Як ціни на електроенергію / електроенергію можуть бути негативними?

Bloomberg показує цю діаграму:

Я розумію, що наведена вище таблиця означає, що споживачі фактично платили за використання електроенергії. (Будь ласка, виправте мене, якщо я помиляюся.)

Мені було цікаво, як це можливо? Чим ринок електроенергії / електроенергії особливий і чим відрізняється від інших ринків? (А може, німецький ринок електроенергії є особливим.)

Так, споживачам, які були витримані на денні оптові ринкові ціни, платили користуватися електроенергією.

Це поєднання декількох різних факторів, які роблять особливим на сьогоднішній день оптовий ринок електроенергії особливим.

По-перше , дуже мало споживачів електроенергії беруть участь у ньому безпосередньо. Тому сторона попиту дуже неліквідна, з дуже низькою короткочасною еластичністю - і вона швидко стає абсолютно нееластичною.

По-друге , арбітражу часу дуже мало. Ринок електроенергії о 0500 та ринок 1500 - це два окремі ринки: дуже мало арбітражників, які можуть купувати за 0500 та продавати за 1500. Це тому, що донедавна нагороди за це були дуже низькими (докладніше про це нижче ).

По-третє , є кілька постачальників, для яких скорочення постачання спричинить за собою витрати: тому для цілей очищення ринку вони мають негативні короткострокові граничні витрати. Є два способи, які можуть статися.

1. дуже негнучкі звичайні генератори (як правило, ядерні) просто не можуть повертати свою потужність вгору та вниз кожну годину-дві, не несучи витрат на обслуговування.

2. генератори з договорами, які дозволяють продати всю свою продукцію за попередньо визначеною позитивною ціною: їм знадобляться оптові ціни, щоб піти негативні на більшу, ніж на цю суму, щоб зробити їх корисним для зменшення обсягу їх виробництва.

Зараз у Німеччині настільки висока комбінація цих двох видів генераторів, що бувають випадки, коли їх сукупний обсяг виробництва перевищує внутрішнє споживання, і коли ціни йдуть негативно.

По-четверте , хоча Німеччина ділить мережу з багатьма іншими континентальними європейськими країнами, можливості для просторового арбітражу дуже обмежені, оскільки загальна німецька генерація набагато більша, ніж потужність енергосистеми взаємозв'язку з іншою мережею: так що потужність взаємозв'язку суворо обмежує кількість енергії, яка може бути довірена з іншими країнами протягом даної години торгівлі.

Нарешті , хоча це і здається дивним, ці негативні ціни - хороша річ. Вони є тимчасовою умовою, яка триватиме лише протягом перехідного періоду, оскільки ринки електроенергії декарбонізуються. На даний момент у нас є мережі передачі та ринкові структури, які були розроблені для надмірно забруднюючих постачальників, такі як вугілля та газ. Ми повинні зупинити це забруднення - вартість його шляху перевершує переваги. Отже, галузь повинна структурно змінюватися, і ринки та мережі також повинні змінитися.

Генератори на вугіллі та газі є дуже корисними для цілодобових ринків, оскільки вони можуть швидко змінити кількість, яку вони постачають. Тож майже відсутність участі з боку споживання ще зовсім недавно не була проблемою - і чому винагорода для арбітражників була низькою. Але зараз зростає кількість годин, коли ці дуже гнучкі генератори більше не домінують на ринку.

Коли ми переходимо до сітки, у якої вже немає такої реакції на стороні пропозиції, нам потрібна реакція з боку нових арбітражників та з боку попиту. Період негативного ціноутворення надає сильних стимулів цим новим учасникам ринку вийти наперед. І коли все більше нових учасників вийде на ринок, негативні ціни ставатимуть все рідше і рідше.

Тож це не лише Німеччина. Це сталося, і буде, і в інших місцях.

Як багато хто говорив перед мною, ви не можете просто викинути електроенергію, якщо ви виробляєте занадто багато - вона повинна кудись їхати. Якщо ви вкладете в систему більше енергії, ніж стійкий (або споживання) в системі, це як би крутити велосипед швидше, поки ви їдете на гору, генератори починають крутитися швидше, а частота збільшується вище 50 Гц.

Друга проблема полягає в тому, що багато електростанцій просто не можуть вимкнутись. Атомним електростанціям потрібно відключити дні, вугільні установки - години. Тому вони готові платити майже нескінченно багато, щоб уникнути необхідності вимкнення на короткий термін.

Ось графік кривих пропозицій на Nord Pool (ринок електроенергії для Норвегії, Швеції, Данмарки, Фінляндії, Естонії, Литви та Латвії) два тижні тому, коли ціна була особливо низькою, всього 4,1 EUR / МВт-год, протягом однієї години , 4 ранку, вночі.

Ви можете бачити, що понад 22 000 МВт (МВт-год / год) наданої потужності готові виробляти електроенергію, незалежно від того, наскільки негативними стануть ціни. Близько 10 000 МВт цього є ядерною енергією. Решта - це, мабуть, вугілля, деякі інші теплові електростанції, що повільно реагують, і деякі виробники, які не будуть заважати налагоджувати своє виробництво (невеликі електростанції тощо).

Ca. 10 000 наданих потужностей, 6200 МВт з яких вітер, ставлять близько 0 EUR / МВт · г. Оскільки неможливо зберігати виробників вітроенергетики та виробників гідроенергетики без резервуарів, готові продати ні за що, проте вони можуть швидко вимкнутись, якщо ціни стануть негативними. Ca. 30 000 МВт наданої електроенергії - це регульована потужність, переважно газ та гідроенергетика з водойм, які пропонують ставку в межах 25–50 EUR / МВт · год.

Зауважте також, наскільки нечутливі споживачі до цін. Попит трохи більший, якщо ціна стає негативною, але вона майже нічого, лише приблизно. 1000 МВт.

У крайньому випадку, коли ціни впадуть нижче 22 000 МВт, ви легко помітите, як ціни будуть дуже сильно знижуватися. На північному ринку (*), де значна частина виробництва є регульованою гідроенергетикою, це малоймовірно.

Точкова ціна та потужність у Німеччині грудень 2017 року

Проблема в Німеччині двоскладна. По-перше, у них набагато більше ядерних, вугільних, малих виробників електроенергії та інших нерегульованих джерел електроенергії, ніж на північному ринку. Тож коли попит на енергію низький і вітер раптово починає дути і генерує 80% необхідної енергії, як це було напередодні Різдва 2017 року (див. Діаграму), ви отримуєте занадто багато енергії.

Однак, як правило, ви очікуєте, що виробники вітроенергетики відключать свої турбіни, коли ціна стане негативною. Проблема полягає в тому, що я зрозумів, що виробникам відновлюваних джерел гарантується мінімальна ціна за кожну одиницю виробленої енергії. Тож замість того, щоб торгувати 0 EUR / МВт * год, вони також пропонують нескінченні негативні ціни. Тільки тоді, коли спот-ціна негативна протягом більше шести годин, виробникам відновлюваної енергії більше не гарантується мінімальна ціна.

(*) Для деяких окремих цінових зон на північному ринку, як, наприклад, Данмарк, це скоріше негативні ціни. Однак дані про криві ставок для окремих цінових районів не є загальнодоступними.

В основному негативні ціни відображають, що тут виробляється більше електроенергії, ніж вимагає ринок. На всіх інших ринках це не проблема, оскільки ви можете просто відмовитися від продажу, але за електроенергію має бути баланс. Не можна накопичувати електроенергію на складі.

Отже, щоб дати трохи довідкової інформації, візьмемо для прикладу Nord Pool Spot: Щодня 12 постачальників та споживачів CET надають ставки для басейну Nord Pool щодо того, що вони можуть продати та купити електроенергію за МВт-год наступного дня (з 00 : 00). Посилання на пляму Nord Pool

Ці пропозиції від постачальників можна розділити на кілька біт. Що є (у зростаючій ціні): примусове виробництво, вітроенергетичні, газо-, нафтові та вугільні вугілля. Можна подумати про це, оскільки постачальники спочатку продають електроенергію з примусового виробництва, потім енергію вітру тощо. Чим дорожче виробники виробляють, тим вища вартість за МВт-год.

Потужність вітру - нульова точка. Як тільки вітряк ввімкнеться, він буде (для простоти) користуватися ним, і ви можете вимкнути його при необхідності. Іншими словами, відведення енергії вітру - це втрачена можливість, але це не включає додаткових витрат для постачальника.

У негативному плані, у нас є вимушене виробництво, це може прийти від @EnergyNumbers, третя точка. Якщо скоротити виробництво продукції заводу дорожче, ніж платити комусь, щоб зайняти його, ви скоріше зробите це.

Що не згадується, це те, що рослини, як правило, також забезпечують вас гарячою водою. Однак у старих установок генератор завжди поєднаний з виходом установки. Таким чином, іноді їм доводиться підпалювати станцію для виробництва гарячої води, а також одночасно і електроенергії, даючи їм примусове виробництво. Часто використання достатньо високе, щоб взяти вимушене виробництво, але іноді це не так, і у вас будуть негативні ціни.

Це відображає проблему зберігання електроенергії. У більшості інших товарів є певний спосіб її зберігати до майбутньої потреби, але загалом ця опція не настільки доступна з електроенергією.

Звичайно зберігання можливо. Традиційно це відбувається у вигляді насосних гідроелектричних сховищ, де "безкоштовна" електроенергія використовується для відкачування води назад у гору. Загалом, можливі й інші форми зберігання , і Tesla, як відомо, планує зробити свій внесок у свої проекти Powerwall та Powerpack .

Коли сховище в електромережі набуде більшого поширення, можливо, негативні спади цін на електроенергію більше не відбудуться. Зростання цін все ще відбуватиметься, але зберігання може обмежувати, наскільки екстремальні ці спайки, як у позитивному, так і в негативному напрямках. На сьогоднішній день саме негативні сплески дозволяють зробити досить неефективними схеми накачування гідротехніки рентабельними.