Спотовый рынок электроэнергии и хранение энергии

«Спотовый рынок электроэнергии» изначально возник на основе концепции «Power Spot Market» в США. Основой спотового рынка электроэнергии является механизм конкуренции, который обеспечивает оптимальное распределение энергетических ресурсов через рынок. Планирование производства электроэнергии осуществляется с целью минимизации затрат на производство электроэнергии или минимизации затрат на электроснабжение, а диспетчеризация осуществляется в режиме реального времени для максимального увеличения выгоды всей системы. Выгода, полученная в результате оптимизации работы, в конечном итоге передается пользователям.

Создание спотового рынка электроэнергии является важной задачей реформы электроэнергетической системы Китая. В 2017 году Китай начал изучать возможность создания спотового рынка электроэнергии. К 2023 году во многих местах будет достигнут новый прогресс в создании спотовых рынков электроэнергии. Как «лидер», провинция Гуандун, участвуя в спотовых сделках с новой энергией в первом квартале этого года, также достигла замечательных результатов. Создание китайского рынка электроэнергии стало ключевым и важным шагом на пути к формированию полноценной рыночной системы «среднесрочные и долгосрочные контракты + спотовые контракты + вспомогательные услуги».

Во время праздника «1 мая» в 2023 году продолжительный период «отрицательных цен на электроэнергию» в провинции Шаньдун в Китае установил новый рекорд на внутреннем спотовом рынке электроэнергии.

С 29 апреля по 3 мая в дневное время в провинции Шаньдун наблюдался быстрый рост производства новой энергии и снижение нагрузки на электросеть (см. рисунок 1). Серьезный переизбыток предложения привел к 46 отрицательным ценам на электроэнергию в режиме реального времени при спотовых сделках с электроэнергией (см. рисунок 2). Самая низкая цена была зафиксирована в 17:00 2 мая и составила -85 юаней/МВтч, что означает, что производители электроэнергии должны платить 8,5 цента за киловатт-час за подключение к сети.

Рисунок 1. Фактическая суточная диспетчеризация максимальной нагрузки в провинции Шаньдун до и после «первого мая»

Рисунок 2. Клиринговые цены на следующий день и в режиме реального времени на спотовом рынке провинции Шаньдун во время праздника «1 мая»

Интуитивно понятно, что в некоторые периоды времени мощность энергоснабжения значительно превышает спрос на электроэнергию. Чтобы получить место для производства электроэнергии, производители электроэнергии конкурируют между собой, предлагая низкие цены. В основе этого лежит логика, согласно которой производители электроэнергии «бросают машину, чтобы спасти красавца» и стремятся максимизировать свою прибыль. Новая энергия имеет такие внерыночные преимущества, как субсидии и «зеленая» электроэнергия, и может выдерживать отрицательные предельные цены. Если цена клиринга выше минимального значения котировки, производство электроэнергии в сети будет приносить прибыль. Это разумная стратегия торгов, разрешенная рыночными правилами, которая дает приоритет клирингу и получению места для производства электроэнергии с отрицательными ценами на электроэнергию. Традиционное энергоснабжение поддерживает состояние запуска агрегата на низком уровне мощности, предлагая низкую цену, что позволяет избежать огромных затрат, связанных с частыми запусками и остановками.

Наиболее известная «кривая утки» чистой нагрузки энергосистемы относится к значительному увеличению мощности фотоэлектрической генерации в течение дня, в результате чего чистая нагрузка (остаточная нагрузка электроэнергии минус выход фотоэлектрической генерации) представляет собой кривую в форме утки с двумя высокими концами и низкой серединой. С дальнейшим увеличением масштабов производства фотоэлектрической энергии кривая чистой нагрузки превратится в «кривую каньона» с очень низкой серединой (см. рисунок 3).

Рисунок 3. Характеристики кривой чистой нагрузки энергосистемы с высокой долей новой энергии

По мере того как новые источники энергии постепенно участвуют в сделках на рынке электроэнергии, с одной стороны, на стороне генерации электроэнергии можно установить устройства хранения энергии, чтобы сократить продолжительность и частоту отрицательных цен на электроэнергию и таким образом обеспечить доход. С другой стороны, отрицательные цены на электроэнергию используются для стимулирования потребления электроэнергии, и на стороне нагрузки можно установить устройства хранения энергии, чтобы сократить колебания нагрузки. Отрицательные цены на электроэнергию отражают проблему потребления подключенной к сети новой энергии, подчеркивая важность систем хранения энергии и посылая рыночные сигналы для увеличения строительства новых хранилищ энергии. Шаньдун является крупной провинцией по производству ветровой и солнечной энергии. В настоящее время наблюдается нехватка объектов хранения энергии. В будущем другие провинции также столкнутся с такими проблемами, что означает, что у развития отрасли хранения энергии еще есть огромный потенциал.