随着大规模可再生能源的开发使用,如何将这些发电更灵活地并入电网并减少对电网稳定性的冲击,如何更加有效地利用可再生能源发电,成为世界各国研究的课题,借鉴其他国家的措施,能避免自己误入歧途。
随着大规模可再生能源的开发使用,如何将这些发电更灵活地并入电网并减少对电网稳定性的冲击,如何更加有效地利用可再生能源发电,成为世界各国研究的课题,借鉴其他国家的措施,能避免自己误入歧途。
欧洲新能源负电价是怎么形成的?
与传统燃料相比,可再生能源的优势除了环保,还有一个重要的因素——成本接近零。传统的电源边际成本主要是燃料成本,可再生能源发电的燃料成本却为零,其边际成本也接近零,因此在完全市场竞价的机制下是最优先上网的电源,这种优势在里夫金的《零边际成本社会》和国家电网公司董事长刘振亚的《全球能源互联网》中都有介绍。
其他电源边际成本从低到高依次为核电、煤电、气电,这也是各类电源竞价上网顺序。如果可再生能源能够满足或超过用电负荷,而系统中又出现大量瓶颈,电力市场将出现零电价或负电价。当可再生能源进入市场后,电力批发价格会出现下跌。一种特殊的情况是,当可再生能源发电量本身就满足用电负荷时,批发电价就是零。
引入这一机制是欧洲电力市场发展的一个趋势,2007~2012年,诸多欧洲国家的电力市场规则中允许出现负电价,包括加入欧洲电力日前交易市场EPEX的四个国家(法国、德国、奥地利、瑞士)以及北欧、比利时和荷兰,其他电力市场仍不允许批发电价跌至零以下。
近年来,新能源装机在中国快速增长,2015年,在直购和发电权交易等政策已有所实施的情况下,中国的新能源企业将区域标杆电价全部让出,发出零电价信号,仅得国家补贴,为了获得部分发电权。拿到国家补贴的新能源在电价让利,形成了重新补贴污染企业、高耗能的怪圈。这与当年欧洲的负电价的意义不同,欧洲的负电价/零电价为日前市场,作为市场定价,是发电设备商的被动行为;而中国的零电价是发生在中长期交易中,是发电设备商的主动行为。由此看来,中国对新能源消纳技术创新更加迫切,亟待解决的政策与管理问题也很明显。
德国水电协会(BDEW)公布的数据显示,2015年德国电力净过剩量同比升高47%,达到502亿千瓦时,德国2015年能源消耗总量同比增长了1.3%。这与气温变低、经济形势转好和包括移民在内的100万新增人口有关。另外,由于能源使用效率的提高和清洁能源的发展,2015年德国碳排放比去年又减少了11%。截至2015年年底,德国全境装机容量近2亿千瓦,风电与光伏总装机为8500万千瓦,但德国的弃风弃光率不超过1%,在较高新能源装机前提下仍可以达到如此高的消纳率。
根据国家能源局数据显示,截至2015年年底中国电力总装机容量近15亿千瓦,风电累计并网装机1.29亿千瓦,全国光伏发电累计装机量达到4300万千瓦,超越德国成为全球光伏累计装机量最大的国家。而全国总体弃风弃光率超过10%,个别地区更加极端,并且火电机组全年平均发电小时数持续下降。
德国提高新能源消纳比例的措施
德国提高新能源消纳的措施分为政策创新、管理创新和技术创新等几个维度。如采用新能源直接上网交易新政策、建设并网评估和规划体系、增加新能源的主动可调节性、电力系统再调度、主动改善负荷特性等手段。各种手段对于提高新能源消纳能力的权重是无法评估的,却在不同层面达到了异曲同工的效果。
直接上网交易的政策创新。在固定电价补贴模型下,德国新能源电站所有者与政府签订长达20年的固定电价收购合同,新能源电力由电网运营商全额收购后在电力现货交易所中进行交易。但是由于新能源的成本正在迅速降低,固定补贴机制突显众多弊端。德国重要的《可再生能源法》在2014年版中就进行了大量修订,其核心为要求新并网的新能源电站进行直接上网交易,这一举措改变了之前新能源电力只能通过电网运营商上网交易的状况,改为委托直售电商进行交易,可再生能源电力也不仅能够在现货市场上交易,还能签订场外合约和长期合约,极大地增强了新能源的可交易特性,也为新能源消纳提供了政策基础,各种不同角色都将主动促进新能源的发展。