文 | 魏然
6月15日,負責運營澳大利亞國家能源市場(NEM)的AEMO宣布:從澳大利亞東部標準時間14:05起暫停澳洲東部的電力現貨市場,采取臨時價格機制出清,并對停運期間進入市場的合格發電商實行補償。
暫停電力市場,AEMO的行為引發全球震動。
NEM的范圍包括了澳大利亞的大部分地區,堪稱大型電力市場建設的典范。在經歷了多年的成功經營之后,NEM被譽為全世界高度成熟且自由度最高的電力市場。
澳洲電力市場為何停擺?這與能源轉型的失敗有何關系?在解答這些問題的過程中我們也會逐漸發現,隨著可再生能源的不斷發展,現行的技術、體制等一系列“軟件”逐漸不再適應新的“雙碳”時代。
澳大利亞用它的失敗,為我們上了寶貴的一課。
誰擊潰了市場?
6月12日,昆士蘭州的電力現貨價格七天達到135.91萬澳元的累計高價門檻,根據國家電力規則,自動觸發了300澳元/兆瓦時的管理價格上限。
高價格表明澳大利亞正在遭遇嚴重的用電緊張。當地時間6月14日,AEMO警告稱,昆士蘭州、維多利亞州等五州的電力可能超過最大負荷,要求發電公司提供足夠的電力供應。之后就發生了6月15日的停擺。
6月22日,鑒于“市場狀況明顯改善”,AEMO啟動了解除國家電力市場暫停的第一步。2022年6月23日凌晨4點起,AEMO將允許重新使用市場出清價格,并將繼續監測所有地區的供應水平和風險。停擺正式結束。
從第一個層面來看,300澳元的價格上限是導致市場失控的直接原因。價格上限機制是在1998年創建NEM時設計的,用于管理夏季熱浪等短期事件,最高價格上限已經20多年沒有更新,不適用于持續發展的市場現狀。
如果是往年,300澳元/兆瓦時對于發電企業來說足夠覆蓋燃料成本,并產生收益。但是在2022年的6月,即便是在煤炭出口國澳大利亞,這個價格依然無法刺激發電企業多發電。
澳大利亞能源委員會(AEC)首席執行官Sarah McNamara認為,最高價格上限需要在500澳元/兆瓦時左右,才能確保所有電廠都能覆蓋掉自身的發電成本。
這引出了市場被擊潰的第二個層面的問題:全球化市場的副作用。無論是煤炭還是天然氣,澳大利亞都是世界最主要的生產國和出口國之一。2020年,澳大利亞約90%的黑煤產能和74%的天然氣產量用于出口。
深度參與到全球市場的副作用就是承受國際市場的價格。進入2022年之后,受到地緣政治因素的影響,天然氣和煤炭的價格都一路走高,屢創新紀錄。澳大利亞本土發電企業也買不到物美價廉的本國煤,必須要和國際市場賣家競爭。
市場被擊潰的第三個層面是氣候問題。在連續兩個月的時間里,澳大利亞整體風力不足、日照時間變短。這大大減少了可再生能源的發電量,間接導致火電燃料庫存被過早消耗。再加上6月出現一股猛烈的寒流,刺激了澳大利亞用電負荷的急劇上升。供給不足+需求大漲,澳大利亞的電力市場最終走向了崩潰。
艱難的轉型
要從電力市場的崩潰看到能源轉型的失敗,我們要先了解澳大利亞能源轉型的艱難歷程。
2007年上臺的澳洲工黨政府總理陸克文認為,作為世界人均二氧化碳排放最高的國家,澳洲有道義責任在應對氣候變暖的全球努力中起引領作用。因此,陸克文政府簽署了京都協議。
2012年,工黨政府推出了二氧化碳排放稅,開始強力推進能源轉型。然而僅僅2年之后,新上臺的自由黨政府就廢除了碳稅,用“直接行動”(Direct Action)方案取代。
不難看出,黨派政治、大選……這些因素對澳大利亞的能源轉型有著直接的影響。
2017年,執政的自由黨特恩布爾政府發布了2020年后的能源政策概要,其核心內容是以實現能源可負擔、可靠性、可持續三項目標為主的國家能源保障計劃(NEG)。該計劃旨在通過放開能源市場、鼓勵多種能源競爭以降低居民電價、保障國家電力安全、完成減排任務。根據計劃,澳大利亞政府將在2019年開始實施可靠性保證,2020年實施減排保證。
但自由黨內的反對派認為NEG會提高電價,堅決抵制NEG。隨后自由黨內部爆發了激烈的內斗,NEG成為各派爭議的焦點。2018年8月20日,特恩布爾在黨首競選失敗之前宣布放棄NEG中減排26%的目標。
2019年大選中,工黨和自由黨在2030年的減排目標上差異巨大:自由黨提出到2030年減排比2005年減少26%,而工黨的目標是45%,且到2050年實現零碳排放;自由黨提出到2030年,可再生能源發電占比達到23.5%,工黨認為應該達到50%。
此外,在對待煤電退出的態度上,自由黨認為煤電具有能源保供的托底作用,而工黨認為當時75%的火電機組超齡服役,面臨著不可避免的退出與轉型問題。
工黨的激進轉型政策不可避免地觸犯了煤炭等化石能源行業的利益。而這些行業是澳大利亞的支柱產業,也是票倉重地。2019年的大選,工黨失敗。
到了2022年,工黨將現政府承諾的2030年相對于2005的減排目標從26%~28%,調整到43%,并且在新能源發電問題上提出可再生能源發電比例到2030年達到82%,承諾投資200億澳幣進行電網改造,并提出設立30億澳幣基金發展氫能相關產業。
從大環境來說,打破2022年,實現碳中和已經成為全球共識。工黨“從一而終”的堅持能源轉型,也贏得了大量的支持。而且澳大利亞在過去幾年里不斷遭受森林大火、旱災洪水等氣候引發的自然災害,民眾對氣候變化的態度有了轉變。
最終工黨獲勝,澳大利亞的能源轉型可能也將進入新的階段。
看起來很美:
高比例可再生+低電價
政府政策的變化不定直接導致澳大利亞較高的燃煤發電比例。截至2020年,澳大利亞的煤炭發電在總發電量的比例中占到43%,在OECD國家中僅次于波蘭。
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澳大利亞歷年發電量比例
但這并不意味著澳大利亞的可再生能源發電的發展水平低。實際上,澳大利亞的可再生能源發電量比例大約在25%左右,這一水平基本與歐盟相當。
原因正是澳大利亞成熟的電力市場。
根據電力市場的設計,發電機組分時段進行報價,市場的出清機制將根據報價從低到高排序,再相應出清。這意味著,報價越低,越容易獲得出清。而最后的批發電價將由最后出清的機組報價來決定。
在這樣的機制下,發電機組可以按照發電的邊際成本進行報價。而對于可再生能源(風電光伏)來說,由于發電的邊際成本幾乎為0,機組可以根據發電出力預測全時段報0價格,從而保證發電出清的機會。報價為0,又不意味著最終電價為0。這要出清就能盈利,這絕對是一門絕好的生意。
澳大利亞的可再生能源發電因此蓬勃發展。從上表可以看出,1990年代一直到2010年,澳大利亞的可再生能源發電幾乎沒有增長。但是在2010年之后,澳大利亞的可再生能源發電比重就開始直線上升。截至2021年,澳大利亞光伏裝機接近20GW,風電裝機近10GW。
澳大利亞的南澳大利亞州甚至只用了14年的時間,就實現了可再生能源發電占電力需求的比例從0%到60%的巨大突破,煤電也被徹底淘汰。
越來越多的可再生能源發電曾經讓澳大利亞人看起來很美。
澳大利亞曾經飽受高電價的困擾。但是隨著新能源比例的越來越多,電價也開始一路走低(原因我們前面說過了)。其中,南澳大利亞州的批發電價從2017年到2021年下降了65%。
2021年,澳大利亞最大的電力公司AGL宣布拆分成new AGL(除煤電、風電等業務)和PrimeCo兩家公司。這背后的一大原因就是批發電價的下滑導致煤電利潤下滑,同時環保輿論下煤電資產對公司品牌不利。
如果說剝離煤電可以理解,那么為什么風電也會被剝離?
脆弱的系統
在電力系統中接入了高比例可再生能源,進而催生了低電價之后,新的問題也出來了。
新能源發電的邊際成本為0,不代表新能源發電的綜合成本也是0。新能源需要在20~30年壽命內收回投資成本,并且實現盈利。這才是投資新能源的基礎。
但是批發電價不斷降低之后,這可能會成為一種奢望。不同于火電機組可以在輔助服務市場收回成本,發電波動且不可預測的新能源發電幾乎只能參與電能量市場,沒有其他電力市場的收入。
出售綠證曾是新能源項目的另一大主要收入來源。但是隨著海量新能源涌入市場,澳大利亞綠證價格從2016年時的A$90/MWh,一下變成A$20以下,與當時投資測算價格出現巨大偏差,導致新能源資產價值嚴重縮水。
不僅如此,可再生能源比例的提高也增加了電網的平衡成本。這些成本需要用戶或者新能源發電來成本。收入減少了不說,還要額外付出一部分成本。新能源資產的價值出現了下滑的趨勢。
而今年6月NEM的停擺則徹底把綠色能源轉型帶來的不穩定問題擺到了臺面上。事實上,盡管這是NEM的首次停擺,但是在可再生能源發電蓬勃發展之后,澳大利亞經歷了多次大范圍停電事故。除了因自然災害導致的電力事故外,電力供需不足、電力系統不穩定等因素是多次事故的主要原因。
在現行市場機制下,新能源發電依靠著絕對的成本優勢將火電機組逐漸擠出了電力系統。在競爭和碳約束的雙重壓力之下,煤電無力與可再生能源直接競爭。而我們同時也不難發現,天然氣發電在澳大利亞的電力系統中比例逐漸增加。比煤炭更清潔、比新能源更可靠,天然氣發電也許會成為煤電推出之后穩定澳大利亞電力系統的“定海神針”。
不過作為化石能源的天然氣發電在未來可能也難逃隱退的命運,到時誰來成為電網安全的最后保險呢?澳大利亞國內正就這個問題進行著激烈的討論。
“讓火電機組成為備用,每年偶爾啟動幾次,在經濟上是不可行的。”曾經的清潔能源委員會和澳大利亞能源委員會成員沃倫表示。
澳聯邦政府能源安全委員會提出了一項建立容量市場的建議,以解決意外和突然的容量短缺問題。但“是否應該補貼化石能源”、“容量補貼機制如何建立”……這些爭論依然還在困擾著澳大利亞。
對于正在進行電力市場改革和推進“雙碳”的中國來說,澳大利亞的經驗教訓有著重要意義。原本成熟、有效的市場機制在高比例可再生能源的情況下開始失效。沒有經驗參考的中國電力改革,需要更多自己摸著石頭過河,同時避開已經被別國踩到的雷。
而對于澳大利亞來說,它們的失敗更多的是敗給了未知與變化。








