图2
可再生能源参与市场竞价后,大幅拉低市场批发电价。当电力市场中没有可再生能源时,首先竞价成功的是核电、其次是煤电、气电。如图1所示,核电、煤电和气电之和能够满足用电需求,小红点就是供需曲线交叉点,这个点就是此时市场结算价格。当可再生能源进入电力市场之后(如图1右侧所示),由于可再生能源发电边际成本最低(接近零),首先竞价成功,然后再安排核电、煤电就能够满足电力需求,这样就不再需要边际成本更高的电源(气电),此时电力市场供应曲线右移、结算价格下移,导致结算价格下跌。
如果可再生能源能够满足或超过用电负荷,电力市场将出现零电价或负电价。如上文所述,当可再生能源进入市场后,电力批发价格会出现下跌。一种特殊的情况是,当可再生能源发电量本身就满足用电负荷时,批发电价就是零。而更为极端的情况是,当可再生能源发电量超过用电负荷需求,市场处于供大于求的状态,此时市场批发电价跌至零以下,这就出现了所谓负电价。出现负电价的时间大多是在阳光灿烂或大风的节假日低负荷时段,例如圣诞节之夜。
引入负电价机制是欧洲电力市场发展的一大趋势。长期以来,为了防止极端情况对电力市场规则的破坏,保护发电商和用户利益,欧洲几个电力市场都对批发电价进行了最高价和最低价限制,不允许出现零电价和负电价。但是近年来随着可再生能源快速发展,如果没有负电价,包括可再生能源在内的各类电源都会出于经济利益尽量发电,从而加剧电力市场供大于求的状况,不允许负电价的弊端越来越显现。截至目前,在欧盟范围内,电力市场规则中允许出现负电价的国家包括加入欧洲电力交易市场(EPEX)的四个国家(法国、德国、奥地利、瑞士),以及比利时和荷兰,其他电力市场不允许批发电价跌至零以下。