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于是在1935年,英国国家电力供应公司National Grid诞生了,它把英国网格化为7个区域:纽卡斯尔、利兹、曼彻斯特、伯明翰、布里斯托、伦敦、格拉斯哥。在经历了第一次世界大战的教训后,中央电力委员会(CEB)还很有远见地让员工接受了空袭培训,并建造了战时用来保护工厂和设备的避难所。果不其然,在随后爆发的二战中,英国的West Ham 变电站、Fulham、Battersea等发电站遭到袭击。祸不单行,1946年冬-1947年春英国突降的大雪阻碍了煤炭的运输,许多发电站能源面临耗竭。
于是在1947年,电力行业被国有化,时任英国政府投入大量财政资金为英国国家电网“重塑金身”。1949年,国有化后的英国国家电力供应公司开始与法国电力集团( électricité de France ,EDF)就建设跨海峡电力链路进行谈判(直到1986年,英国和法国之间的 IFA 互连线已投入使用。迄今为止,这仍然是世界上最大的 HVDC 海底线路 )。
为了保证电网能够满足未来的用电要求,1950年,一个为期12年的超级电网(supergrid)项目正式启动,此后数十年,新的电网架构为生产和运输更多电力打下了基础,核能、抽水储能等“新能源”得到利用。
90年代初,推崇私有制、市场化和自由化的撒切尔政府启动电力行业私有化改革。于是,英国电力市场主体从“各环节独立”演变为“一体化重组”,:厂网分开时的12家供电企业整合为6家发输配售一体的集团公司,占据大部分市场。同时,建立了竞争市场,英国本土电力企业丧失市场主导地位,德、法企业成为英国电力市场上主力军,占据60%份额。
失之东隅收之桑榆,让他国资本主体“走进来”的同时,英国国家电网也一直努力地“走出去”。1995年,英国国家电力供应公司National Grid在伦敦证券交易所上市。得到资本加持的它,有能力让英国与法国、荷兰、冰岛等邻近国家的电网互联,在更大区域内消纳英国风电。而后,National Grid更是主动出击,通过一系列并购行为,在美国东北部开辟了一个包含天然气和电力供应业务、拥有超千万用户的能源市场,走上了一条合纵连横与自我壮大的道路。
#低碳新目标与智能电表
早在2007年英国就提出了“低碳”概念并积极倡导低碳经济。近日,英国再一次更新了可再生能源发电的目标:计划到2030年,英国的太阳能发电装机容量从目前的14吉瓦增加到50吉瓦,海上风电装机容量从11吉瓦增加到50吉瓦,陆上风电装机容量从15吉瓦增加到30吉瓦,核电装机容量从7吉瓦增加到16吉瓦。
日益增长的分布式新能源消纳、电动车充电、家庭能源管理等需求对英国国家电网提出了进一步的要求。为此,英国国家电网斥巨资发展智能电网技术:开展配网与主网的传输试验、开发将智能电表、集成高速通信、配电自动化以及家庭能源管理相结合的解决方案。
其中最有存在感的莫过于智能电表技术。它位于每个家庭和小型企业的终端,对于家庭用户来说,它们可以通过智能电表方便地了解电能消费情况,以便做出减少高峰时段用电、增加低碳电能消费、更换售电供应商等决定。对于企业用户来说,它可提供能源审计、能效指南和碳排放计算功能。对于售电供应商来说,它可以获取用户能源消费数据,以便更有效地制定分时电价,为需求侧响应创造条件。对输电供应商来说,智能电表为储能、分布式光伏发电等新技术的推广创造了条件。英国政府希望能源供应商在 2025 年 6 月之前在所有家庭和企业中安装智能电表。目前已经安装了超过 2150 万个智能电表,它是英国在 2050 年前实现净零排放的关键技术之一,可减少多达 4500 万吨的碳排放——相当于一年减少 2600 万辆汽车。
以一家英国天然气和电力供应商公司OVOEnergy举例,它通过提供 100% 的碳中和气体并补偿能源生产和消耗的全生命周期碳排放,使得家庭用户年度能源达到零碳排,并且每年以每个用户的名义重一颗树。(可再生电力有可再生能源证书REGO认证,绿色气体有可再生气体原产地证书RGGOs认证)。
谈及具体的能源价格细则,则涉及到用户所在地区、如何支付、是否确定自己的能源使用量、卧室数目(为供暖点数目)、是否选择固定利率(不随每天的能源市场批发价波动,套餐通常持续 12 到 24 个月。在此期间,每千瓦时费率保持不变。)、是否计划在同一个能源供应商处获得天然气和电力(使用同一能源供应商意味着有更多折扣,但由于不同的能源市场独立变化,并不能保证时时刻刻拿到综合能源最低价)、使用的是Economy7(夜间提供7小时廉价电力)、Economy10电表(夜间提供10小时廉价电力)、还是智能电表……
OVO Energy预报价前的问卷调查
OVO Energy预报价结果
在众多能源供应商和套餐中挑花了眼?这里还有诸如/之类的第三方可以帮助用户决策是否需要更换能源供应商,如需更换,智能电表的好处就体现了出来(次日重新计费,无需拆装设备)。
不过基本上各家能源供应商的售电价格大同小异,至于具体的英国居民电费账单的定价从何而来,英国能源监管机构 Ofgem曾给出这样的统计结果:
电费账单的主要成本包括能源批发成本、过网费(包括输配电的过网费)、运营成本、环境和社会义务成本(主要指为可再生能源提供资金以及帮助弱势群体支付开销)、消费税、供应商税前利润和其他直接费用。
根据英国商业、能源和工业战略部(BEIS)2022 年 3 月 31 日更新的英国年平均电费统计数据,以平均每年每户用电5100kwh来计算,使用Economy7电表的英格兰地区用户,其年度电费约为1004英镑,以今日支付宝英镑汇率计算,折合1.65元/kwh。因为不同电表、不同地区的电价有所差异,电价又高度市场化、波动大,此处只是举了一个具体情况的例子。
#拥有超大工商业用电需求?去电力市场上淘“电”吧
对于拥有超大用电需求的工商业用户来说,如果和售电公司之间的合约电价“不够划算”,那就去电力市场上淘“电”吧。按照市场的组织形式与功能的角度,英国的电力市场主要由以下四类市场组成:中长期双边交易市场、日前集中交易市场、平衡机制及辅助服务市场。
(一)中长期双边交易
英国市场双边交易包括场外OTC(Over the Counter)交易和场内标准合约交易,场内交易在电力交易机构进行。双边交易没有固定的交易周期,市场成员可以灵活签订各类合同,合同签订截止时间可以一直持续到关闸(Gate Closure)时间,即实时前1小时。
双边交易合同签订时不需要系统运营机构进行安全校核,合同履行时,双方协商形成发电/用电计划曲线,并按照《平衡和结算规范》(Balancing and Settlement Code, BSC)和《电网交易主要协议》(Grid Trading Master Agreement,GTMA)要求,将合同交易电量和交易计划在规定时间内上报负责平衡和结算的Elexon公司,以及系统运营机构(Electricity System Operator)。所有获得业务许可的电力公司都必须签订BSC协议,该协议要求发电商和售电商在Elexon公司建立能源账户,并将各种合同交易结果通知Elexon公司,Elexon负责对各市场主体合同电量和实际电量之间的差额进行计量、计费和结算。
(二)日前集中市场
英国日前集中竞价市场由两个电力交易所分别组织(APX Power UK和N2EX),市场成员自愿选择参与,电力交易所之间存在着竞争。APX组织的日前市场于10:50关闭,11:50完成出清计算并公布交易结果;N2EX则在日前09:30闭市,并于10:00前向市场公布出清结果。英国日前市场出清计算不考虑实际的网络情况,也不考虑机组的物理参数,出清价格为系统边际电价。
由于双边交易和日前集中竞价市场均未考虑电网安全约束,因此调度机构在日前环节要通过大量分析计算,及时发现平衡和电网安全问题,引导市场成员调整交易,并非以调度指令的方式安排生产,也不进行机组组合。调度机构每日9:00公布全网及分区负荷预测;11:00开始根据市场成员提交的初始电力曲线(Initial Physical Notification, IPN),进行次日系统平衡裕度分析和电网安全分析;16:00调度机构根据最新的申报曲线,发布系统平衡裕度和次日发电计划。当发生电力供应不足时,及时发布电力不足警告和限负荷警告,通过电价上涨的预期,引导发电商推迟检修,引导可调整负荷缩减电力需求。当发生电网阻塞时,引导市场成员调整交易计划,避免造成合同累加曲线与实际出力偏差过大。
(三)平衡机制及辅助服务
英国双边交易占市场总体电量的规模如此之大,可能会导致系统的低效率调度,甚至影响系统安全运行。为解决这一问题,英国电力市场设立了平衡机制,该机制是英国ESO(Electricity System Operator)用来保证每秒钟电力供需平衡的系统。设立平衡机制的意义在于:一是为调度部门提供了在实时调度前1小时阶段,调整发电与负荷预测偏差的手段和依据;二是平衡机制中产生的不平衡电价(系统买入价和系统卖出价)将为市场成员的不平衡电量提供结算价格。
平衡机制下,ESO作为系统操作员(System Operator,SO)通过招投标方式购买长期期权和长期合同下的容量平衡服务以保证系统实时平衡。同时,ESO也可提前(有时提前1年以上)与一些辅助服务机构签订合同以保证系统能安全和高效地运行,这些辅助性服务包括无功功率、热备用、频率控制和黑启动等。
#结语
英国和美国一样,是电力行业中私有化、市场化、放松管制和引入竞争机制的倡导者。与之不同的是,英国将电力行业中垄断因素(输电和配电)与可以竞争的因素(发电和售电)分离开来。
虽然它高度市场化、让用户有了更多选择权,但也不是完美的:1.市场化竞争使英国发电商对于新建电厂望而却步。2.英国电力库是强制成员制,绝大多数发电商和售电商只能在电力库进行买卖。3.电力库在定价过程中缺少用户和需求侧的参与。……
他山之石是否可以攻玉?还是那句话,其关键在于是否顺应本国国情。“国情”不仅包括电力市场发展水平,还包括资源状况、经济体制,甚至社会和文化价值上的差别。
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