歐洲電網不堪重負
昨天我們介紹了,今天,專業媒體Montel的報道證實,整個歐洲電網都已不堪重負。
Montel的報道寫到,早在創紀錄高溫的六月熱浪來襲之前,約翰內斯·維曼(Johannes Viehmann)就已忙到焦頭爛額。作爲德國最大太陽能供應商Nextkraftwerke的交易業務負責人,維曼身處歐洲應對日益增長的可變可再生能源供應的最前線。
在科隆的辦公室裡,他脖子上掛着的耳機彷彿暗示着他享受這份快節奏的工作。他的團隊代表客戶管理着約1.5萬個可再生能源資產,總裝機容量約12吉瓦,相當於八座大型核電站的銘牌產能。其中一半以上(6.5吉瓦)是太陽能。在陽光充足但需求低迷的日子裡,爲這些資產找到“買家”並不容易。春季風力尚強、陽光漸盛的時段尤其令人焦慮。今年5月的一個週日就是如此。
“今年我們遇到過幾次緊張局面,但5月11日最爲極端,”維曼說。日前市場爲13:00開始的那個小時開出的電價約爲-250歐元/兆瓦時。這意味着賣家不僅倒貼錢,還要付給買家一筆不小的費用來“接收”電力。“再差一點,我們就觸碰到-500歐元/兆瓦時的價格下限了。”
價格下限和上限是市場平衡供需的邊界。超過這些界限時,負責管理電網的輸電系統運營商(TSO)會採取干預措施以穩定系統。但這些措施成本高昂,最終會因電網費用上漲而推高消費者電價。
電價波動加劇,正是歐洲電網難以跟上可再生能源擴張步伐的一個信號。然而,分析師指出,僅靠加快電網建設可能無法解決問題。在最壞情況下,電網電壓失衡可能導致停電,就像4月西班牙那場癱瘓全國的停電事故。歐洲TSO聯盟Entso-E認定,過電壓是事故主因。但當天西班牙太陽能發電量並不算異常。西班牙政府將事故歸咎於當日電網平衡服務採購不足及供應商違約。
未來,若要避免電網崩潰,必須建設更強大的電網、儲能設施,以及能靈活響應價格信號的發電資產。5月11日的極端電價,正是靈活性不足的信號。
一
負電價日益增多
負電價在大多數商品市場罕見,但在電力市場並不稀奇。這是因爲電力難以儲存,且必須實時平衡供需。負電價意味着系統缺乏足夠的靈活性來吸收過剩電力或將其輸送到需要的地方。
近年來,歐洲負電價小時數持續上升。德國去年增長了52%,達459小時;今年上半年已達345小時。芬蘭2024年負電價小時數達721小時,約佔全年8%。
這主要源於天氣驅動型發電的激增。德國目前擁有約107吉瓦的太陽能裝機,爲歐盟最高,自2022年以來新增約40吉瓦。德國政府計劃到2030年達215吉瓦,以支撐2050年淨零目標。
負電價未必體現在均價中。今年5月,德國日前電價平均爲67.21歐元/兆瓦時,僅比去年同期低0.13歐元。但白天太陽能高發時段價格暴跌,夜間則飆升。
業界用“鴨型曲線”描述白天太陽能對市場的衝擊,如今則越來越多地提到“太陽能懸崖(solar cliff)”,形容白天太陽能驟減時所需的快速備用電源。德國每天需在中午至晚間替代約50吉瓦。
二
高昂的電網管理成本
更多電網建設有助於電能輸送至需求端,平抑區域價差。但可再生能源發展速度已超過電網建設。電網運營商指出,這一定程度上源於電源與電網開發週期的差異:前者需3-5年,後者需10-15年。
規劃流程和公衆反對也會延緩進程。在德國,爲安撫巴伐利亞州而將關鍵電纜改爲地下鋪設的方案,使南北電網互聯工程延期數年並增加數十億歐元成本。德國大部分風電位於北部,而重工業集中在南部。2024年審計報告顯示,德國電網建設進度落後規劃七年,電纜鋪設短缺6,000公里。
從區域看,歐洲淨零承諾不僅需要消納更多可再生能源,還需應對交通和供暖電氣化帶來的新增需求,以及AI和雲服務數據中心的能耗激增。“沒有電網,一切皆空,”歐洲電力行業遊說組織Eurelectric的市場促進主管薩凡納·阿爾特瓦特表示。
阿爾特瓦特指出,當前歐洲電網年投資額需從目前水平翻倍至2050年前的670億歐元,其中180億歐元專用於新增可再生能源併網。到2050年,歐洲需每年新增26.2萬公里電纜,總量達1,680萬公里。
“你可以建設所有想要的太陽能電站,可以讓工業電氣化,可以在屋頂安裝光伏板併購買電動車。但如果沒有輸送這些能源的電網,它們本質上只是精美的鎮紙。”
衡量網絡阻塞的方式之一是管理成本和調節電量。阻塞管理通常需支付額外費用讓電廠增產以滿足本地需求(即再調度),或補償可再生能源業主削減出力(即限電)以避免電網約束區域的供應過剩。
根據德國能源監管機構Smard平臺數據,該國阻塞管理成本在2022年燃料價格高企時達42億歐元峰值,去年降至28億歐元,但仍爲2019年的兩倍多。去年涉及電量約30太瓦時,較此前增長50%,相當於德國總用電量的6%。
“再調度和限電將是高比例可再生能源系統的必然結果,”德國電網運營商TransnetBW歐洲事務團隊經理安娜·布爾吉表示,“我們需要優化考量可接受範圍……過度擴建電網也非理想方案。”她強調需加強歐洲電網互聯以優化可再生能源分配。
三
更多的連接,更快的連接
Entso-E估計歐洲到2050年需新增224吉瓦跨境互聯容量,較2030年預期的161吉瓦進一步提升,年投資約130億歐元。
“這是一筆巨大的投資,但Entso-E也看到,這筆投資將通過減少燃料使用或再調度成本每年節省230億歐元的系統成本……所以每投資一歐元將帶來兩歐元的節省。”布爾吉表示。
併網申請積壓量是挑戰規模的另一體現。諮詢公司Aurora Energy Research歐洲顧問主管瑞安·亞歷山大指出,僅德國待處理的併網申請規模就達數百吉瓦,“相當於現有可再生能源裝機總量,甚至是峰值需求的數倍。”
目前多數歐洲TSO採用“先到先得”的併網審批模式。但觀察人士指出,這導致審批流程堵塞。“提交申請成本太低,”亞歷山大說,“設置實質性財務承諾能有效區分投機性申請和嚴肅項目。”TransnetBW希望歐盟委員會年底公佈的電網立法方案能引入類似機制。
維曼認爲,儘管擴建電網是容納更多可再生能源的必要條件,但僅靠硬件擴張遠遠不夠。德國新增太陽能中屋頂光伏佔比較大,這類電源基本不受批發市場價格信號影響。歐洲需加速儲能部署,並儘快將市場機制延伸至戶用光伏領域,才能避免電網過載。
“德國目前僅有2吉瓦大型電池儲能。若想緩衝太陽能饋電,儲能增量需超過不可調度的光伏電站。但目前這個差距仍在擴大,”維曼說。他補充道,這不僅是德國的問題,鄰國也呈現相似趨勢。
“如果電網真的電力過剩,TSO不得不切斷部分區域以確保整體供電安全,最終會引發公衆強烈抗議:可再生能源導致停電。這會傳遞怎樣的信號?”
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