负电价现象的原因、影响与启示

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负电价现象的原因、影响与启示

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电力现货市场中频繁出现负电价现象。电价的背后体现着电力供需关系，负电价出现的原因主要是在特定时段电力系统中，供远大于求。未来，在新能源占比快速提高的情况下，这个问题可能会越来越频繁地出现。本文针对“负电价”的疑问，将负电价出现的原因，以及可能的解决路径尽可能简单明了地呈现给大众。

“用一度电反赚8分钱，山东为何出现负电价？”，2023年五一期间，这条新闻刷屏各大媒体平台。山东电力交易中心数据显示，“五一”假期间，山东电力现货市场实时交易电价波动剧烈，其中，从5月1日20时至5月2日17时，连续实时现货交易负电价时段长达22个小时，刷新了国内电力现货市场负电价持续时间纪录。这也使得5月1日全天山东实时现货交易电价均价成为负数，为-13.02元/兆瓦时。其实，五一期间的负电价现象也并不是首次。2019年12月11日13时，山东电力日前市场出清价格为-40元/兆瓦时，是我国首次出现负电价[1]。

负电价出现的原因

负电价出现的本质原因在于：当前大比例风光等新能源接入电网，在特定时段，电力的短时供需不平衡（供远大于求），此时电网侧、电源侧的技术手段调节能力不足的情况下，电网调用市场化的经济调节手段，从而释出的负价格信号[2]。下面具体从三个角度进一步分析该原因：

供需不平衡（供大于求）

电力区别于其他商品的最显著的特点为难以储存，需要实时平衡。在“双碳”背景下，以风电和光伏为主的新能源发电快速增长。至2030年，我国规划的电源总装机中，风光新能源的比例将超过一半。而风电、光伏为代表的新能源发电波动性大，且与用户用电不匹配，因此在新能源发电高峰的中午、夜间等时段常出现电力供给大于需求的情况，从而导致负电价现象的发生。

负电价最早出现在德国，旨在促进新能源消纳，减少弃风弃光[3]。发电企业以负电价卖电，促使电力用户消纳多余的电量。近年来我国风电及利用率如图3所示，新能源消纳整体处于较高水平。而随着新能源装机投产不断增多，未来新能源占比较高的新型电力系统中，新能源消纳压力较大，负电价发生的概率较高。尤其是在局部风光占比过高的区域，该供求不平衡的矛盾还会更加突出。

图2 2030年我国规划电源装机比例
（资料来源：国家能源局）

图3 2019-2022.09全国风电利用率逐月变化情况
（图源：全国新能源消纳监测预警中心）

图4 2019-2022.09全国光伏利用率逐月变化情况
（图源：全国新能源消纳监测预警中心）

技术调节能力有限

供需不平衡情况下，由于调节能力有限，难以快速改变供需关系，因而产生负电价。

一方面，对于发电侧，新能源机组的出力主要由自然条件决定，常规机组的调节能力又较为有限。常规机组中的煤电具有较大的启停与上下调出力成本，而核电基本不具备出力条件的经济性基础。因此，在大比例新能源输入的新型电力系统的环境下，发电企业自身调节能力较为有限，为了避免调节出力带来的高昂损失，采取认罚的策略保证继续发电的权利（即向电网缴纳罚金）。

另一方面，对于需求侧，用户在缺乏激励时一般不会改变用电习惯，需求侧响应机制有待落实。

市场机制

现货市场交易机制中，引入负电价的主要目的是通过市场化手段使得电力价格更准确地体现供求关系，从而促进新能源消纳。

另外，负电价的出现也可能源自在电能市场之外的其他市场中的利益驱动。发电企业除了参加能量市场，还可以在辅助服务市场、发电权交易市场等中获取收益，因此综合考虑各类电力市场，有可能出现在电能现货市场中报负电价的报价策略[4]。

负电价产生的影响

负电价的出现具有积极与消极两方面影响。

首先，积极意义有：（1）通过电价信号引导用户主动调节用电行为，利用需求侧资源响应缓解电力平衡压力，促进新能源消纳；（2）促进发电机组提高灵活性能力建设，加速不具备灵活性调节能力、不适应新型电力系统的老旧机组退出市场；（3）积极利用市场机制解决不平衡问题，短期方面减小电网调度，长期方面减小国家在电网基础设施上的建设压力，从总体上提高电力系统和整个社会层面的运行效率。

同时，也存在消极影响：（1）电价波动大，发电企业可能在正电价时段报高价以弥补负电价时段的损失，且可能存在人为操纵等行为导致电价扭曲；（2）可能会影响光伏发展，由于光伏发电具有较强的间歇性与周期性，正午大发正值负荷较低负电价频发的时段，经济性下降。