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2024年,欧洲电力市场的负电价次数出现大幅增长。这反映了在风能和太阳能输出高峰期电力供应过剩的情况日益严重。
低电价和负电价的快速增长带来了重要的商业影响:
提高了储能资产的价值,这些资产受益于低价电力和价格波动 增加了风能和太阳能资产的平衡风险 侵蚀了火电资产(如天然气和核电)的利润率 增加了需求侧管理的激励
在今天的文章中,我们将分析负电价的数据,通过德国市场案例研究深入探讨其驱动因素,并提出电池储能系统(BESS)投资者需要考虑的几个关键因素。
过去,负电价主要集中在德国等可再生能源渗透率很高的国家。然而,如图1所示,负电价现象正迅速蔓延到大多数欧洲电力市场。
图1: 欧洲负电价总量的演变
为什么会出现负电价？
当发电量超过需求时,例如可再生能源发电量很高而需求较低时,就会出现批发电价为负的情况。为了实时平衡电力市场供需,参与者实际上被支付费用来消耗电力,以缓解系统过剩。
以负价格出售电力乍一看似乎不合常理,但有很多合理的经济原因可以解释为什么发电商会有动力以负价格出售电力:
调节成本:对某些火电厂而言,在短时间内负电价期间关机可能是不经济的,因为调节成本超过了继续发电的成本。 不平衡电价风险:不平衡可能代价高昂,因为不平衡电价可能高达15,000欧元/兆瓦时,以负价格购买电力可以避免暴露在这些极端价格下。 其他合同安排:一些发电商可能有蒸汽合同等安排,这意味着他们必须在一天中的特定时段继续运行,而不考虑批发价格。 补贴:欧洲许多可再生能源补贴与发电量挂钩,因此只要负电价不超过补贴金额,就有动力继续发电。 不灵活的发电:一些发电商不具备快速应对负电价的灵活性,如核电或联合循环燃气轮机在降至最低稳定发电水平以下会产生额外的启动成本。
德国案例研究
在低/负电价增长方面,德国是一个特别有趣的市场,因为其风能和太阳能的渗透率都很高，过去几年,德国的负电价显著增加,2024年负电价小时数创下记录(如图所示)。
图2: 近年来负电价的累积频率
这种负电价的增加是由可再生能源的快速部署驱动的,因为德国正努力实现其雄心勃勃的2030年目标:216GW太阳能和145GW风能装机容量。
图3: 德国可再生能源装机容量增长
可再生能源增长对德国日前电价形态的影响可以在图4中看到,这张图是太阳能渗透率增加导致"鸭子曲线"效应的典型实际说明,在一天中间(尤其是在夏季)压低了电价。让我们更深入地探讨一下低/负电价快速增加背后的因素。
图4: 德国夏季日前电价形态
德国负电价背后的5个驱动因素
按照我们的观察，主要有以下5个因素导致了负电价频次增加。
光伏装机快速增长：太阳能增长率高,近期的大规模招标超额认购,同时不灵活的屋顶太阳能也大幅增长,这些不会对批发价格作出响应。 风能渗透率增加：风能投资势头强劲,现在扩展到大规模海上风电。 可再生能源激励：大多数大规模太阳能和风能在负电价期间不会总是关机,因为有补贴支付(之前文章有提到，尽管这种情况可能从2027年开始改变)。 电网互联：高水平的互联可能导致在可再生能源高峰期从其他国家(如荷兰、法国)进口低可变成本电力。 需求：能源危机后电力需求下降,尽管这一趋势可能在本十年后期随着电气化的推进而逆转。
1和2是将继续增加低/负电价发生率的主要结构性驱动因素。4将确保负电价的影响传播到各个市场。与3相关的政策变化可能意味着未来可再生能源资产可能不会像现在这样出价过低。5的影响可能在未来5年内随着需求恢复而下降并逆转。
德国辅助服务价格因系统挑战而上涨
可再生能源渗透率提高的价格影响不仅在批发市场,在辅助服务市场也能感受到。图5显示了2024年德国FCR(左侧面板)和aFRR下调(右侧面板)价格的"热图"视图。
图5: 2024年FCR(左)和aFRR下调(右)价格
低剩余负荷和高太阳能发电量的组合导致白天中间FCR和aFRR价格上涨。低价格意味着通常提供下调灵活性的发电机组不运行,从而导致辅助服务价格上涨。发电机组(如联合循环燃气轮机)通常提供下调aFRR等服务,在低电价或负电价期间运行需要更高的补偿。
这是BESS资产未来将提供的关键服务。随着BESS容量的增长,这些服务达到饱和后,辅助服务价格信号将会软化。已经有迹象表明这种情况即将发生,例如,在FCR中,预认证的BESS容量已经超过了该服务的平均需求。
负电价对BESS意味着什么?
我们上面展示了德国的案例研究,但这些趋势与整个欧洲的电力市场都相关。这些相同的趋势正在为BESS投资创造强劲的顺风。我们今天的文章最后列出了BESS投资者需要考虑的5个要点。
可再生能源装机速度超过BESS：所有市场中,可再生能源容量部署和输出波动增长在结构上都超过了BESS的增长。 价格形态：可再生能源部署(尤其是太阳能)在结构上改变了日内价格形态,支持BESS价值捕获。 价格波动：可再生能源输出波动增长和供应曲线"更陡峭"，这支持了价格波动,BESS资产非常适合捕捉这种波动。 灵活性竞争：理解跨资产类别提供可再生能源平衡灵活性的竞争演变很重要,但在低/负电价期间,火电资产越来越不具备优势。 随机估值至关重要：低/负电价对BESS储能资产价值和风险的影响只能通过对价格和收入进行稳健的随机建模来捕捉。
最后一个驱动因素反映了BESS资产估值的一个关键现实:大量的价值(和风险)可能存在于价格和利润结果分布的左尾和右尾。低电价和负电价就是一个很好的例子
