世界真是魔幻,俄烏沖突以來,人們都在說歐洲沒有俄羅斯的石油天然氣,會陷入能源危機。但是卻經常看到新聞,歐洲天然氣、電價出現負值。這是怎么回事?
其實這種負值不是說老百姓家里用電價格就是負的,居民家庭用電價格是不變的,至少在年度上歐洲各國居民和供電公司的用電合同上電價和收費規則是確定的。不存在老百姓家里用電多還能賺錢的情況。
這種負值是電力交易所里的實時交易價格,是一種期貨價格。是發電廠和供電企業或者某些大企業的交易價格。而且歐洲電力期貨是以批發電價為交易標的,沒有算上輸配電成本和稅費。由于德國是歐洲第一經濟強國和制造業中心,歐洲電力交易所交易的所有電力期貨中,德國電力期貨占據 72%的交易量。
中國發電廠和供電企業之間也有交易價格,只是不會波動這么大,基本都是國企,會由國家協調確定。歐洲那邊發電廠和供電企業都是私營企業,自行交易,才會出現這種離譜的價格。
過去一年歐洲國家出現負電價的時長已經創下了記錄。德國2024年負電價時長達468小時,同比增加60%。法國2024年負電價時長翻倍至356小時,西班牙2024年則首次出現負電價現象,全年累計247小時。
為什么會出現負電價?
負電價出現其實主要是新能源風電和光伏發電的問題。傳統上用煤炭的火力發電廠,和用水壩的水力發電廠,包括核電站,都是可以控制發電電量的。用電需求多的時候,多發電,用電需求少時,少發電。火力發電和水力發電、核電不可能出現負電價。
而風電和光伏發電就不一樣了,這兩種發電方式都是新能源,也都是看天吃飯,風電是風大了發電量大,光伏發電是陽光充足發電量大,這兩種發電方式沒辦法控制發電量。風力發電機、光伏太陽能板裝好后,發電成本幾乎可以忽略不計,當風電光伏這樣的可再生能源電力能滿足地區用電需求時,電力市場價格將接近于0,如果可再生能源電力超出市場需求,就會出現負電價。
其實也不只是在歐洲,其他風電光伏等可再生能源裝機量大的國家,如果電力在市場上自由交易,都會出現負電價的現象。比如美國陽光明媚的加州、風力資源豐富的大平原地區和電網相對獨立的德州,電價為0或者負電價也經常發生。
可能有人會問,風電和光伏多發的電為什么不通過儲能先存起來?其實到現在為止,儲能技術還不是很成熟,成本也很高,大規模發電的儲能根本不現實。所以歐洲國家才會出現負電價,風電光伏多發出來的電沒法儲存,發電設施也不能停下來,只能以極低價格甚至負電價賣出去。
歐洲各國負電價時長大幅增加,主要是近年來可再生能源發電新增裝機量增長太快,而火電、水電和核電減少太多。過去5年,歐洲光伏裝機從127吉瓦上漲到301吉瓦,風電裝機容量從188吉瓦上漲到279吉瓦。
比較中國和歐盟的發電結構就能看出來。
中國發電結構,2004年上半年數據,火力發電占比68%,水力發電占比12%,風電發電占比11%,核能發電占比5%,太陽能發電占比4%。我國可再生能源發電雖然增長迅速,但還是以傳統能源,尤其是火電為主,發電量完全可控。
而2024年歐盟可再生能源發電占比48%,核電占24%,化石燃料僅占28%。其中德國可再生能源發電量占比飆升到62.7%,其中風力發電占比33%,光伏發電14%,德國核電發電已經歸零。
可再生能源發電量在電力結構中占比太高后,就難以避免出現發電量大幅波動的情況,用電端穩定,發電端上跳下竄,電價負電價與極端高價頻發也就成為常態了。
比如歐洲電力交易所數據顯示,2024年12月11日,因預計風力發電水平遠低于季節性正常標準,德國每小時電價突破18年來的最高紀錄,飆升至936.28歐元/兆瓦時,即人民幣7.125元/千瓦時。挪威南部電價也直接暴漲20倍。
歐洲統一電力市場與負電價
那么歐洲這些國家,比如德國出現負電價的時候,為什么不把電力賣給其他國家,來調節本國電力。或者電價出現極端高價時,為什么不能從其他國家買電來平衡電價?這就又暴露出歐洲國家電力市場沒有統一電力市場,缺乏多樣性、協作性差的缺陷了。
在我們中國,發電多樣性強,關鍵時候火電、水電、核電能調節發電量,電力跨區域遠程輸送技術成熟,西電東送投資數千億,已經能夠在全國范圍內調配電力資源。中國已經初步建成全國統一電力市場,電力市場頂層設計基本完善,實現全國基礎性交易規則和技術標準基本規范統一。
2023年,我國市場交易電量5.67萬億千瓦時,占全社會用電量比重為61.4%。市場規模自2016年至今增長近5倍。市場促進電力資源更大范圍優化配置的作用不斷增強。
而歐盟國家發電多樣性就遠不如中國,一窩蜂地發展可再生能源,風電、光伏發電占比都已經很高,火電、水電、核電發電占比在短時間里大幅降低。德國在政治正確下甚至把核電站全停了。歐盟國家的傳統能源發電已經不足以調節總發電量規模了。
歐洲難以建立起像中國這樣的統一電力市場,也是出現負電價的重要原因。
首先是市場協調與整合難度大。歐洲由眾多國家組成,各國在電力市場的規則、監管、技術標準等方面存在差異,整合難度大。例如,北歐國家水電資源豐富,南歐國家太陽能資源有優勢,但各國間電力互聯互通的基礎設施建設和協調機制存在障礙,影響資源優化配置。而中國實行全國統一的電力市場體系規劃和建設,能更好地從國家層面進行統籌協調,如通過西電東送、北電南供等跨區域輸電項目,實現資源在全國范圍內的優化配置。
其次是電源結構與穩定性差。歐洲近年來大力發展可再生能源,但儲能等配套設施不足,且傳統能源與核電退出太快,使得電力系統穩定性受影響。而中國在發展可再生能源的同時,煤電等傳統能源仍發揮重要支撐作用,并且在儲能技術應用和發展上也不斷推進,保障了電力供應的穩定性和可靠性。
三是價格機制與調控上的管理能力。歐洲電力市場價格波動劇烈,負電價和高電價情況交替出現,對用戶和企業造成不利影響。而中國實行有管理的電價機制,在保障電力供應穩定和公平的基礎上,逐步推進電價市場化改革,使電價能合理反映成本和供需關系,相對保持穩定。
四是電網建設與投資缺口大。歐洲面臨電網投資缺口大的問題,據歐洲工業圓桌會議報告,預計到2030年將出現8000億歐元的電網投資缺口,到2050年將出現2.5萬億歐元的缺口,這會制約電力市場的發展和運行效率。而中國持續加大電網建設投資,特高壓等輸電技術世界領先,提高了電網的輸送能力和資源配置效率。
負電價不值得羨慕
歐洲出現負電價也并不值得羨慕。雖然負電價時部分大企業能從中受益,降低其用電成本,提高其競爭力。但帶來的負面影響卻很嚴重。
首先會導致發電企業虧損。發電廠不僅無法從售電中獲得收入,反而需要向用戶支付費用,這會使發電企業的收入銳減,對其經營造成壓力,影響企業的投資積極性和可持續發展,其次增加電網調度難度。可再生能源的間歇性和波動性導致電力供需不平衡,給電網運營商帶來了調度難題,增加了電網運行的復雜性和成本。三是電價的不穩定和不確定性,也會使投資者在對能源項目投資時變得謹慎,從而可能阻礙能源轉型的步伐和電力市場的長期發展。
嚴格來說,負電價出現也和俄烏沖突有關系。俄烏沖突爆發前,天然氣占歐洲所有能源使用量的四分之一,其中大部分供應來自俄羅斯。歐盟制裁了俄羅斯的石油、天然氣,傳統能源出現巨大缺口,只能瘋狂建設風電和光伏等新能源發電廠,才導致了現在的局面。
當然負電價也和歐盟國家的去工業化有關系。如果歐盟國家像我們中國這樣,有大量的制造業工廠,完全可以錯峰生產,在電力充沛電價低的時候工廠滿負荷多生產,電力短缺電價高的時候工廠調休或者少生產。電力供應的不穩定和歐盟國家自身的制造業衰退,都使得歐盟國家失去了調節電力市場的能力。電價的暴漲暴跌也使得歐洲國家在去工業化道路上越走越遠,制造業競爭力每況愈下。
據國際能源署預測,由于太陽能光伏和風能發電增長,全球可再生能源在發電中的比例將從2020年的29%上升到2050年的近70%。未來隨著新能源裝機占比繼續增加,光伏風電與用電高峰的時間錯配問題將進一步凸顯,負電價發生的幾率還會增加。長遠來說,負電價問題的最終解決重點在于儲能技術的突破。
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