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“产销合一+可再生能源+储能”促进电力市场模式与时俱进

北极星输配电网  来源:电力市场研究    2017/4/27 8:48:09  我要投稿  

北极星输配电网讯:编者按:小编一直秉信没有完美普适的电力市场模式,也不会有一成不变的市场模式,更没有一劳永逸的电力市场建设,市场建设是动态的,永远在路上的。对于电力市场模式选择,我们要多听多看,既要学习传承,又要有独立思考,市场建设者要善于听取不同意见,各方争议并不意味市场支持者是一盘散沙,而是推动市场建设者的有自己的独立思考……近日小编游走于国外的一些网站,乍听异样之声,觉得甚是新奇,于是拿来与大家同观,以激励我们的市场建设者形成自己的真知灼见。

《能源通讯》(EEnergyInformer)编辑表示:如洪水般涌入的可再生能源将会给批发电力市场带来了一场浩劫。并且随着储能和零净能源建筑的蓬勃发展,这一情况将会变得更糟。为保证电力持续供应,如今所采用的解决方案没有解决市场设计中的根本缺陷,市场设计急需新的解决方案。

在低碳要求和美国许多地方的可再生能源投资组合标准(RPS)等强制性目标的推动下,以及财政补贴和税收优惠政策的刺激下,可再生能源发电量的增长势如破竹,这导致可再生能源电力价格暴跌,并成为全世界最廉价的电力来源。然而这种廉价却正在阻止其进一步的增长,在2017年2月25日发行的《经济学家》(TheEconomist)杂志的一篇重要文章——《清洁能源的不清洁秘密》(CleanEnergy’sDirtySecrets),也对此进行了研究。

(本文转载自微信公众号:电力市场研究 微信号:EMRI_WeCanFly )

正如文中所述的主要问题,20世纪80年代至90年代引进的竞争性批发市场,其目的是确保优先调度最低成本的发电资源。然而,在可再生能源发电量占比持续增长的时代,其发电的边际成本为零,这种竞争性的批发市场逐渐漏出弊端。它会导致:

1、全年的平均批发电价会降低,如德国;

2、传统热电厂被调度的发电小时数将减少,削弱了其盈利能力;

3、减少或消除每天中高峰时段的高电价,而传统电厂一直以调峰获取大部分利润。

并且众所周知,上述传统发电厂作为不稳定的可再生能源的备用越来越重要。

可再生能源

图1零边际成本的可再生能源正打破优先顺序

在世界范围内,越来越多的市场运营商面临着这些挑战,大多数采取“例外规定”来为某些关键的传统发电厂提供资金,以保障其偿债能力。一些市场运营商引入了有条理的容量费用计划,以鼓励未来对传统能源发电的投资;而另一些市场运营商则为现有发电厂提供“例外的”或“不受优先调度顺序约束的”付款方式,以防止他们停机。

例如,在美国,以纽约和伊利诺斯州为代表的几个州都提出了特别规定来补贴某些核电厂,因为这些核电厂在竞争激烈的批发市场竞拍中没有获得足够的收益,可能会倒闭。在需求量平缓或下降的地区,核电厂很难与便宜的天然气发电以及日益增多的零边际成本的可再生能源发电竞争。

虽然这种“例外主义”在德国和加利福尼亚这样的地方保证了持续供电,但是专家们产生了近乎一致的看法,即在不同成本的化石燃料竞争性地参与调度、可再生能源只占能源总量的一小部分的时代,竞争性的批发市场设计有根本性的缺陷,而“例外主义”并不能解决这种缺陷。

德国出现负电价,归咎于传统市场机制

近年来,在复活节或圣诞节假期等少数低需求时段,以及风力或太阳能发电大量并网时期,德国电力出现负电价。现货交易数据显示,与2015年有一整天出现负电价相比,2016年有三整天的结算价格都低于零。

德国电网监管机构周四在一份官方报告中表示,四分之一的常规电厂对负电价格信号没有反应,技术和市场设计问题是缺乏灵活性的关键原因。

监管机构重点关注能保证电网安全所需的最低发电量,这一数值固定在3GW和4.5GW之间,然而,观察分析报告发现,在负电价的时段,常规电厂发电量在23GW和28GW之间,可变的可再生能源发电量在28GW至34GW之间。在有限的时期内出现负电价的主要原因是大部分传统机组技术不灵活,而目前市场设计下的经济激励措施如热电联产、自消费和电费减免也是一部分原因。

这份报告的背景是德国的能源转型,急需将不稳定的可再生能源快速增长的发电份额整合到电力市场当中,此时传统的市场设计更易扭曲。

零净能源(ZeroNetEnergy,ZNE)

牛津大学能源研究所的马尔科姆˙凯耶(MalcolmKeay)在《经济学家》上的一篇文章中说:“(传统)公用电网公司的业务模式已被打破,电力市场也是如此。”他提出了一个方案,用户必须提前决定他们是否希望为获得安全的电力供应支付高价,或者如果可以按目前的价格支付,他们是否希望购买“可用”的电能。虽然这样的建议对解决电力批发市场的许多问题有很大的帮助,但是由于用户和电力服务的传统概念变得模糊,所以需要进行更根本的反思。

技术创新竟然正在导致电力中断,对配电网的传统角色和规则以及服务的价值定位提出了质疑。例如,如果越来越多的大型工商业用户投资于能源效率、分布式自发电、储能和复杂的能源管理系统,他们一直以来对电网的单一依赖程度就会降低——像苹果公司新总部那样,可以切实地管理自己的需求。据预测,零净能源(ZNE)建筑将成为常态。例如,从2020年开始,加利福尼亚的所有新建住宅都将满足2030年新型商业大楼的ZNE定义。

《经济学家》描述了德国维尔德波尔茨里德(Wildpoldsried)的生态村,拥有2600户居民。据报道,其发电量是其能源消耗量的5倍,这使得它成为一个真正的发电量大于耗电量,并将剩余电能输送至电网,由此获得报酬“产消者”。

加州拥有超过5GW的分布式屋顶太阳能发电容量,澳大利亚——某种方面上不是一个人口众多的大国——太阳能房屋已经超过150万座,德国有140万座。其他国家纷纷效仿这种建筑的情形只是时间问题。

机智的新兴公司

增加储能业务,其预计成本会随着需求的增加而降低,并且很容易获得新用户——储能的消费者。储能的到来有可能带来新型商业模式。最近出现了一个例子:从德国Sonnen购买或租赁储能设备的用户可以免费获得电能(见附文)。

到目前为止,对于现有公用电力公司(配电公司)而言,它们往往依赖于向基本没有选择权的用户销售大量电能。种市场行为对于配电公司越来越不利,因为当采用点对点交易模式时,机智的中间商们将能够很好地管理用户总需求,使其与可再生能源发电相匹配。届时没有用户会依赖于传统的电网公司供电。

新的企业正试图通过打破传统的商业模式来打破现有公用电力公司与电力用户之间的关系。一般而言,几乎全部用户为使用的电能支付电量电费,而几乎没有用户支付接网费。随着“产消合一”用户和“产消合一+储能型”用户的出现,电网企业最有价值的服务将是接网服务,还有能随时满足每个用户多变的需求,同时提供几近完美的可靠性服务。

经济学人一语中地指出“...发电(正在移动)到电网的边缘或者退出电网——(而这样的概念)是对电力市场和为化石燃料时代开发的商业模式的咒逐”。

附文:

Sonnen:买电池,免费用电

澳大利亚太阳储量丰富,拥有充足的地理面积和大量的独立住宅。由于澳大利亚的零售电价很高,国内已经拥有150万个太阳能屋顶,这使得在人均基础上,住宅太阳能光伏发电的渗透率居于最高水平。因为依赖廉价而且丰富的煤炭电源碳排放量巨大,所以许多用户喜欢利用无碳排放的阳光生产自己所用电能。

这些因素的共同作用下,促使澳大利亚尝试新方法,通过引入分布式储能技术,将消费者转化为既能发电供自己使用,又能自主管理能源的用户,而不仅仅只是产消合一用户。

Sonnen是一家太阳能光伏发电和电池制造商,在德国国内市场上拥有丰富的经验,据报道,它为购买或租赁其储能设备的用户提供免费的电能,如果这种新型服务取得成功,公司必将打破传统的零售商业模式。

据2017年2月23日的“复兴经济”报道,这项名为“Sonnen公寓”的新计划,旨在为使用该公司集成太阳能和储能系统的家庭提供免费电能,“其中包括当太阳能发电量下降或是储存能量用尽时,从电网中获取的任何电能。作为回报,Sonnen可以利用其用户的电池存储容量,将其用作虚拟的发电厂,为电网运营商提供电网平衡服务。大部分时间内,这对用户终端没有明显的影响。”

据Sonnen的澳大利亚领导人克里斯˙帕拉特(ChrisParratt)说,“这笔交易是——你买了一个Sonnen电池,配合使用太阳能发电,那么该用户不再需要支付电费,”他还补充到,“这就像一个手机销售方案,用户预先购买了手机,如果愿意的话,可以同时获得一个套餐。或者,也可以采用另一种方案,不需要提前支付任何费用,以后按月支付话费。”

帕拉特说:“这就是我们预测的市场未来的走向。最终,您的电费将看起来像手机套餐。”

“复兴经济”(RenewEnergy)表示,蓄电池储能系统的成本将在6,000-25,000澳元(US$4,500-19,000)之间,安装时间为6-9年,具体取决于电池储存容量的大小和与之配套的太阳能,电池储能系统的电量为2至16kWh。

以上信息来源于下列网站:

http://energypost.eu/market-design

http://www.platts.com/latest-news/electric-power

翻译作者:张冠群  审稿人:王子豪

原标题:“产销合一+可再生能源+储能”发展促进电力市场模式与时俱进

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