1月2日,由于风力发电量超过需求量,德国电价跌破零元,出现了4小时的“负电价”。当地发电厂向外发电,非但拿不到一分钱收入,还要倒贴钱给客户。
其实,“负电价”在欧洲已经不算什么新奇事件了,过去几年经常发生。
回顾2024年:德国“负电价”时长达468小时,与2023年比增长60%;法国“负电价”时长高达356小时;西班牙首次出现“负电价”,总计247小时;欧盟电力竞价区域,有17%的时间出现“负电价”。
“负电价”的频繁发生,还催生了占发电厂和电力公司便宜的“羊毛党”。
荷兰居民Jeroen van Diesen就是其中一员。2024年夏天,他通过给两辆车充电反而赚了30欧元,约合226元人民币。
这笔意外收入,相当于他向电力公司Tibber支付的服务费。也就是说,这位荷兰朋友实现了零成本用车的美梦。
看到这里,估计很多朋友会有疑惑:“负电价”到底是怎么产生的?中国有没有“负电价”?如果有,那中国老百姓能不能像Diesen先生一样薅“负电价”的羊毛?
“负电价”是怎么产生的?
电力市场中有三个重要角色,分别是发电厂、电力公司和终端用户。
发电厂生产电力后卖给电力公司,这叫电力批发市场(又分为短期现货市场和中长期市场)。而电力公司买到各种电能后,通过电网将电能输送给终端用户(家庭、商户和企业),这叫电力零售市场。
所谓的“负电价”,只出现在短期现货市场。短期现货市场的交易量,只占电力批发市场的10%,剩余90%是中长期市场。
在现货市场上,电价受供需关系驱动。
与发展中国家相比,欧洲电力市场的供需关系非常不稳定,有时供不应求,有时又供过于求。这跟欧洲的电力供给结构有关。
2022年,德国电价大幅上涨
受低碳环保主义思想影响,德国、英国、法国、荷兰等欧洲国家,正在快速抛弃火力发电厂(英国已经关闭了境内所有煤电厂),积极拥抱可再生能源。
据睿咨得能源(Rystad Energy)统计,2023年,欧洲电力结构中可再生能源占比接近50%。德国联邦环境署(UBA)公布的数据显示,2024年,德国约54%的总发电量将来自可再生能源。
欧洲可再生能源发电站的发展,离不开中国新能源企业的助力。
欧洲是中国光伏企业出海的首要目的地。为了抢夺欧洲市场,中国光伏企业与同行打起了“价格战”,把光伏产品的价格压得很低。2024年前十月,多晶硅、硅片、电池片及组件价格分别下滑超过35%、45%、25%。
这就是所谓的“内卷外溢”。
结果就是,大部分中国光伏企业“赔本赚吆喝”;欧洲人利用物美价廉的中国光伏产品,火速建起一座又一座光伏发电站。
不过,遍布全欧的可再生能源发电站,都逃不过“看天吃饭”的宿命。
雨季来临时,水位很高,水电站的发电量很高;旱季来临时,水电站的发电量就陡然下降。
风力强劲时,风电机的叶片转得飞快,发电量很高;不刮风的时候,风电机就发不出电。
天气晴朗时,光伏发电站的发电量飙升;阴天下雨的时候,光伏发电站就“熄火”了……
如果连续多日出现大风或大太阳,欧洲电力现货市场上就会大量剩余电力。
而电力是很难被存储的,发电厂必须给自家产的每一度电找到销路,专业说法叫“并入电网”。但是,电网的消纳能力是有上限的,如果短时间内接入了过多电力,可能对相关设备和系统造成损害,就会增加电力公司的运营成本。
此时,欧洲发电厂只能“二选一”:要么把发电机关掉,迅速减少发电量;要么维持发电机运转,付钱给电力公司,覆盖电网的运营成本。
不过,选项一的“机会成本”高得离谱,大部分发电厂都不敢关停发电机。
先来说说火力发电站。它的燃料和设备都非常昂贵,运行体系也非常复杂,如果全面停机再重启,要耗费巨大的代价。某电力系统行业的从业者帮小巴粗略算了一笔账(数据仅为预估,不具备行业参考性):
以火电厂一台600MW超超临界机组为例,停机重启成本与停机时间密切相关:
热态启动(8小时内):约45—60万元
温态启动(8—32小时):约60—80万元
冷态启动(32小时以上):约75—98万元
冷态启动——完全停机再重启的具体成本构成:
停机降温损耗:约15—20万元
重启升温费用:约25—30万元
启动燃料费:约20—25万元
设备磨损成本:约10—15万元
人工调度成本:约5—8万元
此外还需考虑:
启动时间损失:冷态启动需8—12小时
设备寿命影响:频繁启停会加速设备老化
启动失败风险:可能造成更大经济损失
再来说光伏发电站和风力发电场。它们虽然关停重启的成本没那么高,但它们收了大量的政府补贴。如果一家新能源发电站未经政府同意就贸然关停发电机组,那就会延误“碳中和大计”,政府官员就会取消这座发电站的绿电补贴。
可见,发电厂把关机摆烂的经济损失,远大于补贴客户的钱。“负电价”补贴金额并不多,一度电也才几分钱。
所以,当电力批发市场的供给量超过需求量的时候,欧洲发电厂会选择支付费用给电网运营商,让运营商把多余电力分配给耗电大户,以维持发电侧和电网侧的稳定。
早在2007年,德国电力交易市场就启动了“负电价”机制。随后,英国、荷兰、西班牙、芬兰、法国、美国、澳大利亚等也涌现了“负电价”。
需要注意的是,近年来,中国也出现了“负电价”新闻。
电力工人检查输电通道
中国也有“负电价”
“负电价”在国内的首次亮相,是2019年12月11日。
那一天,山东电力日前现货市场出现了-40元/兆瓦时的出清价格。
随后几年内,山东多次出现“负电价”情况。2023年5月1日至2日,山东电力实时市场出现了连续21小时的负电价,创历史纪录。
最低实时电价出现在5月2日17时,为-85元/兆瓦时。也就是说,山东发电厂每发出去一度电,就要给电力公司倒贴0.085元。
为什么“负电价”率先出现在山东,而不是其他省份?
首先,山东是中国光伏第一大省,新能源发电站数量特别多。截至2024年年底,山东“风光”装机突破1亿千瓦,居全国省级电网首位;山东新能源装机总量首次超过全省火电装机总量。
前文说过,新能源发电量越大,电力供给端越不稳定。2023年五一假期前后,山东天气晴朗,光伏发电量大增,但企业和家庭却因放假而减少了用电量,所以山东电力出现了过剩状况。
山东:风光互补发电站
其次,国家发改委选择山东省为电力现货市场建设试点,山东供电全面市场化,允许发电厂与电网公司围绕现货价格进行博弈。
根据《关于山东电力现货市场价格上下限规制有关事项的通知(征求意见稿)》,山东省发改委对市场电能量出清设置价格上限和下限,其中上限为每千瓦时1.5元,下限为每千瓦时-0.1元。山东从制度上承认了“负电价”的合理性。
浙江也实施了“负电价”机制。2024年12月27日,浙江有关部门印发《浙江电力现货市场运行方案》,要求现货市场运行期间设置价格申报和出清上、下限。其中,市场出清价格上、下限分别建议为1200元/兆瓦时和-200元/兆瓦时。
未来,浙江电力现货市场可能也会冒出“负电价”,浙江发电厂可能也要赔钱发电。
另外,同为电力现货市场建设试点的山西、广东、甘肃,则把市场出清价格设置为零元。也就是业界所说的“零电价”。
或许有一天,中国人会像欧洲人一样对电力现货价脱敏,对“负电价”和“零电价”消息的出现习以为常。
不过,由于中国的社会经济结构有别于欧美,“负电价”对中国的影响可能会小一点。
“负电价”的真实影响
与欧洲人不同,中国居民无法通过“负电价”受益。
中国各个电力公司给到终端用户的零售价,是由物价局确定的,长年维持不变。以山东为例,2023年五一假期山东虽然出现了“负电价”,但山东老乡缴纳的电费却一分都没少。
缴纳电费窗口
本文开头所说的Diesen先生,属于另外一种情况。他与当地电力公司签订了特殊的协议,约定以按荷兰批发电力市场的小时价格收费。他家里还安装了可以实时监控批发电价的智能电表,当电力批发市场出现“负电价”时,智能电表就会为他的电动车充电。
但是,我们也没必要羡慕Diesen先生。虽然他在新能源发电高峰期享受到了“负电价”的福利,但是他也要承担新能源发电低潮期的天价电费。
2024年底,欧洲现货市场电价一度飙升至每兆瓦时1000欧元,折合人民币每度电约7.6元。
另外,在“负价”和“天价”之间大起大落的电力现货市场,会给电网带来重大压力,增加电网运行的综合成本。这个成本,最后还是由普通消费者买单。
“负电价”的频繁出现,总体上不是一件好事。
如何应对负电价带来的不确定性?挪威可再生能源公司Statkraft的高管认为,利用峰谷电价差异进行电池储能项目的投资,将成为应对“负电价”的有效策略。
事实上,中国政府和企业也意识到了,储能产业的发展,对新型电力系统的建立来说至关重要。
2024年《国务院政府工作报告》中,首次提出了“发展新型储能”。而后中央部委和地方政府出台支持储能产业的政策。
据国家智能制造专家委员会主任苏波透露,2024年前8个月,全国新型储能累计充放电量约260亿千瓦时,等效利用小时数约620小时,有效支撑了电力系统稳定运行和可靠供应。到2030年,新型储能累计装机有望达到220GW,行业总产值将超过3万亿元。
小巴也曾在调研中发现,部分工厂建立了“电网+光伏+储能”能源体系。
他们先是在厂房顶部大量铺设光伏面板,然后部署液冷储能系统,再把光伏发的电力储存起来。在电价较高的时间段,工厂就用储能电站的电;等到晚上,电价往下降了,工厂再用电网公司的电。
这是“一石三鸟”的好办法,既符合“碳中和”潮流,又提升了新型电力系统的稳定性,还为自己节省了电费开支。