近日Energy Brainpool 发布了2050欧洲能源展望——电价走势分析报告,报告展示了欧洲各国电价的发展趋势,报告不仅从供给方和需求方这两方面进行了分析,还分析了可再生能源直接参与市场交易的价格、交易量以及可以获得的利润。

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欧洲电力市场正处于不断的变革中。为了能对未来电力市场发展、相关资产、合同、投资决策或者新的商业模式有大致的判断,就必须清楚的了解未来电价的走势。2050欧洲能源展望报告展示了欧盟28*国至2050年的平均电价发展趋势,其中个别国家的电价变化会非常剧烈。为了能更准确的对市场进行评估,需要对单独每个国家的电力市场建立牢固的模型,此外还需要找到相关的影响因子并做相关的敏感性分析。

1.供给侧:欧盟28*国发电装机容量

图一:欧盟28*国各国一次能源发电装机容量,来源:Energy Brainpool

未来欧洲发电将主要由可再生能源组成,特别是风能、光伏以及水力发电。这其中又属风力发电发展最为迅速,预计到2050年风力发电装机容量将达到欧洲总发电装机容量的30%。而可调控的传统能源发电机组方面则主要是新建燃气电厂。在2050年核电及燃煤发电厂的装机容量将缩减至总发电装机容量的10%。总体来看,未来传统能源发电厂的装机容量占比将从50%缩减至30%,而其余大部分将由可再生能源所取代,这也将导致未来电价很可能出现大幅的波动。

2.需求侧:各一次能源供应占比

图二:欧盟28*国各一次能源发电量,来源:Energy Brainpool

鉴于供热及交通领域不断的电气化,预测至2050年欧洲整体的用电需求将会上升18%。相较于燃煤发电量不断萎缩,燃气电厂发电量将上升近2倍。到2050年不可调控的可再生能源发电占比将上升至36%,而传统能源发电站发电量将缩减至44%,剩下电力需求的则是由可调控的可再生能源来满足,例如生物质发电。

3.各化石能源及碳证的价格走势

图三:各化石能源及碳证的价格走势,来源:Energy Brainpool根据World Energy Outlook 2016测算得出

基于目前期货市场的价格我们能推测出明年至2020年的价格走势。2020年至2050年的价格走势则是根据IEA世界能源展望中450ppm的情景分析得到的,也就是假定可以实现将气温升高控制在2摄氏度以下的目标。在这种情况下碳证的价格会急速飙升,这也就使得那些二氧化碳排放集中型电厂越来越难以在市场中生存。最后一方面由于市场对化石能源的需求变得越来越少,另一方面由于碳证的价格又居高不下,因此天然气、石油以及煤炭的价格在此后将保持在一个相对稳定的状态。

4.欧盟28*国年度期货电价走势预测

图四:欧盟28*国年度基础负荷价格预测以及可能变化的幅度,来源:Energy Brainpool

由于一次能源在期货市场上价格相对较低,因此至2020年欧盟28*国的平均电价(非加权平均值)将会维持在一个较低的水平。2020年至2030年间,由于一次能源及碳证价格上升导致电价也呈现上升趋势。从2040年开始,虽然一次能源及碳证价格还在上升,但是电价却有所下降,这其中的主要原因是风能和太阳能上网发电量在不断提高,这将导致现货市场电价下降甚至出现负电价。当然各国实际的电价走势可能跟整体的预测产生较大偏差。图中就展示了各国电价相较于平均水平可能会产生的浮动,为了能更准确的分析,必须建立合适的市场分析模型以及找出会对市场价格产生影响的因素。

5.欧盟28*国风力发电直接参与市场的交易价格及交易量

图五:欧盟28*国风力发电直接参与市场的交易价格及交易电量,来源:Energy Brainpool

风力发电直接参与市场的交易价格是通过各国现货市场的加权平均价格计算得出的,需要指出的是这里只考虑了电价为正的情况。风力发电的市场交易价格将会持续上升,至2040年虽然风力发电的装机容量在不断增多,但是由于存在一定的蚕食效应电价仍会维持在一个较高的水平。欧盟整体而言市场交易电量会有所下降,而个别国家则会出现明显下降。因为风力发电厂只需要在电价极高的那几个小时内发电就足以产生收益了。

Energy Brainpool在白皮书中就“不可调控的可再生能源从电力市场可获得的收入评估”做出了另外的市场价格指数。这个价格指数相比于之前的指数更能准确的描述可再生能源发电设备实际可以从市场上获得的收益。

图六:欧盟28*国太阳能发电直接参与市场的交易价格及交易量,来源:Energy Brainpool

同样通过计算现货市场太阳能发电交易电价加权平均值可以得到欧盟太阳能发电市场平均交易价格的走势图,当然也只考虑了正电价的情况。同风力发电一样,太阳能发电的市场交易价格将会逐步上升至2040年,然后维持在一个稳定的高度,但是价格会低于风力发电。之所以会这样是因为太阳能发电有明显的同时性,也就是当太阳能非常充足的时候通常市场交易电价相对较低,因此导致太阳能直接参与市场交易的交易电价也相对较低。在市场交易电量方面,欧盟平均水平将有些许下降,而部分国家则可能出现大幅度的下降。

7.风力发电及太阳能发电平均市场收益(欧元/kW

图七:欧盟28*国风力及太阳能发电参与直接交易的平均收益,来源:Energy Brainpool

与直接参与市场交易的市场价格不同,直接参与市场交易的收益与装机容量相关。直接交易收益指数展示了风力及太阳能发电在没有获得额外补贴的情况下(只参与市场交易)每千瓦装机容量可以获得的市场收益。而发电厂的平均发电利用小时数、直接参与市场的交易价格和交易量都会影响这个特征参数。(更详细的资料请参阅:白皮书“不可调控的可再生能源从电力市场可获得的收入评估”)

比较每千瓦装机容量可获得的直接市场交易收益,太阳能发电站相比风力发电站的收益更少,这主要是因为风力发电站的满负荷发电利用小时数更高。整体而言,由于从2050年电力批发市场价格将处于高位,因此可再生能源发电站将能取得相对较高的收益。

8.欧盟28*国极端电价

图八:欧盟28*国出现极端正电价和负电价的次数,来源:Energy Brainpool

由于可再生能源发电装机容量占比越来越高,这将导致电价的波动幅度也会越来越大,电力交易中心则可能会出现极高或极低的交易电价。这里我们定义低于或等于0欧元/MWh的电价和高于100欧元/MWh的电价为极端电价。而由于出现极端电价的比例增高,这将给一些新的技术和市场参与者机会,例如储能系统。根据预测的结果,可以看到从2026年开始欧洲电力市场出现极端电价的时候将会越来越频繁。

9.电动汽车发展趋势

图九:欧盟28*国对电动汽车的需求,来源:Energy Brainpool

欧洲及各国减排的目标是否可以实现在很大程度上取决于未来电动汽车的发展。如果想要通过电动汽车技术实现交通领域的脱碳化,这势必将导致电力需求的急速上升。如果到2050年欧盟28国私家车全部转变为电动汽车,那么因此将增加830TWh/年的电力需求。而此前的分析结果都还没有考虑电动汽车发展对此造成的影响。

*欧盟28国包括挪威语瑞士