比年来可再生动力在欧洲发展速即，在2019年占到了总发电量的35%， 这一比例在本年更是上涨到了近40%，逾越了化石动力的占比。在此布景下，本年由于疫情压低电力需求，在风力和光伏出力的岑岭期，欧洲多国的电力现货阛阓时常出现负电价，平均电价也低于往年水平。但是，9月份以来，英国和西欧电力阛阓也屡次出现了因风力发电骤降导致电价飙升的俄顷征象，最高达350欧元每兆瓦时。德国日内电力阛阓以致爆出了4000欧元的天价。英国国度电网则三次发布了缺电告诫制服丝袜，缱绻启动伏击备用电源。这王人反馈了可再生动力的波动性和间歇性的影响。本文浅易先容了英国电网的缺电告诫成因，波动性可再生动力增多了电力系统均衡本钱，欧洲电力阛阓负电价和电价飙升的征象，以及高比例可再生动力带来的挑战。
一、英国电网近期三次发布缺电告诫，供给弥留推高电价飙升至350欧元
11月25日，英国国度电网(National Grid)发出告诫，瞻望26日的电力系统会靠近供给阑珊的风险，主要由于气温骤降推高电力负荷，重叠风电出力极低，使得系统的负荷裕度极低，需要更多的备用电源及活泼性法式。面对供需弥留的处所，电力现货阛阓出现了巨幅波动，26日傍晚18时英国电价飙升至350欧元(313英镑)每兆瓦时。这是归并时段挪威电价的70倍。扫数这个词西欧的电价也王人因为低风电下电力供给弥留，而走高至80欧元每兆瓦时的荒野高价位。
图1 2020年11月26日18-19时欧洲主要国度电力现货价钱
起首: EPEX SPOT往还所
图2 11月12至26日英国每小时的发电电源结构(MW)
起首: Refinitiv Eikon， ENTSO-E
而此次的电力阑珊告诫，还是是英国国度电网在两个月之内第三次发布雷同的奉告。10月中旬和11月初，相似王人是因为风力发电极低以及部分电厂保重而形成电力供需失衡，电网负荷裕度靠近挑战，电网不得不两次发出伏击文书，商量启动备用电源和需求侧响应等活泼性法式，幸免出现供需缺口。而英国电网之前发布的年度供需预测，觉得本年由于疫情压低电力负荷，电力供给的可用容量应该比往年要稍许满盈，以致需要补贴核电站在一些时段削减发电量来幸免过高的风电冲击电网系统。总体来看，由于疫情影响，尤其是10月份以来欧洲国度大王人扩充了第二轮封禁法式，电力负荷一直王人低于往年。如图3所示，2020年的日均负荷在3月份疫情暴发之后大幅下跌，低于旧年水平。最低只17GW，比2019年的最低水平低5 GW。而即等于由于低温推高了11月26日的电力负荷，也仍然低于旧年归并本领的水平。可见，英国近期内电力阑珊告诫时常的主要原因，照旧因为风力发电骤降，反馈了可再生动力的波动性和间歇性。
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图3 2019年和2020年英国日均电力负荷(GW)
起首: Refinitiv Eikon， ENTSO-E
二、波动性可再生动力增多了电力系统均衡本钱
英国电力阛阓的供需弥留处所和高电价也激发了对高比例可再生动力的参谋。英国缱绻在2023年竣事严格戒指燃煤发电，在2025年前透顶退出煤电。在比年来由于高额碳价和英国碳税的影响，燃煤电厂大幅被燃气电厂替代，启动时辰大幅缩减， 在本年4至6月份创下了连续2个月零煤电的记载，如图4所示。但是，26日电力供给的阑珊，使得剩余的四座燃煤电厂不得不再行启动，最高的时段称心了6%的电力需求。是以激发业界争论，在络续退煤的出路下，英国事否应该商量增多更多的活泼性电源，比如燃气电厂，储能随机需求侧处理。
图4 2017年和2020年英国燃煤电厂日均出力功率(MW)
起首: Refinitiv Eikon， ENTSO-E
除了对退煤和绿色转型的潜在影响，可再生动力波动性对电力系统的冲击尤其是均衡本钱的影响也备受热心。本年5月份，英国电网为了均衡电力系统供需，要协商暂时关停风电场和激励需求侧处理，幸免欢畅出力岑岭阶段影响电网结识。英国发电商Drax集团的最新讨论文告指出，尽管比年回电力现货阛阓平均电价走低以及负电价频发，但是波动性可再生动力给电力系统率来的均衡本钱不休增多，平均约为5英镑每兆瓦时，高于前些年的1英镑的水平，这有可能增多奢华者的本钱。该分析指出，英国电力系统的均衡本钱跟着波动性可再生动力比例的提升还是比之前增多了20%。在2010年，每季度均衡本钱平均约占总发电本钱的5%， 但是这一比例在比年来逐步升高，如图5左图所示，在2020年高达20%以上，每个月的均衡本钱平均一亿英镑。分析还计较了风力和光伏发电占比和均衡本钱的关联，前者每增多一个百分点，系统均衡本钱就增多约0.1英镑每兆瓦时。这一均衡本钱被电网传导退换给发电商和奢华者，会形成终局电价逐步上涨。
图5 英国电力系统的均衡本钱走势以及和风力光伏发电占比的关联
起首: 2020年8月英国Drax集团文告: The cost of staying in control
三、西欧电力阛阓“负电价”和“电价飙升”征象并存
和英国雷同，高比例可再生动力对西欧国度电力阛阓也有影响。一方面，在风力光伏电力供应的岑岭本领，西欧国度负电价频发，本年上半年列国有100至200个小时出现了电价为负。另一方面，9月份以来，由于风电倏得下跌，西欧国度包括德国在内，也出现了几次傍晚岑岭时段电价高达200欧元的征象，主要亦然因为需要临时启动更多的煤电机组和调峰备用机组，推高了边缘本钱和电价。欧洲动力监管机构ACER在最新发布的2019年欧洲电力阛阓文告中也指出了这一趋势，自然欧洲列国的平均电价在2019年有所下跌，负电价的平均小时数也从2019年的511小时翻倍至925小时，并可能在2020年更高，但与此同期，短期电价飙升的小时数也剧增至比年来最高，达1933小时。形成短期电价大幅波动的成分主如果2019年水力发电较低，使得局部地区在可再生动力出力较低的时段电力供需短期弥留，推高分时电价。
图6 欧洲每年短期电价飙升和负电价的小时数
起首: 欧洲动力监管机构ACER文告: 2019年欧洲电力批发阛阓报
图7 2018年以来英国和德国基本负荷日均电价走势(欧元每兆瓦时)
起首: Refinitiv Eikon， EEX
四、高比例可再生动力带来的挑战条目提升活泼性
电力系统低碳转型和可再生动力的快速发展，在大众的趋势王人不行不服。欧盟罗致了积极的欢畅战略和制定了有劲的可再生动力目标，比年来发展更是速即。在2019年占到了总发电量的35%， 这一比例在本年更是上涨到了近40%，逾越了化石动力的占比。与此同期，欧洲列国的退煤程度也因为战略力度的加大和高额的碳价挤压煤电厂利润空间而加速，煤炭发电量逐年下跌。与其同期，可再生动力的发电量日益上涨，行动活泼性电源的自然气发电量也逐步上涨。
图8 2015年以来欧盟28国煤炭，自然气和非水可再生动力发电量(TWh)
起首: 欧洲动力监管机构ACER， ENTSO-E
欧盟现行的2030欢畅动力框架，目标要在在2030年竣事可再生动力发电比达到60%以上。现在欧盟正在参谋协商提升欢畅减排目标，如果从现行的40%提升到2030年减排55%，那么可再生动力发电占比也许需要提升到近70%。德国也提议了要在2030年竣事可再生动力发电占比65%。在这一趋势之下，荟萃英国电力均衡本钱的参谋，以及欧洲电力阛阓近期的电价飙升征象，必须商量高比例可再生动力给电力系统和电力阛阓带来的挑战。电价的大幅波动，从某种意旨上来说，故意于通过阛阓机制来激励活泼性电源比如自然气电厂，储能和需求侧响应等。但是，这带来的系统均衡本钱的增多以及对电网系统的冲击，也退却冷漠，需要在战略制定中深切商量。
国外动力署IEA在连系文告中详备分析了波动性可再生动力并网的不同阶段分别，以及给电力系统率来的挑战。IEA文告指出，跟着可再生动力比例的提升，电力供给的波动性增大，那么供需均衡难度会逐步增多，需要不休提升电力系统的活泼性，来应答挑战，竣事源网荷储一体化合作发展。
图9 波动性可再生动力并网带来的阶段性挑战
起首: IEA: The role of flexibility sources in China’s power system transition
作家：
秦 炎 路孚特Refinitiv首席电力与碳分析师、中央财经大学绿色金融国外讨论院特邀大众
文责：
徐洪峰 中央财经大学绿色金融国外讨论院副院长
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