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碳中和列国志 | “失败”的澳大利亚能源转型

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-08  来源:能源杂志  浏览次数:2920
 在成熟的市场规则设计也不应该是一成不变的。澳大利亚没有败给自己,只是败给了变化。

文 | 魏然

6月15日,负责运营澳大利亚国家能源市场(NEM)的AEMO宣布:从澳大利亚东部标准时间14:05起暂停澳洲东部的电力现货市场,采取临时价格机制出清,并对停运期间进入市场的合格发电商实行补偿。

暂停电力市场,AEMO的行为引发全球震动。

NEM的范围包括了澳大利亚的大部分地区,堪称大型电力市场建设的典范。在经历了多年的成功经营之后,NEM被誉为全世界高度成熟且自由度最高的电力市场。

澳洲电力市场为何停摆?这与能源转型的失败有何关系?在解答这些问题的过程中我们也会逐渐发现,随着可再生能源的不断发展,现行的技术、体制等一系列“软件”逐渐不再适应新的“双碳”时代。

澳大利亚用它的失败,为我们上了宝贵的一课。

谁击溃了市场?

6月12日,昆士兰州的电力现货价格七天达到135.91万澳元的累计高价门槛,根据国家电力规则,自动触发了300澳元/兆瓦时的管理价格上限。

高价格表明澳大利亚正在遭遇严重的用电紧张。当地时间6月14日,AEMO警告称,昆士兰州、维多利亚州等五州的电力可能超过最大负荷,要求发电公司提供足够的电力供应。之后就发生了6月15日的停摆。

6月22日,鉴于“市场状况明显改善”,AEMO启动了解除国家电力市场暂停的第一步。2022年6月23日凌晨4点起,AEMO将允许重新使用市场出清价格,并将继续监测所有地区的供应水平和风险。停摆正式结束。

从第一个层面来看,300澳元的价格上限是导致市场失控的直接原因。价格上限机制是在1998年创建NEM时设计的,用于管理夏季热浪等短期事件,最高价格上限已经20多年没有更新,不适用于持续发展的市场现状。

如果是往年,300澳元/兆瓦时对于发电企业来说足够覆盖燃料成本,并产生收益。但是在2022年的6月,即便是在煤炭出口国澳大利亚,这个价格依然无法刺激发电企业多发电。

澳大利亚能源委员会(AEC)首席执行官Sarah McNamara认为,最高价格上限需要在500澳元/兆瓦时左右,才能确保所有电厂都能覆盖掉自身的发电成本。

这引出了市场被击溃的第二个层面的问题:全球化市场的副作用。无论是煤炭还是天然气,澳大利亚都是世界最主要的生产国和出口国之一。2020年,澳大利亚约90%的黑煤产能和74%的天然气产量用于出口。

深度参与到全球市场的副作用就是承受国际市场的价格。进入2022年之后,受到地缘政治因素的影响,天然气和煤炭的价格都一路走高,屡创新纪录。澳大利亚本土发电企业也买不到物美价廉的本国煤,必须要和国际市场卖家竞争。

市场被击溃的第三个层面是气候问题。在连续两个月的时间里,澳大利亚整体风力不足、日照时间变短。这大大减少了可再生能源的发电量,间接导致火电燃料库存被过早消耗。再加上6月出现一股猛烈的寒流,刺激了澳大利亚用电负荷的急剧上升。供给不足+需求大涨,澳大利亚的电力市场最终走向了崩溃。

艰难的转型

要从电力市场的崩溃看到能源转型的失败,我们要先了解澳大利亚能源转型的艰难历程。

2007年上台的澳洲工党政府总理陆克文认为,作为世界人均二氧化碳排放最高的国家,澳洲有道义责任在应对气候变暖的全球努力中起引领作用。因此,陆克文政府签署了京都协议。

2012年,工党政府推出了二氧化碳排放税,开始强力推进能源转型。然而仅仅2年之后,新上台的自由党政府就废除了碳税,用“直接行动”(Direct Action)方案取代。

不难看出,党派政治、大选……这些因素对澳大利亚的能源转型有着直接的影响。

2017年,执政的自由党特恩布尔政府发布了2020年后的能源政策概要,其核心内容是以实现能源可负担、可靠性、可持续三项目标为主的国家能源保障计划(NEG)。该计划旨在通过放开能源市场、鼓励多种能源竞争以降低居民电价、保障国家电力安全、完成减排任务。根据计划,澳大利亚政府将在2019年开始实施可靠性保证,2020年实施减排保证。

但自由党内的反对派认为NEG会提高电价,坚决抵制NEG。随后自由党内部爆发了激烈的内斗,NEG成为各派争议的焦点。2018年8月20日,特恩布尔在党首竞选失败之前宣布放弃NEG中减排26%的目标。

2019年大选中,工党和自由党在2030年的减排目标上差异巨大:自由党提出到2030年减排比2005年减少26%,而工党的目标是45%,且到2050年实现零碳排放;自由党提出到2030年,可再生能源发电占比达到23.5%,工党认为应该达到50%。

此外,在对待煤电退出的态度上,自由党认为煤电具有能源保供的托底作用,而工党认为当时75%的火电机组超龄服役,面临着不可避免的退出与转型问题。

工党的激进转型政策不可避免地触犯了煤炭等化石能源行业的利益。而这些行业是澳大利亚的支柱产业,也是票仓重地。2019年的大选,工党失败。

到了2022年,工党将现政府承诺的2030年相对于2005的减排目标从26%~28%,调整到43%,并且在新能源发电问题上提出可再生能源发电比例到2030年达到82%,承诺投资200亿澳币进行电网改造,并提出设立30亿澳币基金发展氢能相关产业。

从大环境来说,打破2022年,实现碳中和已经成为全球共识。工党“从一而终”的坚持能源转型,也赢得了大量的支持。而且澳大利亚在过去几年里不断遭受森林大火、旱灾洪水等气候引发的自然灾害,民众对气候变化的态度有了转变。

最终工党获胜,澳大利亚的能源转型可能也将进入新的阶段。

看起来很美:
高比例可再生+低电价

政府政策的变化不定直接导致澳大利亚较高的燃煤发电比例。截至2020年,澳大利亚的煤炭发电在总发电量的比例中占到43%,在OECD国家中仅次于波兰。

澳大利亚历年发电量比例

但这并不意味着澳大利亚的可再生能源发电的发展水平低。实际上,澳大利亚的可再生能源发电量比例大约在25%左右,这一水平基本与欧盟相当。

原因正是澳大利亚成熟的电力市场。

根据电力市场的设计,发电机组分时段进行报价,市场的出清机制将根据报价从低到高排序,再相应出清。这意味着,报价越低,越容易获得出清。而最后的批发电价将由最后出清的机组报价来决定。

在这样的机制下,发电机组可以按照发电的边际成本进行报价。而对于可再生能源(风电光伏)来说,由于发电的边际成本几乎为0,机组可以根据发电出力预测全时段报0价格,从而保证发电出清的机会。报价为0,又不意味着最终电价为0。这要出清就能盈利,这绝对是一门绝好的生意。

澳大利亚的可再生能源发电因此蓬勃发展。从上表可以看出,1990年代一直到2010年,澳大利亚的可再生能源发电几乎没有增长。但是在2010年之后,澳大利亚的可再生能源发电比重就开始直线上升。截至2021年,澳大利亚光伏装机接近20GW,风电装机近10GW。

澳大利亚的南澳大利亚州甚至只用了14年的时间,就实现了可再生能源发电占电力需求的比例从0%到60%的巨大突破,煤电也被彻底淘汰。

越来越多的可再生能源发电曾经让澳大利亚人看起来很美。

澳大利亚曾经饱受高电价的困扰。但是随着新能源比例的越来越多,电价也开始一路走低(原因我们前面说过了)。其中,南澳大利亚州的批发电价从2017年到2021年下降了65%。

2021年,澳大利亚最大的电力公司AGL宣布拆分成new AGL(除煤电、风电等业务)和PrimeCo两家公司。这背后的一大原因就是批发电价的下滑导致煤电利润下滑,同时环保舆论下煤电资产对公司品牌不利。

如果说剥离煤电可以理解,那么为什么风电也会被剥离?

脆弱的系统

在电力系统中接入了高比例可再生能源,进而催生了低电价之后,新的问题也出来了。

新能源发电的边际成本为0,不代表新能源发电的综合成本也是0。新能源需要在20~30年寿命内收回投资成本,并且实现盈利。这才是投资新能源的基础。

但是批发电价不断降低之后,这可能会成为一种奢望。不同于火电机组可以在辅助服务市场收回成本,发电波动且不可预测的新能源发电几乎只能参与电能量市场,没有其他电力市场的收入。

出售绿证曾是新能源项目的另一大主要收入来源。但是随着海量新能源涌入市场,澳大利亚绿证价格从2016年时的A$90/MWh,一下变成A$20以下,与当时投资测算价格出现巨大偏差,导致新能源资产价值严重缩水。

不仅如此,可再生能源比例的提高也增加了电网的平衡成本。这些成本需要用户或者新能源发电来成本。收入减少了不说,还要额外付出一部分成本。新能源资产的价值出现了下滑的趋势。

而今年6月NEM的停摆则彻底把绿色能源转型带来的不稳定问题摆到了台面上。事实上,尽管这是NEM的首次停摆,但是在可再生能源发电蓬勃发展之后,澳大利亚经历了多次大范围停电事故。除了因自然灾害导致的电力事故外,电力供需不足、电力系统不稳定等因素是多次事故的主要原因。

在现行市场机制下,新能源发电依靠着绝对的成本优势将火电机组逐渐挤出了电力系统。在竞争和碳约束的双重压力之下,煤电无力与可再生能源直接竞争。而我们同时也不难发现,天然气发电在澳大利亚的电力系统中比例逐渐增加。比煤炭更清洁、比新能源更可靠,天然气发电也许会成为煤电推出之后稳定澳大利亚电力系统的“定海神针”。

不过作为化石能源的天然气发电在未来可能也难逃隐退的命运,到时谁来成为电网安全的最后保险呢?澳大利亚国内正就这个问题进行着激烈的讨论。

“让火电机组成为备用,每年偶尔启动几次,在经济上是不可行的。”曾经的清洁能源委员会和澳大利亚能源委员会成员沃伦表示。

澳联邦政府能源安全委员会提出了一项建立容量市场的建议,以解决意外和突然的容量短缺问题。但“是否应该补贴化石能源”、“容量补贴机制如何建立”……这些争论依然还在困扰着澳大利亚。

对于正在进行电力市场改革和推进“双碳”的中国来说,澳大利亚的经验教训有着重要意义。原本成熟、有效的市场机制在高比例可再生能源的情况下开始失效。没有经验参考的中国电力改革,需要更多自己摸着石头过河,同时避开已经被别国踩到的雷。

而对于澳大利亚来说,它们的失败更多的是败给了未知与变化。

 
 
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