負(fù)電價(jià):高比例新能源背景下電力市場新常態(tài)
在傳統(tǒng)認(rèn)知中,電價(jià)總是正值,畢竟電力作為一種商品,消費(fèi)電力需支付相應(yīng)費(fèi)用。然而,在高比例新能源電力系統(tǒng)的大背景下,負(fù)電價(jià)這一電力市場“新現(xiàn)象”正逐漸走入人們的視野。負(fù)電價(jià),簡單來說,就是指電力市場中出現(xiàn)嚴(yán)重的供大于求導(dǎo)致市場出清價(jià)為負(fù)值。這也意味著,發(fā)電企業(yè)每發(fā)出一度電,非但無法獲得收益,還需要向購電者支付費(fèi)用,購電者不僅不需要付電費(fèi),反而可以從發(fā)電企業(yè)取得收入。
(來源:微信公眾號(hào)“電聯(lián)新媒”作者:唐俊)
從全球范圍來看,負(fù)電價(jià)的出現(xiàn)并非偶然。2007年,德國電力現(xiàn)貨市場的日內(nèi)市場中首次出現(xiàn)負(fù)電價(jià),此后,負(fù)電價(jià)現(xiàn)象在歐美成熟電力市場中頻繁出現(xiàn),尤其是新能源比例高的市場更為頻繁。2020年,美國部分批發(fā)市場節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)市場出清價(jià)格出現(xiàn)負(fù)電價(jià);2021年,歐洲多國頻繁出現(xiàn)負(fù)電價(jià),法國、德國、比利時(shí)、丹麥等多個(gè)歐洲國家均出現(xiàn)負(fù)電價(jià),其中德國負(fù)電價(jià)出現(xiàn)的時(shí)段數(shù)最多,全年超過200小時(shí)。在中國,2019年12月11日13:00,山東電力現(xiàn)貨市場的日前市場出現(xiàn)了負(fù)電價(jià)(-0.04元/kW?h),2021年12月至2023年5月10日,山東日前市場累計(jì)出現(xiàn)負(fù)電價(jià)1012.5小時(shí),實(shí)時(shí)市場累計(jì)出現(xiàn)負(fù)電價(jià)1169.25小時(shí);最近的2025年春節(jié)期間,浙江省內(nèi)工商業(yè)負(fù)荷大幅下降,電力顯著供大于求,浙江現(xiàn)貨市場也出現(xiàn)了負(fù)電價(jià)。
可見,負(fù)電價(jià)在全球范圍內(nèi)均有發(fā)生且十分常見,并非現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)失誤,導(dǎo)致價(jià)格異常或畸變,而是高比例新能源電力系統(tǒng)運(yùn)行反映在市場中的正常現(xiàn)象。長時(shí)間負(fù)電價(jià)反映了整體上供大于求,是新能源消納需求對(duì)市場價(jià)格的影響。
負(fù)電價(jià)緣何而來
(一)供需失衡:新能源大發(fā)與負(fù)荷低谷的碰撞
以山東2023年“五一”假期期間電力市場情況為例,其負(fù)電價(jià)現(xiàn)象就清晰地展現(xiàn)了供需失衡。連續(xù)5天的小長假,許多企業(yè)調(diào)整了生產(chǎn)經(jīng)營計(jì)劃,使得山東用電負(fù)荷大幅下降。2023年5月1日,山東最大負(fù)荷為64.92GW,較節(jié)前典型工作日下降約16.00GW,降幅約20%。而在供給端,春夏之交正是風(fēng)光大發(fā)時(shí)期,風(fēng)電出力持續(xù)保持在17.00GW左右,5月2日白天實(shí)際最高出力更是達(dá)到32.05GW,新能源實(shí)際出力占負(fù)荷比例最高達(dá)51%,達(dá)到電網(wǎng)的消納能力極限。一邊是負(fù)荷大幅下降,一邊是新能源持續(xù)大發(fā),這就導(dǎo)致了電力嚴(yán)重供過于求。為了給新能源消納騰出空間,調(diào)度機(jī)構(gòu)采取了直調(diào)機(jī)組停機(jī)備用和深度調(diào)峰、調(diào)用全部抽水蓄能機(jī)組抽水和儲(chǔ)能充電、參與華北省間調(diào)峰輔助服務(wù)等措施,但即便如此,仍難以滿足新能源消納需求,市場機(jī)組競價(jià)空間被壓縮至10.00-12.00GW,不足峰值負(fù)荷的20%。
與此同時(shí),大量調(diào)節(jié)性煤電機(jī)組停機(jī)退出,電網(wǎng)安全冗余也大幅減少,系統(tǒng)處于低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量水平,抗擾動(dòng)能力大幅下降,如同一塊“精密機(jī)械鐘表”,被拿掉關(guān)鍵的穩(wěn)定齒輪組件,稍有外力干擾,指針走動(dòng)就會(huì)紊亂甚至停擺。電力市場釋放的負(fù)電價(jià)信號(hào),站在市場角度看,也可以視為“電力系統(tǒng)安全性”在“電價(jià)”中的具體表現(xiàn)。
(二)市場申報(bào)與出清機(jī)制的助推
除了供需失衡這一關(guān)鍵因素外,市場申報(bào)與出清機(jī)制也在負(fù)電價(jià)的產(chǎn)生過程中起到了推波助瀾作用。
在市場申報(bào)環(huán)節(jié),新能源場站考慮到政府電價(jià)補(bǔ)貼和容量補(bǔ)償費(fèi)用等因素,為了爭取減少棄電,基本按下限-0.08元/kW?h申報(bào)。部分中長期合約簽訂比例較高的煤電機(jī)組,為了保持長期開機(jī),在低出力時(shí)段也申報(bào)低價(jià),其中有10臺(tái)共3.08GW的煤電機(jī)組為避免停機(jī),最低出力時(shí)段也按-0.08元/kW?h)進(jìn)行報(bào)價(jià)。
市場出清過程中,2023年5月1日07:30-17:00、5月2日00:00-16:00,市場競價(jià)空間極小,已不能滿足預(yù)留規(guī)定負(fù)備用和直調(diào)煤電機(jī)組的最小出力,甚至發(fā)生了新能源棄電現(xiàn)象。此時(shí),新能源成為決定市場出清價(jià)格的邊際機(jī)組,市場出清價(jià)維持在-0.08元/kW?h。而在實(shí)時(shí)市場運(yùn)行中,由于5月1至2日光伏出力較日前預(yù)測高出1.1-2.7GW,風(fēng)電出力較日前預(yù)測量高出1.1-2.1GW,而用電負(fù)荷與日前預(yù)測量基本持平,使得實(shí)時(shí)市場的競價(jià)空間進(jìn)一步縮小,負(fù)電價(jià)時(shí)段增加,最終導(dǎo)致5月1日20:15至5月2日17:00實(shí)時(shí)市場出現(xiàn)連續(xù)21小時(shí)的-0.08元/kW?h出清價(jià)格。
由此可見,負(fù)電價(jià)的出現(xiàn)并非偶然,供給充裕、電力需求減少、電力系統(tǒng)安全約束要求、競價(jià)空間小、大量機(jī)組申報(bào)負(fù)價(jià)等因素相互交織,導(dǎo)致了“五一”期間出現(xiàn)長時(shí)間的負(fù)電價(jià)現(xiàn)象。
對(duì)市場主體的影響
負(fù)電價(jià)的出現(xiàn),猶如一顆投入平靜湖面的石子,在電力市場中激起層層漣漪,對(duì)煤電、新能源以及電力用戶等不同主體的成本收益產(chǎn)生了顯著影響。這種影響既體現(xiàn)在短期的收益波動(dòng)上,也關(guān)乎各主體在電力市場變革中的長期發(fā)展戰(zhàn)略。
(一)煤電:短期收益提升,長期需適應(yīng)新角色
在負(fù)電價(jià)的環(huán)境下,煤電機(jī)組的發(fā)電空間受到新能源大發(fā)的擠壓,這是不爭的事實(shí)。以山東電力現(xiàn)貨市場為例,2023年“五一”期間,新能源的大量發(fā)電使得煤電機(jī)組的發(fā)電出力低于中長期合約曲線。不過,煤電機(jī)組通過差價(jià)合約結(jié)算機(jī)制獲得了收益增長。其減發(fā)電量由新能源代為履約,從而獲取中長期電價(jià)(0.375元/kW?h)與現(xiàn)貨電價(jià)(-0.08元/kW?h)價(jià)差收益。進(jìn)一步考慮容量補(bǔ)償費(fèi)用,2023年5月1至2日山東煤電機(jī)組的最終度電收益達(dá)到0.61元/kW?h,較4月度電收益(0.52元/kW?h)增長17%,較山東燃煤標(biāo)桿基準(zhǔn)電價(jià)(0.3949元/kW?h)上浮54%。
從長期來看,煤電機(jī)組面臨著諸多挑戰(zhàn)。隨著新能源在電力市場中的占比不斷提高,煤電機(jī)組需要逐漸適應(yīng)從傳統(tǒng)的主要發(fā)電角色向“發(fā)電+調(diào)節(jié)+頂峰”的靈活性電源角色轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變意味著煤電機(jī)組要不斷提升自身的靈活性,以更好地應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性。頻繁啟停對(duì)煤電機(jī)組的設(shè)備壽命和性能影響較大,還會(huì)增加發(fā)電成本。但在新能源大發(fā)導(dǎo)致電力供過于求的情況下,煤電機(jī)組又不得不降低出力甚至停機(jī)。如何在保障電力供應(yīng)穩(wěn)定的同時(shí),降低運(yùn)營成本,提高靈活性,是煤電機(jī)組在長期發(fā)展中需要解決的關(guān)鍵問題。
(二)新能源:度電均價(jià)下降,市場主體收益差異大
對(duì)于新能源場站而言,負(fù)電價(jià)帶來的直接影響是度電均價(jià)下降。2023年5月1至2日,自愿選擇全電量參與現(xiàn)貨市場的風(fēng)電場站結(jié)算均價(jià)為0.305元/kW?h,較4月均價(jià)降低0.072元/kW?h,降幅23.6%。受中長期合約簽約比例等交易策略和預(yù)測水平影響,不同場站結(jié)算均價(jià)存在較大差異。某A風(fēng)電場5月2日結(jié)算電價(jià)為0.4062元/kW?h(中長期電量占比為110%),較4月均價(jià)上浮0.0288元/kW?h,漲幅7.6%;某B風(fēng)電場結(jié)算電價(jià)為0.2200元/kW?h(中長期電量占比為58%),較4月均價(jià)下降0.1574元/kW?h,降幅41.7%。未全面入市的集中式新能源場站(預(yù)計(jì)10%當(dāng)期電量參與市場)5月1至2日的結(jié)算電價(jià)在0.3508元/kW?h左右,較4月均價(jià)降低0.0266元/kW?h,降幅8.2%。
現(xiàn)貨市場負(fù)電價(jià)引導(dǎo)煤電機(jī)組壓低出力甚至停機(jī),新能源消納空間得以增加,新能源累計(jì)減棄增發(fā)電量157GWh。再加上74%的新能源場站享有政府補(bǔ)貼,其中風(fēng)電平均補(bǔ)貼0.2元/kW?h,光伏補(bǔ)貼0.44元/kW?h,現(xiàn)貨市場通過減棄增發(fā)為新能源場站合計(jì)增加了1.05億元的收益。這表明,盡管新能源場站面臨度電均價(jià)下降的壓力,但通過增加發(fā)電量和政府補(bǔ)貼,仍帶給新能源一定空間的總收益增長。
從長遠(yuǎn)發(fā)展看,新能源產(chǎn)業(yè)必須擺脫補(bǔ)貼依賴,通過技術(shù)創(chuàng)新降低成本,如研發(fā)更高效的光伏電池、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備,提高能源轉(zhuǎn)換效率;優(yōu)化運(yùn)營管理,利用大數(shù)據(jù)、人工智能精準(zhǔn)預(yù)測發(fā)電出力,合理安排發(fā)電計(jì)劃,提升市場競爭力。同時(shí)在項(xiàng)目前期做好投資決策。基于未來項(xiàng)目在電力市場中的電價(jià)和消納,優(yōu)選項(xiàng)目類型、建設(shè)地點(diǎn)以及裝機(jī)規(guī)模,降低投資風(fēng)險(xiǎn)和投運(yùn)后的營銷難度。
(三)電力用戶:用電成本微降,引導(dǎo)用電行為改變
負(fù)電價(jià)對(duì)電力用戶的用電成本略有下降。2023年5月1日,售電公司、批發(fā)用戶中長期電量占比97.62%,現(xiàn)貨電量占比僅為2.38%;5月2日,售電公司、批發(fā)用戶中長期電量占比97.94%,現(xiàn)貨電量占比僅為2.06%。按照差價(jià)合約結(jié)算機(jī)制,現(xiàn)貨市場負(fù)電價(jià)對(duì)售電公司及批發(fā)用戶電價(jià)影響微小,但對(duì)于實(shí)際用電超過中長期電量較多的電力用戶,電價(jià)有所下降,起到了鼓勵(lì)用戶多用電的作用,進(jìn)而增加了新能源消納空間。而對(duì)于用電曲線與中長期交易曲線基本相同的用戶,用電成本基本沒有變化。
電價(jià)變化,實(shí)際是在引導(dǎo)電力用戶改變用電行為。在負(fù)電價(jià)時(shí)段,用戶可以適當(dāng)增加用電設(shè)備的使用,如電熱水器、空調(diào)等可控制的用電設(shè)備,將用電集中在此時(shí)段,以充分利用低價(jià)甚至負(fù)電價(jià)的優(yōu)勢(shì),降低用電成本。從宏觀角度來看,用戶用電行為的改變有助于平衡電力供需關(guān)系,提高電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率,促進(jìn)新能源的消納,這對(duì)于構(gòu)建可持續(xù)的電力市場具有積極意義。
負(fù)電價(jià)背后的風(fēng)險(xiǎn)與啟示
山東“五一”假期長時(shí)間負(fù)電價(jià)現(xiàn)象,不僅是電力市場極端供需關(guān)系的體現(xiàn),更是對(duì)新能源發(fā)展、電力系統(tǒng)平衡耦合關(guān)系以及各類電源協(xié)同發(fā)展的一次深刻警示。它如同一面鏡子,映照出當(dāng)前電力市場在轉(zhuǎn)型過程中存在的問題與挑戰(zhàn),也為我們未來的發(fā)展方向提供了啟示。
(一)新能源發(fā)展的潛在風(fēng)險(xiǎn)
新能源參與電力市場存在收益下降風(fēng)險(xiǎn)。隨著新能源裝機(jī)容量比例不斷提升,其在電力市場中的份額逐漸增大。然而,新能源的低邊際成本和高消納成本,使其在市場競爭中面臨獨(dú)特的挑戰(zhàn)。在光伏發(fā)電時(shí),由于其出力受光照等自然條件影響,往往在發(fā)電量多的時(shí)段,現(xiàn)貨市場價(jià)格較低。這種“有量無價(jià)、有價(jià)無量”的實(shí)際問題,直接影響了新能源的收益。隨著新能源發(fā)電的進(jìn)一步普及,低電價(jià)或負(fù)電價(jià)現(xiàn)象可能會(huì)更加頻繁地發(fā)生,這將對(duì)新能源的平均價(jià)格和收益預(yù)期產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,進(jìn)而影響中長期交易價(jià)格的走勢(shì)。如果新能源企業(yè)長期面臨收益下降的困境,將難以吸引足夠的投資用于項(xiàng)目建設(shè)和技術(shù)研發(fā),這無疑會(huì)對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅,不利于新能源投資建設(shè)。
(二)新能源面臨的環(huán)境復(fù)雜性
在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中,各類主體的收益主要取決于其發(fā)電成本和市場電價(jià),影響因素相對(duì)較為單一。但在負(fù)電價(jià)環(huán)境下,影響各類主體整體收益的因素變得更加復(fù)雜且各種因素交互影響。發(fā)電企業(yè)不僅需要考慮自身的技術(shù)特性和運(yùn)行成本,如新能源發(fā)電的間歇性和波動(dòng)性對(duì)發(fā)電穩(wěn)定性的影響,以及煤電、氣電等常規(guī)機(jī)組的啟停成本和運(yùn)行效率等屬性;還需要考慮場外的機(jī)制電價(jià)、綠電、綠證等政策性多重“經(jīng)濟(jì)”因素;新能源企業(yè)在制定發(fā)電計(jì)劃和報(bào)價(jià)策略時(shí),需要綜合考慮補(bǔ)貼政策額度和期限、中長期合約價(jià)格和電量、現(xiàn)貨市場的價(jià)格波動(dòng)等因素,以實(shí)現(xiàn)收益最大化。這對(duì)市場主體在投資和運(yùn)營全生命周期綜合決策能力提出了更高要求。
(三)各類電源協(xié)同發(fā)展的重要性
在“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下,新能源的規(guī)劃發(fā)展備受重視,但我們不能忽視火電、燃?xì)狻?chǔ)能等各類靈活調(diào)節(jié)資源和電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃發(fā)展。現(xiàn)貨市場形成的分時(shí)價(jià)格信號(hào)和節(jié)點(diǎn)電價(jià)信號(hào),能夠反映電力市場的供需情況和資源稀缺程度。我們應(yīng)充分利用這些信號(hào),引導(dǎo)各類電源在時(shí)間和空間維度上合理規(guī)劃布局。在新能源大發(fā)時(shí)段,通過價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)火電、燃?xì)獾褥`活調(diào)節(jié)電源降低出力,為新能源消納騰出空間;在新能源出力不足時(shí),及時(shí)調(diào)整靈活調(diào)節(jié)電源的出力,保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定。其次,加強(qiáng)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的建設(shè)和優(yōu)化,提高電力輸送和分配的效率,也是實(shí)現(xiàn)新能源利用率提升和各類電源協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵。
在變革中尋找平衡
負(fù)電價(jià)現(xiàn)象的出現(xiàn),是電力市場在新能源快速發(fā)展背景下的一次深刻變革。它既是電力供需關(guān)系失衡的直接體現(xiàn),也是新能源消納難題在市場價(jià)格上的反映。連續(xù)運(yùn)行的現(xiàn)貨試點(diǎn)地區(qū)實(shí)踐表明,適當(dāng)放寬現(xiàn)貨市場限價(jià),能夠有效引導(dǎo)發(fā)用電行為,驅(qū)動(dòng)各類市場主體調(diào)整運(yùn)行方式,價(jià)格過低時(shí),發(fā)電深調(diào)、用電多用、儲(chǔ)能充電,增加新能源消納;價(jià)格過高時(shí),發(fā)電頂峰、用電少用、儲(chǔ)能放電,促進(jìn)電力保供。
負(fù)電價(jià)對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的收益和發(fā)展預(yù)期帶來了挑戰(zhàn),也促使我們重新審視電力系統(tǒng)中各類電源的協(xié)同發(fā)展關(guān)系。在能源轉(zhuǎn)型的大背景下,新能源的發(fā)展是必然趨勢(shì),但這并不意味著可以忽視火電、燃?xì)狻?chǔ)能等其他電源的重要性。各類電源應(yīng)在市場機(jī)制的引導(dǎo)下,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),共同保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào),改革要破立并舉、先立后破。負(fù)電價(jià)客觀反饋了系統(tǒng)安全面臨的挑戰(zhàn)與電力消納難題,長期來看,負(fù)價(jià)機(jī)制的存在可以有效激勵(lì)靈活電源發(fā)展,有利于保障電力系統(tǒng)長期安全,因此,要敞開胸懷,要有面對(duì)和承擔(dān)負(fù)電價(jià)的勇氣與胸襟。在未來的能源發(fā)展道路上,應(yīng)不斷探索和創(chuàng)新,以適應(yīng)新能源大規(guī)模接入帶來的變化。通過完善市場機(jī)制,優(yōu)化資源配置,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展提供可靠的能源保障。

責(zé)任編輯:雨田
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