浅析“绿色”发展口号下的欧洲电力市场

2020-12-29 22:00张岽良
中国电气工程学报 2020年6期
关键词:可再生能源可持续发展绿色

张岽良

摘要:欧洲目前拥有全球最大的电力市场交易所,是全球电力市场的风向标。可持续发展是当下各个领域必须面对的话题,“绿色”可持续发展口号下欧洲电力市场要求所有的可再生资源都要进行現货市场交易,虽然导致了现货市场交易量激增,但是整个市场电价还是比较平稳的,说明欧洲的电力现货市场设计是能够包容这部分可再生能源的,这也为我国电力市场在可持续发发展道路提供了借鉴的案例。

关键词:可持续发展;可再生能源;欧洲电力市场

1.“绿色”发展口号下欧洲电力市场的改变

(1)燃料结构正在改变

欧洲电力市场的燃料结构正在改变。欧洲能源转型迅速推进:煤炭产能持续下降、增加使用可再生能源的势头仍然强劲。英国的煤炭产能下降尤为明显,英国煤炭产能从30吉瓦的历史高位降至2020年的6吉瓦,下降了80%。发电量的下降幅度更大。本世纪,煤炭发电量在2006年达到最高峰值150太瓦时,到2019年仅发电7太瓦时,下降了95%。德拉克斯(Drax)最为曾经英国最大的发电站近日宣布将在2022年关闭剩余的两个燃煤机组

(2)电力市场气候风险增大

截止目前,太阳能容量增长15 吉瓦,陆上风能达到10吉瓦,海上风能达到2.8吉瓦。电力批发市场中的气候风险增大。随着可再生能源容量的增加,天气变化对批发价格的影响也越来越大:太阳能和风能发电量即将迎来居高不下的局面,每天的价格将迎来更大压力。如果需求低迷,就会出现负电价。比如2019年,当时德国电价在211小时内跌至零以下,而2018年则为134小时。12月某日,英国的电价首次跌至负值。2020年2月,风力极大,德国的现货平均价格为21.9欧元/兆瓦时,是2019年2月的一半。多风天气、晴天和商品价格一样,是市场中的主要驱动力。随着可再生能源占据更大市场,预计将导致年度批发价格与火电厂的生产成本不再挂钩。

(3)制定了气候中和目标

当前,欧盟电力市场的目标是:在2030年,与1990年相比,可以减少40%的排放量。要在2050年实现气候中和目标,就需要在2030年实现更高的气候目标。欧盟委员会将评估欧洲目前的实际情况,委员会提出在2020年9月会发布提高2030年减少温室气体排放目标的相关提案,此后还会发布同步温室气体的子目标相关提案:碳市场。碳市场之外还包括2021年6月的排放目标、可再生能源和能源效率目标。委员会的提案需要得到欧洲国家元首和欧洲议会的审查和批准,这一过程称为“三方对话”(Trilogue),可能需要数年时间。

2.欧洲市场可再生能源下的电力市场设计

(1)不断灵活尝试,刺激市场灵活性

目前,欧洲电力现货交易所还在不断进行新的尝试,以准备接纳更多的新能源。日内市场可以揭示可再生能源电力的灵活性和市场灵活性,德国日内市场采用了15分钟的细交易粒度,这样可以反映小时内的发电量的变化。15分钟产品的价格信号传达了新能源灵活性需求,并且可以进一步刺激市场提供灵活性。

(2)补充当地分布式交易市场以应对配网级阻塞

当地分布式交易市场是EEX集团继国际化市场、国家级市场之外想要开发的第三个市场。当地分布式交易市场是目前的日内电力现货批发市场的补充,以在分布式发电周围的小范围内,在配网层级中进行交易和消纳,应对配网级的阻塞。

积极参与多个国家的创新当地分布式交易市场示范,和配电网运营商紧密联系在一起,分布式发电可以在。分布式交易市场是在分布式发电周围的小范围内,在配网层级中进行电力交易和消纳,包括各种分布式的新能源电力,多余的电量再上升到国家级的现货市场,按照市场价格进行结算

(3)电力市场耦合来统一市场

电力现货交易所负责电力市场耦合,市场耦合其实是一个算法,算法的目标将整个欧洲的成本最低。

下图简单展示了两个市场耦合的原理,出口市场出口电价比较低,而进口市场市场价格较高。市场耦合保证了电从价格比较低的区域流向比较高的区域,则对于出口市场,需求增加,价格曲线往右边移动,出口市场电价升高;反之,进口市场电价供应增加,电价降低,结果是两个市场价格越来越相似,这被称作市场耦合后的电价趋同。

整个市场进行耦合以后,当一些特殊事件对某一个国家产生比较大的影响时就能得到通过整个欧洲这个大池子去吸收和降低波动,如金融方面的次贷危机、银行危机,天气方面的寒流和热流,以及电力装机过多等因素引起的负面效果都会均摊到整个欧洲。

欧洲电力市场耦合通过了日前市场耦合和日内市场耦合两个项目,起初日前市场耦合只是输电网运营商间自愿参与的试验项目,后来大家看到好处后,都愿意参与进来。最后欧盟把这两个项目变成了法规,规定市场必须耦合。

3.对中国电力市场建设的启示

我国自然资源禀赋分布不均,煤电、水电等集中分布在西部、北部地区,负荷与发电资源呈逆向分布形势,同时新能源发展迅速。这样的能源结构,客观上存在大范围资源优化配置和新能源充分利用和消纳的需求。从电源结构和新能源发展态势来看,这方面与欧洲及其一些国家的情况非常相似。

我国以省为行政区划,各省经济发展水平不同,具有相应的经济和财税政策。这样的社会和经济环境,是统一电力市场建设必然要考虑的问题,特别是在交易过程中如何处理网络阻塞、输电费用、网损等方面的问题,欧洲跨国的统一电力市场提供了一个实践参考;从电力调度模式看,我国当前的电力调度模式,省间通过特高压及联络线进行大范围资源配置和电力余缺互济,省内确保发用电平衡,这种模式与欧洲市场统一市场结构有较多相似之处。

4.结论

可持续发展是这个时代大家都必须面对的话题。欧洲电力市场要求所有可再生能源都要进行现货市场交易,该政策导致了现货市场交易量激增,但是整个市场电价还是比较平稳的,说明欧洲的电力现货市场设计是能够包容这部分可再生能源的。目前,我国电力市场正处在可持续发展改革进一步深化的关口,“绿色”可持续发展口号下欧洲市场在破除市场壁垒、通过市场实现大范围资源优化配置方面以及减少政府补贴、利用市场消纳新能源方面的做法,对我国来说具有一定的参考价值。

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