英国:需要以储能替代燃气机组为电力市场提供灵活性

CarbonTracker网站发表署名Jonathan Sims的文章,题目是:Pricing signals for low-carbon flexibility vital for future power market design(低碳灵活性的价格信号对未来电力市场设计至关重要)。

英国和欧盟国家领导人正在思考电力市场设计的长期未来,关于什么是电力市场改革的优先领域在讨论中经常出现。其中之一是需要增加系统中的低碳灵活产能,以起到燃气机组目前在快速应对可再生能源供应波动方面所发挥的作用。

(来源:微信公众号“国际能源小数据”作者:E Small Data)

这也是英国政府对电力市场评估咨询中的一个关键主题,该咨询于3月初启动。约35%的英国受访者认为在大规模低碳电力行业改革的“所有靠谱”选项中,需要将重点放在激励灵活性上。为低碳形式的灵活电力供应提供足够的激励和定价信号,对于支持可再生能源占主导地位的系统至关重要。

英国目前拥有近35吉瓦的燃气发电容量,可根据可再生能源供应的波动进行灵活调整,以保持系统稳定。然而,英国政府已经决定在2035年前停止使用没有碳捕集的天然气发电厂,以便在2050年实现净零排放的目标。

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因此,英国需要在未来二十年内迅速扩大和部署储能装机,以替代天然气目前的作用,才能实现零排放。英国目前的储能容量仅为2.4吉瓦左右,但电力系统运营商国家电网ESO根据其未来能源需求情景估计,到2030年储能装机至少需要达到15吉瓦,到2050年至少需要40吉瓦,才能实现2050年的净零排放目标。

 

 

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这还是最低的储能需求,已经考虑了英国的氢能基础设施的大幅扩大。如果氢能规模达不到预期水平,英国到2050年需要超过60吉瓦的储能装机。

2023年2月初,我们探讨了英国电力市场设计改革的一些最有可能的选择,包括可变可再生能源生产的电力定价与其他可调度来源分开的拆分市场设计的可行性。我们得出的结论是,市场分割不太可能是一个可行的设计方案,这不仅是基于成本的原因,而且是由于在这种设计下产生的价格信号较弱。

拆分市场也有可能导致批发电力市场交易流动性进一步崩溃,对灵活能源定价信号的有效性产生负面影响,特别是这种设计将带来可再生能源与可调度能源的更广泛分离。低价格时期与高价格时期之间的转变将是无碳电力市场的一个重要特征,低价格时期标志着电池储存和绿色氢气生产的最佳时间,而高价格时期则标志着供电或发电的最佳时间。无碳电力市场必须为清洁灵活性提供商提供这些必要的激励措施,以确保系统稳定性。

英国电力批发市场的边际定价设计结构在历史上提供了强有力的定价信号,有助于建立广泛的远期市场。这一设计所允许的盘中波动性也为过去二十年中部署的小型“调峰”燃气机组提供了激励和商业模式,以满足系统对灵活产能的日益增长的需求,从而能够对可再生能源的产出变化做出快速反应。政策制定者必须确保未来的市场设计继续允许这种日内价格波动,同时防止外部因素驱动的长期飙升。

在过去的18个月里,全球天然气市场的极端波动加剧了电力市场对天然气的依赖。欧洲各地的天然气价格持续飙升,凸显了尽快摆脱化石燃料转向更清洁的电力系统的必要性。清洁电力不仅可以实现气候目标,还可以为消费者提供更稳定的价格环境。

在短期内的临时措施可能是必要的,例如为消费者锁定价格,直到天然气市场对英国电力系统的影响通过脱碳逐步消除。然而,如果英国电力系统要能够完全摆脱天然气市场波动的影响,就必须确保有足够的价格信号和激励措施来快速部署低碳能源的可调度产能,以取代发电组合中的天然气。

我们建议,在英国国际输电线路的投资上限和下限机制取得成功经验的基础上,对低碳能源基础设施和技术投资也应考虑采用类似制度。设置收入的上限和下限方案将确保发电商的收入流不会受到当前差价合约政策在零价格或负价格期间有收不到钱的风险,在可再生能源逐步占主导地位的电力系统中,这种风险可能会随着时间的推移而增加。新的市场设计将允许发电商将从多个来源(批发市场、容量市场、平衡市场、辅助服务)获得收入。

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