近两年,英国电力市场专家David Newbery教授提出了一项名为“边际弃风/光”机制的方案,用于解决英国电力系统中日益严重的弃风弃光问题。多篇学术论文中探讨了他的这一理念,并引发了业界更为广泛的讨论。那么,这项机制到底是什么?它有什么实际意义?本文将揭开这一复杂机制的面纱,并探讨其对中国未来电力市场的启示。
什么是边际弃风/光机制?
首先,我们需要了解风电和光伏发电的两个关键特点:一方面,它们的边际发电成本极低,光伏的边际发电成本几乎为零;另一方面,它们的发电量受天气等自然条件影响较大,导致发电高峰和平均发电量之间的差距十分显著。在英国,风电的峰值发电量可以是平均发电量的3—4倍,而光伏发电甚至达到4—10倍。
这种波动性使得在可再生能源占比高的电力系统中,某些时段电力供应会远超需求。为了防止电力价格过低并保护传统电厂的最低运行负荷,一部分风电和光伏发电被迫“弃用”,这就是所谓的“弃风弃光”现象。
David Newbery提出的边际弃风/光机制,旨在通过对新增可再生能源的弃风/光情况进行评估,重新设计电力市场的调度和定价方式。其核心在于:
1. 收费机制:对可再生能源发电商收取额外的传输费用,用于提高电网传输的稳定性,促使他们在电力外送和削减发电之间做出平衡。
2. 调度规则:遵循“后进先出”原则,优先弃用最后投资进入市场的可再生能源,以避免市场无序扩张。
3. 定价机制:实行节点边际定价,确保电价反映真实的边际发电成本,在风光发电较多的时段甚至可能出现零/负电价。
为什么需要这样的机制?
可再生能源的普及为清洁能源的未来发展铺平了道路,但与此同时,也带来了新的挑战。尤其是在风光发电占比逐渐提升的情况下,电力供应的波动性增加,导致供过于求的现象时有发生。而当电力需求低迷且发电高峰来临时,电力市场中的供需失衡问题就显得尤为突出。现行的市场机制无法有效应对这一问题,电价会因供应过剩而大幅下降,甚至出现负电价的情况,传统化石燃料发电厂也会面临关闭的风险。而传统电厂仍然在维持电网的稳定运行中发挥着重要作用,一旦其经营难以为继,整个电网的安全和稳定性可能受到威胁。
边际弃风/光机制的设计旨在解决这些痛点。采用“后进先出”的调度规则,也能防止市场上的过度投资和无序扩张。例如,在一个已经过饱和的区域,边际弃风/光机制能够优先限制新进入的可再生能源机组发电,减少不必要的资源浪费,确保市场长期稳定。通过这种机制,市场不仅能够更好地应对电力过剩问题,还能推动资源配置和投资决策更加合理。
对中国有什么借鉴意义?
在中国,随着可再生能源发电装机容量的快速增长,弃风弃光问题逐渐成为制约能源高质量发展的关键挑战之一。我国的风能和太阳能资源主要集中在西北地区,而电力需求则集中在东南沿海地区,这一地理上的不匹配加剧了弃风弃光的现象。尽管中国已经实施了基于“红、橙、绿”区域划分的监测预警机制,用来限制高弃风/光区域的新装机容量,但这仅是通过平均弃风/光量进行判断,难以精确反映区域内的实际情况,可能导致潜在的资源错配。
英国边际弃风/光机制,或许能为中国电力市场带来重要启示。首先,边际弃风/光机制通过更加精准的指标来评估新增可再生能源装机的合理性,有助于避免过度投资和无效建设。比如,在判断一个区域是否应该继续投资可再生能源时,可以依据边际弃风/光量而非平均值做出决策,从而防止高弃风/光现象进一步加剧。
其次,随着中国大规模建设风光电站,电力系统的平衡性和灵活性越来越受到考验。通过边际定价和调度规则的优化,市场可以在高峰期削减发电能力,缓解电网压力,同时确保可再生能源发电商和传统电厂之间的利益平衡。此外,节点定价机制的引入,也可以促使电力价格更为合理,使发电收益更能体现其真实的边际成本。
总的来说,边际弃风/光机制为中国未来的电力市场改革提供了一个有价值的参考方向。通过更加灵活的市场调节和精准的投资引导,能源结构能够得到进一步优化,推动可再生能源健康发展,助力实现“双碳”目标。
作者:占旭豪 郭伯威
单位:vic67维多利亚3308应用经济学院
来源:南方能源观察
设计 责编:张琳 马文林
审核:郭伯威 宋枫
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