德國能源轉(zhuǎn)型 中國要怎么學(xué)習(xí)電力2.0?
德國能源轉(zhuǎn)型繼續(xù)推進(jìn),計(jì)劃到2025年使其電力需求的40%-45%由可再生能源發(fā)電承擔(dān),到2035年這一比例將提高到55%-60%。針對未來綠色能源結(jié)構(gòu)全面實(shí)現(xiàn)的情況,進(jìn)階版的電力市場2.0設(shè)計(jì)被提上日程。
2015年7月德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)能源部頒布修訂后的《電力市場白皮書》,最終明確了德國對電力市場2.0的設(shè)立。電力市場2.0有兩項(xiàng)基本功能,之一是確保容量儲備充足,之二是實(shí)行電力的市場化消納。電力市場2.0引入容量儲備與平衡能源一同應(yīng)對風(fēng)光等可再生能源的波動,同時(shí)明確了對容量市場的摒棄,相應(yīng)的《電力市場法》及《儲備容量規(guī)定》預(yù)計(jì)將于2016年春相繼出臺。
▼電力市場2.0的三大模塊
在高比例接納可再生能源的核心任務(wù)下,2.0市場的創(chuàng)新更多體現(xiàn)在三大構(gòu)成模塊中,分別是1)更強(qiáng)的市場機(jī)制建設(shè);2)更靈活高效的電力供給體系;3)更高的電力保障能力。
一、更強(qiáng)的市場機(jī)制建設(shè)。在公平競爭的背景下,價(jià)格信號繼續(xù)加強(qiáng)。自由的電價(jià)形成機(jī)制還由《電力市場法》的系列規(guī)定保障。如圖六所示,未來在以風(fēng)光為主的可再生能源大規(guī)模接入電網(wǎng)時(shí),電價(jià)的波動規(guī)律亦將改變。受聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)能源部委托,相關(guān)能源技術(shù)公司對電價(jià)與可再生能源關(guān)系作出如下模擬:圖中曲線分別反映了在大規(guī)模利用太陽能發(fā)電前(圖左2002/2006/2010年)與后(圖右 2015/2023/2030年),日內(nèi)每小時(shí)電價(jià)與日平均電價(jià)(base price )的百分比。
在傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)下,用電高峰使峰值電價(jià)總是出現(xiàn)在每日10:00 到14:00點(diǎn)之間,可達(dá)日平均電價(jià)的1.2至2倍。隨著越來越多風(fēng)能與太陽能的投入,傳統(tǒng)化石能源逐漸退出發(fā)電市場,電價(jià)波動更為頻繁劇烈。模擬結(jié)果顯示,午間時(shí)段10:00到14:00間的用電高峰恰也是未來太陽能發(fā)電高峰,隨著光伏的規(guī)模不斷擴(kuò)大,中午的電力供需矛盾將明顯緩解,這一時(shí)段的峰值電價(jià)曲線趨于平緩。傍晚時(shí)分太陽能發(fā)電大幅減弱直至為零,此時(shí)生活用能趨高,而傳統(tǒng)化石能源發(fā)電規(guī)模已經(jīng)削減,傍晚將出現(xiàn)全天的峰值電價(jià)。日內(nèi)電價(jià)峰值將由過去的雙峰變?yōu)槲磥淼膯畏?。?030年日峰值電價(jià)最多可達(dá)平均電價(jià)的2.5倍以上,同時(shí)夜間01:00到06:00點(diǎn)的谷期電價(jià)也有抬升:2002和2006年的最低谷期電價(jià)僅為日平均電價(jià)的二分之一,而從2015年起這一數(shù)字將提高到0.7左右。這樣的價(jià)格信息反映了綠色能源結(jié)構(gòu)對未來電力市場的影響。縱向相比圖右2023年傍晚的峰谷價(jià)與日平均電價(jià)相比分別為2.6與0.7,大約是4倍。而到2030年,峰谷價(jià)差明顯縮小,這恰是2.0市場、需求側(cè)管理、儲能等多項(xiàng)因素發(fā)揮作用的結(jié)果。
二、更靈活高效的電力供給體系。一個(gè)重要的舉措是德國將與周邊鄰國繼續(xù)推進(jìn)歐洲電力市場一體化建設(shè)。此外,聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)管理局還將:1、使來自可再生能源和儲能的電力及靈活用戶更容易地參與平衡能源市場;2、制定更科學(xué)的目標(biāo)模型以重整過網(wǎng)費(fèi)、分?jǐn)偪铐?xiàng)及各項(xiàng)價(jià)格成分;3、引入需求側(cè)管理;4、針對大用戶給予特殊過網(wǎng)費(fèi)。在交易層面,歐洲能源交易所(EEX)就靈活高效性也將作出創(chuàng)新:目前電力實(shí)時(shí)交易最近可截至輸電前45分鐘,現(xiàn)貨交易所(EPEX SPOT)計(jì)劃繼續(xù)壓縮這一時(shí)間差。
三、更高的電力保障能力。作為容量儲備的電站將不參與電力市場交易與競爭,不對自由形成的市場電價(jià)作出影響。容量儲備只有在電力交易充分進(jìn)行,可用平衡能源投入后仍不能滿足用電需求情況下才會被激活。除容量儲備外,因電網(wǎng)阻塞原因在德國南部還會進(jìn)行電網(wǎng)(容量)儲備。
▼放棄容量市場
《電力市場綠皮書》中就容量問題提出一個(gè)根本性的討論:德國希望建立一個(gè)自由開放的電力市場,還是附帶監(jiān)管干預(yù)容量市場。參與綠皮書討論的16個(gè)地區(qū)中有15個(gè)支持棄用容量市場,延續(xù)自由電力市場,最終,德國電力市場2.0明確放棄容量市場。
容量分為兩方面,一方面用于實(shí)時(shí)市場的調(diào)頻調(diào)峰,一方面用于重大事故的及時(shí)應(yīng)對。
容量市場被摒棄主要基于以下原因。1、需要國家補(bǔ)貼,電力供應(yīng)商將容量市場成本轉(zhuǎn)嫁給終端用戶;2、市場運(yùn)行復(fù)雜,要求極為精準(zhǔn)的預(yù)測,現(xiàn)實(shí)中錯(cuò)誤幾乎不可完全避免,極易出現(xiàn)因失誤造成的巨大損失;3、對自由市場的高度干預(yù),在尖峰電價(jià)出現(xiàn)時(shí),容量市場極易操控電價(jià)。4、尖峰電價(jià)的發(fā)生與時(shí)間預(yù)測困難,往往發(fā)生后再進(jìn)行容量投資為時(shí)已晚。
▼電力市場2.0支撐產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系
德國電力市場2.0一方面順應(yīng)可再生能源發(fā)電比例增加的發(fā)展,降低溫室氣體排放,配合促進(jìn)德國在應(yīng)對氣候變化方面的減排目標(biāo);另一方面也為可再生能源的充分開發(fā)利用提供了平臺。2.0市場設(shè)計(jì)一方面確保了市場運(yùn)行的安全靈活,另一方面通過加速促進(jìn)歐洲電力市場一體化,引入容量儲備而棄用容量市場,減少德國能源轉(zhuǎn)型的成本。用戶參與電力市場的方式也更多元化,用戶積極開展需求側(cè)管理,用電行為可根據(jù)市場電價(jià)靈活調(diào)整,使高度信息化的能源體系與工業(yè)4.0深度融合。
2.0市場還將重點(diǎn)考慮電力領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,促進(jìn)發(fā)明創(chuàng)新。新能源不僅在電力系統(tǒng)中代替化石能源,電將更廣泛地用于制熱、交通和工業(yè),把化石能源從這些領(lǐng)域驅(qū)趕出去,輔助實(shí)現(xiàn)熱能及交通領(lǐng)域的低碳目標(biāo)。最后,基于整個(gè)完整的電力市場體系,分布式發(fā)電、個(gè)人消費(fèi)者均可通過智能電網(wǎng)、智能家居等參與市場。電動汽車推廣項(xiàng)目被視作開啟可持續(xù)移動、加強(qiáng)市場靈活性的鑰匙,2.0市場對此列出專項(xiàng)措施予以支持。未來計(jì)劃依托其推進(jìn)靈活的電力供給系統(tǒng),特別是風(fēng)能和太陽能在系統(tǒng)中發(fā)電過剩,電價(jià)較低甚至為負(fù)時(shí),電動汽車可以根據(jù)來自市場的價(jià)格信號,控制充電過程??梢哉f,電力市場2.0對產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系的支撐作用將不斷增強(qiáng)。
▼德國電力市場2.0對中國的啟示
德國能源轉(zhuǎn)型的一系列創(chuàng)新可以用中國當(dāng)前語境下的能源互聯(lián)網(wǎng)概念來概括。德國的E-energy通過通信系統(tǒng)與能源系統(tǒng)的深度融合在技術(shù)層面為接納高比例可再生能源提供了解決方案,電力市場2.0則為接納高比例可再生能源提供了有效的市場體系。這兩者成為德國能源轉(zhuǎn)型的堅(jiān)實(shí)保障。
2016年2月24日國家發(fā)改委、能源局和工信部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》將“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源簡稱為能源互聯(lián)網(wǎng),認(rèn)為它是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費(fèi)以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)?;ヂ?lián)網(wǎng)+使得交易開放是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要特征之一,因而建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng),必須要“建立多方參與、平等開放、充分競爭的能源市場交易體系”。在能源互聯(lián)網(wǎng)所期待的能源市場交易體系中,電力市場交易體系無疑是最關(guān)鍵的。電力體制改革已經(jīng)為能源互聯(lián)網(wǎng)做了許多重要鋪墊,電改9號文及10個(gè)配套文件已經(jīng)確立以市場化為方向,以電力市場建設(shè)為核心任務(wù),以售電側(cè)放開為突破口。隨著電力市場的建設(shè),特別是現(xiàn)貨市場的建設(shè)將最終使實(shí)時(shí)電價(jià)成為現(xiàn)實(shí),這將使能源互聯(lián)網(wǎng)所構(gòu)想的儲能和電動汽車應(yīng)用的許多新模式能夠?qū)崿F(xiàn),個(gè)人、家庭、分布式能源等小微用戶靈活自主地參與能源市場的愿景也能夠?qū)崿F(xiàn)。
然而能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)劃的愿景遠(yuǎn)不止這些,這篇包含大量行業(yè)前沿技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)容的文件最強(qiáng)調(diào)的卻不是技術(shù),而是“三分技術(shù)、七分改革”。能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要什么樣的能源體制機(jī)制改革?德國電力市場2.0可以說為中國能源體制改革,特別是電力體制改革提供了一個(gè)很好的范本。首先要明確,電力體制改革的核心目標(biāo)不是市場化本身,而是持續(xù)提升可再生能源占比,以及基本淘汰化石能源的遠(yuǎn)期目標(biāo)。根據(jù)中國2030年可再生能源在一次能源中占比重20%的目標(biāo),大體可以粗略地測算出可再生能源占電力比重45%左右的目標(biāo),這就是15年后的電力市場要完成的歷史任務(wù)。3月3日,國家能源局發(fā)布《國家能源局關(guān)于建立可再生能源開發(fā)利用目標(biāo)引導(dǎo)制度的指導(dǎo)意見》,明確了2020年非水可再生能源配額為9%,這是一個(gè)標(biāo)志性的政策突破。
有了這個(gè)明確的目標(biāo)和任務(wù),借鑒德國電力市場的具體設(shè)計(jì)可以有很多,將剩余需求負(fù)荷作為電力市場運(yùn)營的重要考慮因素,并為極端剩余需求負(fù)荷情況做好預(yù)案,努力確保足夠的容量儲備而不必建設(shè)容量市場。有了德國電力市場2.0的范例,我們將歡迎更強(qiáng)的市場機(jī)制建設(shè),我們能夠預(yù)期光伏的發(fā)展將拉低白天的電價(jià),我們也能對傍晚的電價(jià)高起有所準(zhǔn)備而不是恐慌。利用互聯(lián)網(wǎng)+作為創(chuàng)新要求,我們將主動迎接能源互聯(lián)網(wǎng)與電動汽車、智能家居以及與工業(yè)系統(tǒng)等方面的深度融合,主動營造新型的開放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系。能源互聯(lián)網(wǎng)也將與電力市場互相促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展,共同支撐中國的能源轉(zhuǎn)型,更大的機(jī)遇則是,中國將因此成為全球第三次工業(yè)革命的引領(lǐng)者。

責(zé)任編輯:大云網(wǎng)
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