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風能 專題分析

德國負電價趨勢對風場收益有何影響? 淺談再生能源發電補貼抑制條款

June 3, 2020 Wind Infolink

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整體趨勢

自2008年歐洲電力交易所EPEX SPOT導入日前(Day-ahead)市場負價格以來,負電價事件發生的頻率有逐漸增加的趨勢。舉例而言,德國在去(2019)年,日前市場有39天共211小時出現負電價,平均成交價落在每兆瓦-17.27歐元(折合新台幣約每度電-0.59元),相較前(2018)年出現134小時負電價,平均成交價每兆瓦-13.73歐元(折合新台幣約每度電-0.48元);即日(Intraday)市場則有44天共241小時出現負價格的現象。市場因供過於求而出現負價格訊號,再生能源發電占比逐年提升為其一但非絕對影響因素。以下就德國近日負電價情形進行討論。

德國負電價情形

為防制新冠肺炎疫情擴散,德國政府自3月22日發布限制措施,嚴格限制戶外自由行動和暫停非必要商業經營活動,進而使得電力需求大幅減少。觀察德國自限制措施發布迄今,德國電力消費相較去(2019)年同期下降7~15%,此使得歐洲電力現貨市場整體四月份價格呈現六年以來新低,EPEX SPOT DE價格落在每兆瓦30歐元以下。而負電價發生的頻率似乎受疫情影響而有增加趨勢,單就2020年Q1,就已經有128小時出現負電價,單就四月份也有37小時。

負電價如何影響德國再生能源電廠收益

在德國,再生能源法(Erneuerbare Energien Gesetz, EEG)保障了再生能源電力併網優先權,此使得再生能源電力供應商只要能在批發市場得標並依排程供電,便能依法獲得發電收益。德國的再生能源發電補貼係依據「市場溢價 (Market Premium)」機制,隨電力批發市場價格浮動,由系統營運商支付市場價值與參考價值之間的差額補貼。不過,德國早在2014年的修法(EEG 2014),即針對負電價情形標明但書,當日前市場價格達連續六個小時以上為負價格時,則在此連續負價格區間不予支付補貼。2017年再生能源法( EEG 2017 )第51條仍保留這條規則(2016/1/1以後新建電廠適用),俗稱“6-hour rule”。

6-hour rule如何影響德國風場收益

從法規設計觀點,6-hour rule旨在反應電力市場供給過剩時的狀況,畢竟電力生產過剩意謂著當下需求已被滿足,理論上不應將補貼用在不需要的過剩電力上。這樣的補貼抑制機制,也是迫使再生能源電力供應商應對市場價格訊號有所因應。然而,市場會出現負價格,部分原因也出自傳統發電機組缺乏啟停靈活性的問題,使得機組暫時關閉再重新啟動的成本損失,比起以負價格拋售電力來維持機組運轉要高出許多。因此,同為自由市場競爭者的風電供應商,必須在競價的惡性循環下,承擔 6-hour rule 的獲利損失。英國能源研調機構 Aurora Energy Research 評估,平均而言,離岸風場因6-hour rule蒙受的補貼損失,一年落在500~800萬歐元之間,大幅影響風場預期經濟效益,並增加其經營風險。德國海上風電場運營商協會(BWO)也指出,僅就2020年2月,6-hour rule就對德國離岸風場計畫造成約5,000萬歐元的損失。

淺談日本與台灣再生能源發電補貼抑制條款

本文所討論的「再生能源發電補貼抑制」條款,係指在經濟補貼政策中,會影響風場申請發電補貼收益的特殊規定。在日本,電力公司得依據「再生能源特別措施法施行規則」,基於維持電力系統穩定,可對再生能源發電業者採取輸出抑制措施,其實施作法受到電力廣域運營推進機關(OCCTO)監管與檢討。以風力發電而言,九州電力及中國電力均提出「輸出控制在每年720小時內不予補償」條款,並作為風場併網申請時的條件。日本的再生能源補貼採固定價格收購制度,因此風場收益相較德國的市場溢價補貼機制來得穩定,電力公司的輸出抑制措施對收益之影響在可預期範圍內。

台灣與日本同樣採取固定價格收購制度,依據經濟部所公告之「中華民國一百零九年度再生能源電能躉購費率及其計算公式」第十四項,離岸風力發電業者於躉購期間當年度發電設備之實際發電量,不及每瓩4,200度適用躉購費率,介於每瓩4,200~4,500度以75%費率躉購,4,500度以上則以50%費率躉購,同為可預期之影響因素。

德、日、台再生能源發電補貼抑制條款

德國

日本

台灣

法規名稱

再生能源法(EEG 2017) §51

再生能源特別措施法施行規則

再生能源發展條例第九條

再生能源輸出抑制條款內容

當日前市場價格達連續六個小時以上為負價格時,則在此負價格區間不予支付補貼

基於維持電力系統穩定,可對再生能源發電業者採取輸出抑制措施(720小時內不予補償)

躉購期間,當年度發電設備之實際發電量,依公告說明事項之規則調整費率(每瓩實際發電量超過4,200度時啟動)

Source: InfoLink

從上述比較可知,風電供應商或風場營運商在電力批發市場自由化競爭的環境下,相對需承擔更高的獲利風險,因此,如何發展多元化的技術解決方案來提升風場經營效益,如結合儲能系統或利用風電製氫技術,遂成為新的市場商機。

參考資料:

EPEX SPOT - Basics of the power market
AURORA ENERGY RESEARCH - Negative power prices and “6-hour rule” impact revenues of German renewables
Covid-19 crisis: electricity demand as a real-time indicator

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