更高，因此当气温下降时，涡轮机可以挤出更多电力。如果你忽视了系统在冬季更高效的方面，却仍然认识到冬季故障风险，那么你就重复计算风险，导致购买过多发电厂。

PJM的模型未认识到寒冷天气会提高热电厂效率，并在寒冷时期增加电网可用容量。低温使空气密度增加，改善温度梯度，从而改善涡轮流量并提高单元的峰值发电量。

对于燃烧轮机，这一影响高达25%，而PJM在冬季月份的平均影响为8.4%。虽然燃气电厂冬季更容易停工，但其他燃气电厂更能产生更多电力以弥补这一缺失。

蒸汽电厂还受益于较低的冷却水，降低冷凝器压力，提高循环效率。相反，这些植物被建模成夏季。

给冷空气抵消更大的故障风险。我们的模型是逐小时并行运行这两种动态。它保持PJM冬季故障率的准确性，并计入每个模拟小时内每座热电厂运行的额外输出。

仅计入冷空气，且PJM的失效率未受影响，净计41,600年模拟，仍能根据年份减少1.3至2.2GW的容量需求。

PJM已经被告知他们建模错误了。PJM聘请的顾问E3负责审查其方法论，指出了其方法论中的偏见2025年12月评估：“当气温升高时，PJM对无限资源类别的ICAP应用不对称的环境降级，但气温下降时不应用环境升价。”PJM自己的2025年5月敏感度在模型中进行了赊账测试，结果冬季装载小时减少了33%，储备空间比2026/27拍卖模型低了1.1个百分点。

E3考虑的14项中有4项是采用季节性或每日能力评级。

PJM测量了冬季能力提升为8.5GW名牌。尽管影响巨大（新燃气厂价值至少130亿美元，保守估计为每千瓦1500美元），PJM未实施此调整，尽管掌握了所有核心信息。

其中一个主要原因是他们必须进行交付能力研究，以确定额外的容量是否能满足整个系统的需求。据我们所知，PJM从未进行过这些研究。

值得注意的是，交付的可能性很高。在压力大的情况下，本可交付的大部分车队将处于离线状态，寒冷还提升了所有电网组件（包括导线、变电站和断路器）的热容量。

使用夏季容量评级来评估冬季热能发电在物理上并不准确，但由于利益相关者存在分歧（详见包CELCC工作组的提案未能通过实施这一基本变革的改革。

我们的建模方法论在附录中。

资产冬季化更新风险

PJM并未正确认可那些投资于加固极端事件的电厂。这意味着它在风暴艾略特之前低估了冬季风险，现在可能高估了新冬季舰队的风险。这种缺乏准确性和预测的做法推高了电价。

仅将2026/27年拍卖归功于节能化，价值可达3吉瓦的可靠电力。

抵免冬季防护及其他韧性投资将成为核电厂投资的强大经济激励，因为他们将通过产能拍卖获得更多收益。相反，PJM根据以往表现来确定工厂失效率，而极地涡旋期间以及最近的冬季风暴艾略特期间，燃气车队的大规模崩溃在降低PJM归功于燃气电厂的产能价值方面起到了极大的作用。

为了增加统计分量，PJM尽可能使用历史气象年份。但一旦出现大失误，只有时间和良好的表现可以慢慢恢复到基线。这是一个细致的渐近平均化过程。

即使燃气电厂在气候改造上投入数十亿美元，或在类似事件中展现出非凡的韧性。

工厂失效是因为部件冻结：仪表和感应管路、阀门、燃料处理。在冬季风暴埃利奥特（2022年12月）期间，PJM经历了46GW的同时停电。FERC与NERC联合调查（2023年10月发现至少75%的冻结导致的故障发生在超过设备官方工作限值的温度上。这意味着一个经过适当冬季防护的设备不会故障。

到2025年11月初冬季，现有车队的冬季防护远比PJM模型预期的要多。强制性地制定寒冷天气应急准备计划、每个单位的年度培训，以及报告各单位的寒冷天气作业限额，均由以下规定执行2023年4月.到2024年1月，数量超过了400发电机报告了PJM的冬季防护改进，PJM在其关于风暴杰瑞的评论中也发布了这一数据。

PJM大约有450个燃气单元和大约750个热能单元，所以这占了大多数相关单元。这些报告是自制的，但它们是在一个规定每个单位必须有寒冷天气预案的情况下提交的，而且它们发布的时间比我们正在模拟的拍卖会冬季早了近两年。

法律要求计算每个单位极端寒冷天气温度的计算需通过以下方式进行2024年10月.活动-CAPP规则自2024年10月起可执行;任何在2024/25年冬季冻结的单位都应提前完成修复计划2025年12月.此外，具有约束力的NERC冬季化标准但这对近期针对多年后生效的拍卖没有影响。

舰队近期表现显示出冬季化的迹象。Gerri（2024年1月）强制停电峰值为16GW，占9%，而Elliott的46GW。马丁·路德·金风暴（2025年1月在假期周末类似天气条件下，强制停电率为9%，而埃利奥特为24%，同时创下冬季历史高峰。风暴蕨（2026年1月）停电量为18-19GW，占10%。自埃利奥特风暴以来的每一次寒冷事件中，PJM的舰队表现都像是经过了充分冬季化处理。2025年1月，马丁·路德·金（MLK）在类似艾略特的天气下，完全没有出现过度聚集。

具体方法论在附录中，但关键点是冬季化杠杆并不假设电厂故障频率降低。它精确保持每个班级的年平均失效率，仅去除天气聚集。真正冬季化的舰队平均故障率也会更低。

我们不包括这些。为了保守一点，我们假设2025/26年冬季防护率为50%，然后每年逐步增加10%。

重叠

这两种建模变更的结果有显著重叠，因此它们加起来小于各部分之和。这是因为他们固定的时间是一样的。PJM的要求是系统可能短缺的极寒小时数。

在2026/27年，单冷空气就价值1535兆瓦的需求缓解，按拍卖规模计算，单独将气候化设定为100%就值3143兆瓦，但两者合计价值3320兆瓦，而非4678兆瓦。

在重叠阶段，冬季化（设置为100%）尤其主导冷空气的影响，覆盖率可达76%至96%，视年份而定。在较低设置下，重叠会减少。对于我们选择的年度设置，重叠范围根据年份变化为53%至69%。

2. PJM超支了~120亿美元

这些模型输入改进的结果是，PJM拥有比其储备需求研究目前认可的更可靠的机队。因此，相对于模拟需求负荷，它所需的采购产能比过去四年更少。

在两场价格自由移动的拍卖（2025/26和2026/27）中，差价价值为120亿美元。

拍卖设计

拍卖设计比建模方法更难改革。但你需要理解设计，才能看到模型容量的相对较小缺口对拍卖成本产生巨大影响。PJM有两个市场：一个是实时能源市场，另一个是按年计算的容量市场。

容量合同是支付电厂的可用性，而不是发电。PJM并网队列以缓慢和漫长著称，但申请加入队列的电厂风险自负，加入容量市场的电厂风险由用户承担。

在任何电力市场中，有两个成本很重要：电厂再运行一小时的成本，以及建造和维护电厂的成本。 第一个短期边际成本和第二个长期边际成本。 每日能源市场以最后所需生产者的短期边际成本（燃料、劳动力、可变维护）出清。 这会激励竞价真实成本，而不是玩弄系统，因为超过这个价格就会冒着不被调度的风险，因此一无所获。 短期和长期边际成本（资本、资产、固定维护）之间的差异造成了“缺钱”问题，因为发电厂很难在日常能源市场上弥补这一损失。 一些电网（最著名的是德克萨斯州的 ERCOT）只有能源市场。 发电厂在供应稀缺时通过提高价格来弥补损失的资金。 但许多市场使用容量拍卖来提供这笔缺失的资金，认为这是更稳定的方法。 PJM 的年度容量拍卖还向所有投标者支付最后所需容量的价格。

每年，PJM 的规划模型（储备要求研究，RRS）都会决定十年内一次事件的可靠电力短缺程度（0.1 负载预期损失，LOLE）。由于风险被分散，市场上的每个人都试图搭其他人的便车，这意味着电力容量没有天然的买家。 PJM 充当保险中介。 它绘制了一条市场需求曲线，即在每个供应水平上将支付的价格的滑动时间表（可变资源需求，VRR）。发电投标和 PJM 根据该曲线进行购买的年度拍卖是基本剩余拍卖 (BRA)。

不幸的是，PJM 进行了一次容量拍卖，其中包括约 92-93% 的机队容量，包括现有发电机和新发电机。 其余大部分由自供电公用事业覆盖。 这是一个问题，因为这些是截然不同的产品，新发电机的长期边际成本要大得多。 现有发电商只需支付年度固定成本，独立市场监测机构的报价数据显示，大多数出价为 8-14 美元/兆瓦/天。 新发电机具有大量的风险相关成本和更高的初始固定成本。 新工厂和现有工厂也获得相同的一年期合同，尽管新工厂通常需要长期合同才能以经济有效的方式筹集资金。 这种拍卖设计意味着，如果电力需求增长需要建造新电厂，那么与基准相比，价格将需要大幅上涨。 在 PJM 的案例中，整个机组的价格从每兆瓦日 28.92 美元上涨至 270-333 美元，大约是现有发电厂本身报价 8-14 美元的 20 至 40 倍。 这给现有发电机带来了巨大的意外之财，但不一定以有效的方式增加系统的发电能力。

很高兴得到纠正，但我们相信 PJM 在世界上也是独一无二的，因为它的机队中有多少是通过相同的边际价格拍卖的。 93% 的 PJM 容量以清算价格结算，而 MISO 的剩余拍卖为 15%，纽约按月滚动，加利福尼亚州双边合同，德克萨斯州没有，而新英格兰则完全放弃了设计。 MISO 的拍卖价格也出现了大幅波动，但其拍卖是剩余的，公用事业公司自行供应或预先签订了大部分容量的合同。 因此，2025/26 年夏季需求的约 86% 在拍卖之外得到满足，从而使大部分负载免受波动影响。 英国、爱尔兰、意大利和日本进行集中拍卖，但给予符合条件的新工厂 10 年或 20 年的合同，而现有工厂通常只获得一年。

所有这些市场都让客户为增长付出代价。 但这些市场的同样增长不会像 PJM 那样推动几乎整个机队的重新定价。 这种成本转移是市场设计的产物，而不是负荷增长所固有的。 改革即将到来，数据中心开发商在很大程度上支持为容量付费的改革，因为无痛增长符合他们的利益。 然而，目前还没有任何提案可以为仍在为二十年前的设计选择付费的纳税人提供任何喘息的机会。

这样的设计也不是没有原因的。 20 多年来，PJM 从未经历过任何负荷增长，并受益于独立电力生产商早期的天然气热潮，但这对早期投资者来说是灾难性的。 在那段时间里，效率较低的工厂被效率较高的工厂挤出了系统，从很多方面来说，这是一个很好的系统，只是不是一个为增长而构建的系统。

浪费的 $12B

对于最近的四次拍卖，我们计算了如果储备金要求研究更加准确的话，拍卖将清算的价格和数量。 模型的改进使需求曲线向左移动。 我们发现，2025/26 和 2026/27 年度的拍卖将节省 115.7 亿美元，敏感度范围合计在 80 亿至 145 亿美元之间，同时采购量超过可靠性要求。 2027/28 和 2028/29 年度的拍卖不会以较低的价格或数量成交，因为供应足够紧张，即使在改进的模型下，这些年份的价格上限仍然具有约束力。

容量拍卖价格设定在供应曲线与 PJM 需求曲线 (VRR) 交叉的位置。需求曲线是公布的价格表，说明 PJM 在每个供应水平上将支付的价格。 供给曲线由进入市场的所有出价组成； PJM 及其市场监测机构发布了包含关键数据点的形状。 我们为四次拍卖中的每一次重建了这些曲线。

然后，我们使用逆向工程储备要求研究来计算曲线如何随着输入的改进而变化，以纳入冷空气和资产防冻措施。 鉴于现有船队的可靠性更高，获得比电力需求更大的供应裕度的需要就减少了。 这会将容量需求曲线 (VRR) 向左移动。 我们根据不同的输入按年份计算，得出的结论是，对于 0.1 LOLE，整个系统可靠容量需求下降：2,879 MW (2025/26)、3,396 (2026/27)、4,513 (2027/28)、3,824 (2028/29)。我们必须假设出价不会改变，因为建模出价行为很复杂，实际上会发生一些变化，但我们认为在这种情况下这不会是实质性的。

PJM 的容量市场具有直角供给曲线。 绝大多数是低而平坦的，然后一些稳定增长，最后直接上升。 例如，2025/26 年的拍卖中，前 79% 的出价在 2-5 美元之间，接下来的 20% 上涨，直到达到峰值 105 美元，只有最后 1% 的出价高达 352 美元，市场出清价为 270 美元。这反映出 PJM 的大多数发电厂已经存在了一段时间并且出价较低，因为它们的短期和长期边际成本差异不大。 但后来新发电厂的出价很高，以便能够快速建设并承担自身风险。 PJM 供给曲线的形状解释了为什么，如果达到极限，需求量的微小变化会对价格和总成本产生巨大影响，即使对采购量影响很小。

基本剩余拍卖不会在其所需容量时停止，而是在其需求曲线上进行清理。 因此，如果可以以 PJM 认为可以接受的价格购买更多容量，那么它就会清除拍卖。 对于 2025/26 年拍卖，PJM 的上限价格为 452 美元，并且有足够的出价，以 270 美元的价格采购了 135.7GW，而所需容量为 133.6GW。

如果储备金要求研究的计算方式不同，那么需求曲线将向左移动 2.7GW。 调整后的目标需求容量将为 130.9GW，拍卖将以 135 美元的价格（50% 折扣）清算 135.7GW。

只有 0.014GW 的差异，但是 $135/MW-day 的节省乘以全部 135.7GW（再加上 $270 乘以 0.014GW），然后乘以 365 天，得到全部拍卖的 $6.7B。

甚至我们还可以进行一定程度的冲击感检查来进行比较。 独立市场监测机构进行了一项调查 类似的计算 2024年9月，仅针对冷空气信贷。 研究发现，有 27 亿美元的准备金保证金保持固定，最多 80 亿美元没有准备金保证金。 我们的数据还包括防冻措施对可靠性的影响。

价格上限

2026/27 年的拍卖包括第一个政治强制的价格上限。 PJM 在其需求曲线模型中设定了价格上限，但价格上限是州长们仓促采取的措施，目的是防止 PJM 笨拙的拍卖设计进一步损害纳税人的利益。 虽然实现了这一目标，但 329 美元的价格上限也阻碍了拍卖的正常清算。采购量为134.2GW，而所需产能为134.5GW，仅缺口0.3GW。

如果储备金要求研究的计算方式不同，那么需求曲线将向左移动 3.1GW。 调整后的目标需求容量将为 131.4GW，拍卖将以 230 美元的价格清算 133.6GW。

仅减少 0.6GW，可靠性裕度提高，并且每兆瓦日折扣为 99 美元。 拍卖总计节省 49 亿美元。

价格上限可能会产生许多意想不到的后果。 在这种情况下，结果之一是以高价紧急拍卖 11-15 年期合同。 任何选择保留增量容量的发电商很可能会从中受益。

供应受限

2025/26 和 2026/27 是我们发现 PJM 浪费了纳税人资金的两个拍卖。接下来的两个拍卖，由于供应非常有限，即使分别有 4.5GW 和 3.8GW 的变动，改进建模也不会对价格或数量产生影响，因为需求曲线也无法在拍卖的政治价格上限以下与供应曲线交叉。

2027/28年的拍卖于2025年12月举行，成交价为333.44美元，达到价格上限，并且短缺6.5GW。因此，需求曲线向左移动4.5GW不足以产生影响。

2028/29年度拍卖于2026年7月举行，以325.00美元成交，达到上限，并短缺6.8GW。通过改进建模，6.8GW的目标降至约3GW。

那个6.8GW对比3GW现在成为PJM即将举行的紧急拍卖中的数十亿美元问题。

3. PJM 正在通过试图在即将到来的紧急拍卖中购买过多而使电费支付者面临风险。

谁付钱？

在任何拍卖中购买过多都是不好的，但这个后备拍卖没有明确的交易对手。PJM 计划支付电厂建设费用，预期能源需求会随后到来。但如果需求没有出现，PJM 仍然必须支付费用。

理论上，新的大负荷应该为这次紧急拍卖付款。但是，预测的大负荷是假设性的，并不会真正签署合同。计划是由PJM签署合同，各州则通过自己制定的成本分摊政策，将成本分配到参与的新大负荷上。

PJM的归档 澄清说：“由于 PJM 无权将零售成本直接分配给各个数据中心，因此国家行动至关重要。”这给大负荷带来了很多不确定性，因为成本转嫁将根据各州的情况进行定制。

只有 2032 年 6 月之前投入使用的新资源才可以投标。合同均于 2043 年到期，因此 2032 年上线的发电厂大约有 11 年的时间。 然后，成本将根据 2026/27 年至 2028/29 年预测负荷增长的比例分配给输电区域。

这些股份被冻结整整十五年。 在每个区域内，州政府将使用定制的政策设计将成本转嫁给特定的大型负载或配送公司。 如果某个州不采取任何行动，则适用该文件的默认规定，并且成本将按峰值负载分担由该区域中的每个负载服务实体承担。

没有真实的上涨，区域份额由预测增长决定，并且从未重新审视。 供应合同的结构是有保证的补充。 每个获胜者都将根据其后来在 2043 年之前支付的容量市场的出价而获得整体出价。

分配后备成本的负载服务实体必须提供以下信用支持： $每兆瓦 150 万 义务，在每个交付年份的九十天内。 按照 555 美元/兆瓦/日的平均上限计算，6.8GW 的最大责任约为 210 亿美元。

没有任何甜头可以鼓励大负载参与，例如加速互连。 甚至无法保证“未加速”的互连时间表。 然后，在供应方面，一旦工厂投入运行，交付不足几乎不会受到惩罚。 PJM 本身 项目 即使有支撑，下一次拍卖“也可能会清空”。

被否决

通过今年春天 PJM 的快速利益相关者流程，成员们开发并认可了围绕自愿订阅模式构建的支持设计。 这是由配电公司联盟和数据中心联盟倡导的。 这个想法是让大量的新负载首先订阅，承诺在采购之前支付新容量的费用。 令人难以置信的是，对于 PJM 来说，设计赢得的不仅仅是 三分之二的部门加权支持.

然后董事会推翻了自己的成员。 在其 决定信 2026 年 7 月 27 日，董事会拒绝了认购框架，理由是该框架“无法充分保证实际采购的产能相当于已确定的近期缺口”。

这就是为什么改进这个系统建模至关重要。 董事会认为这次高风险紧急拍卖是必要的，因为模型夸大了近期短缺。 目前近期的缺口为 6.8GW，重新计算后将为 3.0GW，订阅模式似乎可以覆盖这一数量。 156GW 的总需求是根据 2028/29 年负载预测得出的，其中已经包含了预期的数据中心增长。

PJM 有 提交 董事会于 2026 年 7 月 31 日在 FERC 上提出的提案。董事会的设计使用 555 美元的平均上限，并增加了一项设计糟糕的限电计划 (IRAS)，而成员们正确地否决了该计划。 这两项措施似乎都是为了阻止新的大型负载加入该计划。

按投标付款供应合同的平均价格上限意味着参与的需求负荷不知道他们将签署什么价格。 555 美元的上限限制了投资组合的平均值，而不是任何单个合约。 PJM自己的 工作示例 显示 600 美元的报价清算。 购买的数量也是未知的，因为报告双边抵消的窗口与报价窗口同时运行。 负载自己的份额是未知的，因为它取决于尚不存在的状态分配机制以及有多少其他负载参与。 平均值用于选择。 如果合同随后无效，则剩余的投资组合永远不会根据 555 美元重新进行测试。这种风险在上行方面是不对称的，因为价格较低的合同更有可能被放弃或失败。 按出价付费使情况变得更糟。 在边际价格拍卖中，投标人的最佳策略是投标其真实成本。 在按出价付费的情况下，最佳策略是按照您预测的最高可接受价格出价。 PJM 自己的证人在 归档: 按出价付款的卖方“更有可能提供预期的清算价格”，而在这种情况下缓解市场力量是“困难且无效的”。”

临时资源充足服务（IRAS）计划适用于2027/28年后超过50MW且不属于以下其中一项的负荷：中央采购、自供或双边合同。 这些负载以非固定方式连接，并在容量短缺期间首先被削减，甚至早于紧急前的需求响应计划。 顺便说一句，非固定联系在极端情况下是公平的，但这很疯狂。 需求响应参与者获得报酬以减少需求；这是他们出售的一项服务。 新的大型负载将在电费中支付这项服务的费用，但仍会首先关闭。 这些需求负载将达到数百兆瓦，并且不是为这种快速响应或高保真操作而设计的。 它甚至可能对系统造成危险。 PJM 自己的工作人员在最终利益相关者会议前几天放弃了强制限电，理由是对 PJM 削减零售负荷的管辖权表示怀疑，而发电商自己的贸易组织警告称，恢复强制限电会招致旷日持久的诉讼。

对于任何能够管理的负载，自供电严格主导拍卖。 这将导致叛逃，并大大增加 PJM 过度采购的风险，从而损害其纳税家庭和企业。 对于其余的人来说，其他电力市场还有更广阔的前景。

治理

对 FERC 的评论将于东部时间 8 月 21 日 17:00 截止。 拍卖将于9月30日至10月21日举行，12月2日出结果。 距离 12 月 9 日举行的下一次常规拍卖仅剩一周时间。 PJM 于 8 月 7 日公布了 2029/30 年拍卖的等级评级。 他们再次被计算为无尽的夏天。 PJM 将于 8 月 31 日发布剩余参数。 本文中的所有内容都是关于未来九十天内做出的决定。

除了我们的逆向工程模型之外，几乎所有这些都不是新鲜事。 2023 年，PJM 提出了一个完整的两季产能市场。 但在《独立市场监测》和其他机构反对该设计需要更多开发时间后，PJM 撤回了该设计，并提交了仅限年度的套餐；联邦能源监管委员会 批准该包在2024年1月，并拒绝要求季节性。

在2024年9月，独立市场监控员结束认为对火电厂的冬季能力进行计入将使当年的容量账单在储备余量保持不变的情况下减少27亿美元，而在其他情况下最多可减少80亿美元。

其常设建议写道：“没有理由不立即将过剩的冬季CIR分配给这些资源。” 2025年5月，PJM的敏感性分析发现舰队的冬季能力比其夏季额定值高出 8,561 兆瓦。

同一个月，成员们投票3.699（在5个部门加权投票中）将相邻的传输工作推迟“直到相关方在季节性容量结构上进行工作”。在2025年7月，PJM自己的工作小组批准了C方案中的修正。

这包括冬季容量等级，并已通过178票对54票，77%. 二十六天后，即2025年8月20日，高级委员会将其杀死30.7%加权票。发电厂业主认为，较高的冬季评级提高了电厂在夏季表现不佳时所面临的基准。

消费界否决了PJM的方案，同时支持了两个更为直接的方案，而发电商又反过来扼杀了这些方案。2025年12月E3推荐季节性或每日收视率，考虑：14分中的第4分。

此后未举行投票。

结论

PJM的集中容量市场在解决容量短缺这一核心作用上完全失败。面对现代历史上首次适度增长，产能市场无法采购产能。然而，PJM的设计错误分配了这些资金，作为现有发电者的意外之财，同时通过短交期和漫长的并联排队限制了供电。

PJM正在通过这场专为新一代开发的紧急拍卖，打造第三个能源市场。但这样做实际上是在将长期存在的错误转化为长期的负累，而基本的资源建模精度仍然悬而未决。

这些具体的建模点此前曾被讨论过，但未曾成功实现。我们希望，这次逆向工程并发布PJM黑匣子的努力，能通过揭示这一方法变革可能带来的巨大影响，推动辩论。

这正是我们试图利用公开信息所做的。我们必须强调，存在一些关键信息尚未公开，我们已经强调了这一点。因此，我们的建模充其量只能算是个不错的近似。

如果我们哪怕只有一半是对的，我们需要紧急改变这种模型，以避免进一步浪费，并更清楚地表明需要什么新容量才能让PJM再次增长。

方法论附录

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