当能源价格变为负数：理解原因与解决方案

负的批发电力价格在现代电力系统中呈现出一种悖论性的挑战。尽管看似违反直觉，这些事件揭示了电网运营和市场动态的关键见解。本文分析了推动负定价的技术和经济因素、其后果以及缓解策略。

负定价的原因

供需失衡

在低需求期间的过剩供应仍然是主要催化剂。德国在2023年记录了301小时的负价格（Fraunhofer ISE），通常发生在风力强劲且消费最低的夜间。基载电厂加剧了失衡：煤电单位需要6到12小时才能完全停机，而核反应堆通常将输出减少到约50%的容量，而不是完全停止。在加利福尼亚的CAISO电网中，太阳能过剩导致2023年白天12%的时间价格变为负数。

不灵活的发电

传统的热电厂面临操作限制。老旧的煤电单位为了避免热应力，通常以40%至60%的最低负荷运行，而现代电厂则可实现25%至35%（ENERDATA）。在停机后重新启动中型煤电厂的成本超过50,000欧元（Energy Brainpool）。可再生能源增加了复杂性：风能发电波动不可预测，而太阳能输出在日落时骤然下降，造成±30%的小时负荷变化。

电网稳定性需求

系统运营商优先考虑频率稳定性，而非经济调度。在2022年的一次事件中，法国的RTE支付了每兆瓦时78欧元给燃气电厂以获取频率控制储备，尽管市场价格为负（RTE平衡报告）。这种"必须运行"的命令突显了市场信号与电网物理需求之间的紧张关系。

传输拥堵

德克萨斯州ERCOT电网的瓶颈在2023年风力激增期间迫使West Hub价格降至-35欧元/兆瓦时，而邻近地区则面临短缺。丹麦和德国之间的有限互联容量在拥堵事件中导致价格差异达到42欧元/兆瓦时（Agora Energiewende）。

负定价的影响

对发电商收入的影响

欧洲的商用燃气电厂在2023年由于负定价，盈利能力下降了22%。EDF报告称，核电厂因运营在负边际下造成了3亿欧元的损失（2023年财务报告）。收入波动使得电力购买协议变得复杂，企业买家越来越多地要求设定价格底线。

抑制投资

澳大利亚能源市场运营商警告称，预计的负价格小时可能会阻碍到2030年数十亿欧元的燃气峰值投资。在英国，SSE在2023年暂停了一项1.2吉瓦的燃气项目，理由是由于可再生能源引发的价格侵蚀导致的"不可投资"条件（路透社）。

系统成本增加

德国的再调度成本在2022年达到了13.8亿欧元，其中58%与负定价期间的可再生能源削减有关（联邦网络局）。爱尔兰的SEM在2023年花费7900万欧元用于风能限制支付，占总系统费用的8.7%（SEMO年度报告）。

市场扭曲

西班牙在2023年的补贴改革使负价格小时同比减少31%（REE数据）。相反，波兰的固定价格绿色证书导致127小时的负价格，因为可再生能源在过剩情况下仍然发电。

管理负定价的方法

提高电网灵活性

储能集成
澳大利亚的Hornsdale电池（150兆瓦）通过吸收多余的风能，将南澳大利亚的负价格小时从82小时（2022年）减少到47小时（2023年）（AEMO）。
需求响应
Octopus Energy的"Plunge Pricing"计划在2024年第一季度将890兆瓦时的英国需求转移到负价格期间。
混合电厂
Ørsted的Kassø设施（1.1吉瓦太阳能+2小时储能）通过时间错位的发电消除了负价格暴露。

修订补贴结构

德国2024年的可再生能源法在连续15小时或更多的负价格期间排除补贴（BMWK）。丹麦的CFD拍卖要求30分钟的生产预测，以便进行预防性削减。

实施稀缺定价

ERCOT的操作储备需求曲线设定了-9.99欧元/兆瓦时的底线，防止极端负值，同时保持价格信号。欧盟2025年市场设计改革提议设定-20欧元/兆瓦时的统一底线。

加强市场信号

PJM的区域边际定价通过细化的区域激励措施将2023年的负价格小时减少了19%。NYISO的双市场系统将能源和辅助服务分开，允许燃气电厂在波动期间从调节中获利。

扩大出口

挪威的NordLink互联电缆在2023年将58太瓦时的德国风能过剩电力出口到斯堪的纳维亚，产生了2.9亿欧元的拥堵收入。已批准的EuroAsia互联电缆（2000兆瓦，连接希腊、塞浦路斯和以色列）旨在缓解地中海的太阳能削减。

结论

负定价反映了随着电网整合30-40%可变可再生能源而发生的结构性变化。西班牙的MIBEL市场在2022年至2024年间显示出负价格小时减少了56%的显著成就，这得益于混合政策和技术解决方案的结合。这表明，在能源市场中确实可以协调经济与物理现实。

负价格现象源于不灵活的发电资产和传输瓶颈，进一步受到补贴设计的影响。这种情况具有重大影响，包括扭曲的投资信号，例如暂停燃气项目，以及系统成本的增加，约为每年14亿欧元在德国。

为了解决这些挑战，解决方案必须包括实施储能系统、需求响应机制和互联电缆，同时进行市场改革，如稀缺定价。这些举措的成功将取决于通过适应性法规将发电商的经济与电网的稳定需求相协调。

总之，在面对能源市场中的负定价挑战时，我们在CLOU的储能系统发挥着至关重要的作用。通过有效管理低需求期间的过剩能源，我们可以帮助维持电网的稳定。我们的解决方案提供了必要的灵活性，以适应市场变化，这在我们增加可再生能源使用时至关重要。关注实用的储能解决方案将有助于确保经济激励与电网的操作需求相一致，从而实现更可靠和可持续的能源未来。

如果您有任何问题或想了解更多关于我们储能系统的信息，请随时与我们联系 èç³»æä»¬ 联系我们。我们在这里为您提供帮助！