电力/电价如何成为负数？

彭博社显示此图表：

我理解上面的图表意味着消费者实际上已经支付了用电费用。（如果我弄错了，请纠正我。）

我想知道这怎么可能？电力/电力市场与其他市场有何不同？（或者也许德国的电力市场很特别。）

是的，向日前批发市场价格敞口的客户付款是用电。

它是多种不同因素的组合，使日前批发电力市场变得特别。

首先，很少有电力消费者直接参与其中。因此需求方流动性很差，短期弹性很低-很快就变得完全无弹性。

其次，几乎没有时间套利。电力市场0500和市场1500是两个不同的市场：套利者很少可以在0500买入并在1500卖出。这是因为直到最近，这样做的报酬还很低（更多信息请参见下文） ）。

第三，有几家供应商减少供应量会产生费用：因此，出于结清市场的目的，他们有负的短期边际成本。有两种可能发生的方式。

1. 非常不灵活的常规发电机（通常是核能发电机）无法每隔一两个小时上下调动其输出，而不会产生维护成本。

2. 发电机的合同使他们能够以预先规定的正价出售其所有产出：他们将需要批发价使负数超出该数量，以使他们有必要减少产出。

现在，德国将这两种发电机组合得很高，以至于有时它们的总产出大于国内消费，那时候价格就会变成负数。

第四，尽管德国与许多其他欧洲大陆国家共享电网，但空间套利的机会非常有限，因为德国的总发电量远远大于与电网其余部分的互连能力：因此，互连能力严格限制了电网的发展。在给定的交易时间内可以与其他国家套利的能源量。

最后，尽管看起来很奇怪，但这些负价格是一件好事。随着电力市场的低碳化，它们只是暂时的状态，只会持续一个过渡时期。目前，我们已经为煤炭和天然气等污染严重的供应商设计并建立了传输网络和市场结构。我们必须制止这种污染-这样做的代价超过了收益。因此，行业必须在结构上进行改变，市场和网络也必须进行改变。

燃煤和燃气发电机对于当今市场非常有帮助，因为它们可以迅速改变其供应量。因此，直到最近，消费方几乎没有参与的问题，以及为什么套利者的报酬低。但是现在，越来越多的小时，那些非常灵活的发电机不再主导市场。

当我们过渡到不再具有供应方响应能力的网格时，我们需要新套利者和需求方的响应能力。负定价期为那些新市场参与者挺身而出提供了强大的动力。而且，随着越来越多的新参与者进入市场，负价将变得越来越少。

因此，这不仅仅是德国。它已经发生，并将在其他地方发生。

正如许多人在我之前所说的那样，如果发电量过多，您就不能随便扔掉电能，它必须走到某个地方。如果您向系统中投入的功率多于系统中的阻力（或功耗），就好比下坡骑自行车时旋转得更快，发电机开始旋转得更快，并且频率增加到50 Hz以上。

第二个问题是许多发电厂无法关闭。核电厂需要数天才能关闭，燃煤电厂需要数小时。因此，他们愿意付出几乎无限的代价，以避免不得不在短时间内关闭。

这是两周前Nord Pool（挪威，瑞典，丹麦，芬兰，爱沙尼亚，立陶宛和拉脱维亚的电力市场）的出价曲线图，当时价格特别低，仅为4.1欧元/兆瓦时，持续一小时，晚上4点。

您会看到，无论价格有多负，超过22,000 MW（MWh / h）的电力愿意发电。其中约一万兆瓦是核电。其余的可能是煤炭，其他一些响应缓慢的火力发电厂，以及一些不会为调整产量而烦恼的生产者（小型发电厂等）。

钙 所提供的电能中的1万，其中风能为6200兆瓦，出价约为0欧元/兆瓦时。由于不可能在没有水库愿意出售的情况下存储风能生产者和水力发电者，因此，如果价格变为负数，它们可以迅速关闭。钙 提供的3万兆瓦电力是可调节的电力，主要来自水库的天然气和水力发电，出价约为25-50欧元/兆瓦时。

还请注意，消费者对价格不敏感。如果价格变为负数，则需求会略高，但几乎没有，只有ca。1000兆瓦

如果价格跌至22000兆瓦以下，则可以很容易地看到价格将急剧下降的极端情况。在北欧市场（*），其中大部分生产都是可调节的水力发电，这是极不可能的。

德国的现货价格和电力价格2017年12月

德国的问题有两个方面。首先，与北欧市场相比，它们拥有更多的核能，煤炭，小型电力生产商和其他不受管制的动力源。因此，当能源需求较低且风突然开始吹散并产生所需电力的80％时（如2017年圣诞节前夕）（请参见图表），您将获得过多的能源。

但是，通常您会期望当价格变为负数时，风力发电商将关闭其涡轮机。据我了解，问题在于，可再生能源生产者被保证为所生产的每单位能源支付最低价格。因此，他们也没有竞标0欧元/兆瓦时，而是竞标无限的负价。只有当现货价格持续六个小时以上处于负数时，可再生能源生产商才不再保证最低价格。

（*）对于北欧市场中的某些单个价格区域（例如丹麦），负价格的可能性更大。但是，有关公开价格区域的出价曲线的数据尚未公开。

基本上负价反映出发电量超过了市场需求。在所有其他市场上，这都不是问题，因为您可以拒绝出售，但是对于电力，必须保持平衡。您不能在仓库中堆放电力。

因此，让我们提供一些背景信息，让我们以Nord Pool Spot为例：每天在12 CET供应商和消费者处，Nord Pool Spot会就第二天每兆瓦时的售电量和买价提供出价（从00开始：00）。链接到北池景点

供应商的这些投标可以分为几部分。（按涨价计算）：强制生产，风力发电，天然气，石油和燃煤。可以认为这是因为供应商首先出售强制性生产的电力，然后出售风能等。供应商生产的价格越昂贵，每兆瓦时的成本就越高。

风力是零点。风车启动后，（为简单起见）它是免费使用的，如有必要，您可以将其关闭。换句话说，放弃风力发电是一个失去的机会，但不包括供应商的额外费用。

否定的是，我们有强制生产，这可以来自@EnergyNumbers，第三点。如果减少植物产品的生产成本要比付钱给某人花更多的钱，您宁愿这样做。

没有提到的是，植物通常还会为您提供热水。但是，在较老的工厂中，发电机始终与工厂的输出相连。因此，有时他们必须烧掉一棵植物以产生热水，从而同时产生电能，从而迫使他们进行强制生产。通常使用量足够高，可以强制生产，但有时情况并非如此，您将获得负价格。

这反映了蓄电问题。对于大多数其他商品，有一些方法可以在将来需要之前进行存储，但是通常，用电不容易获得此选项。

当然可以存储。传统上，这是采用抽水蓄能的形式，其中“免费”电力用于将水抽回山上。更广泛地说，还有其他形式的存储可能，特斯拉著名地计划为其Powerwall和Powerpack项目做出贡献。

当电网存储变得更加广泛时，负电价峰值将不再发生。价格仍然会出现峰值，但存储量可能会限制这些峰值在正向和负向上的极端程度。但目前，正是那些负峰值使相当低效的抽水蓄能方案具有成本效益。