中國儲能網(wǎng)訊：近日，德國電價問題成為媒體熱議的焦點，各類夸張標題層出不窮：“德國電價飆升！”“德國能源危機再度來襲！”“多國怒批德國能源轉型！”德國能源轉型的核心目標是推動新能源的廣泛應用，而新能源的一大特點便是高度依賴天氣條件。在“風光稀缺期”，風電和光伏發(fā)電往往會出現(xiàn)短缺。這種現(xiàn)象本屬常識，其對現(xiàn)貨市場電價的影響通常也較為短暫。事實上，德國幾乎每年都會經(jīng)歷幾天這樣的天氣，類似的情況在12月初也曾發(fā)生。盡管“風光稀缺期”并非罕見現(xiàn)象，但此次事件的電價飆升程度和市場反應卻顯得尤為突出。這背后隱藏著哪些不易察覺的因素？本文將用德國網(wǎng)絡監(jiān)管局公布的現(xiàn)貨市場數(shù)據(jù)深入分析電價上漲的深層次原因。
事件
2024年12月11~13日，德國連續(xù)經(jīng)歷了被稱為“風光稀缺期”的特殊時期。從圖1可以看出，藍色代表的風電幾乎消失，黃色的光伏發(fā)電因季節(jié)性因素明顯不足。火電尤其是淺灰色的燃氣發(fā)電，維持在高位運行；灰藍色的抽水蓄能電站已滿負荷出力，同時德國還大量進口來自周邊國家的電力。12日下午17時至18時，電力現(xiàn)貨市場的平均價格飆升至936歐元，約為平時的10倍。13日，隨著深藍色的風電逐漸恢復，現(xiàn)貨電價回歸正常水平。
德國能源轉型智庫的數(shù)據(jù)顯示，當時約1/3的火電廠未參與市場，啟動速度較快的燃氣電廠中，竟有近一半處于停運狀態(tài)，未進行發(fā)電。這一現(xiàn)象引起了德國聯(lián)邦網(wǎng)絡監(jiān)管局的關注，甚至懷疑市場中存在價格操縱行為，并表示將展開調查。
這種短缺讓所有持有浮動電價合同的用戶都感受到了錢包的壓力。這類合同中，每千瓦時電力的價格如同潮水般隨著市場波動起伏。平時，這種方式對大多數(shù)客戶來說是劃算的。但在這兩天，如果缺少自有發(fā)電或儲能資源，代價格外高昂。相比之下，居民電價大多基于年度合同，因此幾乎未受影響。
一些媒體常常聚焦現(xiàn)貨市場，尤其是對某一時刻的最高電價發(fā)出驚呼。然而，從圖2可以看出，如果以每日平均電價來看，整體價格漲幅其實相對有限，且很快恢復了正常水平。
事實上，12月4日同樣經(jīng)歷過一次“風光稀缺期”（見圖3），但當時并未出現(xiàn)過度的電價飆升。盡管新能源存在波動性，但其預測誤差通常都在5%以內。前后兩次電力短缺的預測（圖3中的虛線部分）差異并不明顯，僅將高額電價歸因于“風光稀缺期”，在邏輯上難以成立。
仔細比較發(fā)電的預測與實際情況，可以發(fā)現(xiàn)，兩次同樣的“風光稀缺期”在電價上存在顯著差異。11日的電價雖較4日明顯偏高，但尚屬正常波動范圍；而12日的價格卻出現(xiàn)了異常飆升。這一反?，F(xiàn)象表明，電價大幅上漲的原因可能不僅僅是“風光稀缺”，還涉及其他更深層次的市場因素。
對比前后三天“風光稀缺”時期德國電力進出口情況可以發(fā)現(xiàn)，由于德國電價在歐洲處于最高水平，周邊國家普遍選擇以最大出力的方式向德國出口電力，以獲取高額利潤。
只有荷蘭（橘黃色標識柱）和丹麥（紫色標識柱）例外，這兩個國家仍在從德國進口電力，以滿足各自電網(wǎng)調度的需求（見圖4）。此外，當時并未啟動戰(zhàn)略備用電廠，這表明電力系統(tǒng)安全未受到威脅，供應仍在可控范圍內，換句話說，未出現(xiàn)嚴重的供需失衡。因此，當時電價高企的原因，很可能是火電廠的響應速度未能及時跟上需求變化。
從前后兩次“風光稀缺期”來看，未出現(xiàn)明顯的預測失誤。短暫啟動更多的燃氣電廠在經(jīng)濟上并不劃算。此外，前一次“風光稀缺期”剛剛安全度過，交易公司或許認為電池可以解決火電廠響應速度慢的問題。
長期以來，交易公司一直通過價格趨勢跟蹤來優(yōu)化電池的使用：在電價上升趨勢中放電，在電價下降趨勢中充電。然而，由于當時市場上集中式電池的總容量不足2吉瓦，約有1吉瓦的缺口，未能完全彌補火電廠響應速度慢的問題，導致因擔心現(xiàn)貨供應不足而出現(xiàn)過分反應。
一般來說，如果一陣強風為系統(tǒng)帶來額外3吉瓦電力，電價可能會迅速降至250歐元。而在相反情況下，如果電力供應短缺3吉瓦，電價可能飆升至2000歐元，幾乎是上周價格的兩倍。這種劇烈的價格波動凸顯了電池儲能在市場平衡中的關鍵作用，同時也反映出當前電力系統(tǒng)在靈活性資源配置上的不足。
影響
瑞典和挪威一直是德國在電力短缺時期的重要援助國家。然而，由于市場價格耦合，這兩個國家的現(xiàn)貨電價也隨之上升，引發(fā)了一些政治家的不滿，認為這是德國棄核政策導致的失誤。這種觀點反映出這些政治家對市場機制缺乏足夠的了解。實際上，通過向德國高價出口電力，這兩個國家的電力交易公司獲得的收益遠遠超過了本國電價上漲所帶來的成本，相當于間接降低了本國的整體電費水平。此外，即使德國沒有過早棄核，也無法解決當時現(xiàn)貨市場的燃眉之急，因為核電通常參與的是長期市場，而非短期交易市場。
在德國，有一家鋼廠在現(xiàn)貨市場高額電價的影響下被迫停產(chǎn)了兩天。這一現(xiàn)象揭示了兩個關鍵問題：首先，這家鋼廠顯然參與了現(xiàn)貨市場交易，這意味著在“風光稀缺期”之外，它很可能從較低的市場電價中受益。其次，該鋼廠既沒有像其他鋼廠或化工企業(yè)那樣擁有自備電廠，也沒有簽訂包含靈活性資源的直供合同。因此，這種情況應被視為一個特例，而非普遍現(xiàn)象。
此外，德國的大部分居民用戶與當?shù)仉娏竞炇鹆碎L期供電合同，這使他們免受現(xiàn)貨市場電價劇烈波動帶來的直接影響。德國現(xiàn)貨市場的交易量僅占電力交易總量的25%左右，其余大部分通過長期合同完成，從而有效保障了電力供應的價格穩(wěn)定性。事實上，電力交易的核心在于風險管理，通過不同期限的合同組合來平衡價格波動帶來的不確定性，確保供應方和需求方都能在市場中保持穩(wěn)定的運營。這種機制不僅有助于安全度過可能出現(xiàn)的能源危機，也特別適合高比例新能源市場的特性。因此，越來越多的企業(yè)和電力消費者選擇簽署長期電力供應協(xié)議（PPA），以鎖定電價，降低市場波動帶來的風險。
經(jīng)驗教訓
目前，德國家庭光伏電池的總容量已達到11吉瓦，但尚未參與市場調用。這是因為這些電池大多作為光伏儲能系統(tǒng)安裝在居民家的地下室中。然而要參與電力市場交易，這些系統(tǒng)必須配備可控的智能電表，但目前德國不到1%的家庭安裝了這樣的設備。在這一領域，德國堪稱歐洲的“落后生”，而大多數(shù)鄰國的智能電表覆蓋率已接近100%。
從2025年1月起，德國的電網(wǎng)將被正式要求開始為配備光伏和電池的家庭安裝智能電表，允許家庭儲能系統(tǒng)參與現(xiàn)貨市場交易。理論上，如果政府能夠更早出臺完善的政策法規(guī)，家庭儲能電池（包括電動車儲能）作為靈活性資源，將在“風光稀缺”時期發(fā)揮顯著作用，有效緩解高額電價問題。
然而，這一模式也伴隨著顯著的市場風險。目前，長期電力合同由電力公司承擔市場波動的風險，而家庭直接參與現(xiàn)貨市場交易則需自行承擔電價波動帶來的不確定性。如果政府能夠在能源危機時期為家庭參與現(xiàn)貨市場提供風險擔保或建立其他保障機制，那么大部分家庭儲能電池將會更積極地參與現(xiàn)貨市場交易，從而為電網(wǎng)穩(wěn)定和電價調節(jié)貢獻更多的靈活性資源。
未來
根據(jù)德國聯(lián)邦網(wǎng)絡監(jiān)管局的數(shù)據(jù)，截至2024年12月12日，德國全年（共8760小時）只有41小時的電價過高，其他主要鄰國的情況也大致相同。經(jīng)驗已經(jīng)證明，增加火電或啟動燃氣電廠都無法有效解決由“風光稀缺”引發(fā)的電價暴漲問題。
德國的抽水蓄能發(fā)展受限于地理選址，而電池儲能電站的建設成本已經(jīng)與抽水蓄能相當，因此電池投資備受青睞。特別是建在退役電廠地點的電池項目，由于不受輸電容量限制，更具吸引力。目前德國正在加大對集中式電池電廠的投資，這些項目的商業(yè)模式主要面向現(xiàn)貨市場。根據(jù)德國電網(wǎng)公司的信息，計劃投入的集中式電池儲能系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足現(xiàn)貨市場的需求，因此，未來因“風光稀缺”引發(fā)的電價暴漲現(xiàn)象有望逐步減少。
總而言之，以風電和光伏為主的能源轉型有其獨特規(guī)律，應優(yōu)先選擇最經(jīng)濟的解決方案，充分發(fā)揮市場的調節(jié)作用。目前，德國正值政府換屆，新政府將對能源轉型政策進行調整，尋求更加經(jīng)濟高效的路徑，以解決電費過高的問題。例如，通過碳價收入將電稅減半，采用類似阿里“支付寶”的商業(yè)模式，將電網(wǎng)費用減半。
然而，“風光稀缺”持續(xù)時間長短不一，電池儲能只能應對短期的電力短缺問題，若“風光稀缺”持續(xù)數(shù)天以上，則需要依賴儲氫或氨、甲醇、甲烷等氫的衍生物來保障能源供應的持續(xù)穩(wěn)定。
未來，德國的能源轉型需要在市場機制、儲能技術、靈活性資源管理等方面持續(xù)優(yōu)化，以確保在可再生能源占比不斷提升的背景下，電力供應的安全性和經(jīng)濟性都能得到有效保障。
