文章轉載自微信公衆號酷玩實驗室
炎炎夏日，冷氣續命，你是否看着空調上的三級能耗標識嘆氣，爲越來越高的電費賬單發愁？
然而在世界另一頭的歐洲，卻出現了奇景——電價爲負，你用得越多就賺的越多。今年1月到6月，法國有205小時的時間處於負電價狀態，德國更高，達到了224小時，西班牙、荷蘭、挪威等國也短暫出現了負電價。
那用電戶們能賺多少錢呢？6月中旬法國的電價一度跌至-5.76歐元/兆瓦時，翻譯到中文語境，就是每用1000度電賺45元人民幣；而德國更牛，4月份的時候每用1000度電賺468元人民幣。
其實這還不是最離譜的，一年前的那個7月，德國與荷蘭出現了-500歐元/兆瓦時驚天電價，摺合人民幣高達3900元。
看到這裏估計大家都饞哭了，電錶倒轉，財源滾滾，這等好事怎麼中國就沒有呢？相關新聞的評論區下面也是非常精彩，有人想去歐洲搞虛擬幣挖礦，一臺礦機賺兩分錢，也有人直呼歐洲福利好，生活條件優越。
可老話說得好，“免費的就是最貴的”，負電價的真相，並沒有看上去那麼美麗。
01 負電價從何而來？
負電價出現的根源，我們可以先用一句話簡單概括：歐洲採用市場化的電價調節機制，允許電價隨着供需關係自由浮動，當供遠遠大於求，所以電價就會暴跌，甚至跌入了負值。
具體來說，歐洲的發電企業多爲私企，它們會根據天氣、燃料供應、機械狀態等因素，自行確定未來一段時間內（通常是天）的發電量，並且預估出成本和自己想要的利潤，制定報價。
而那些有巨大用電需求的企業、向普通居民輸電的供電公司，也會提前估算好未來一段時間的耗電量，形成一個購買計劃。
然後發電/用電企業把各自的報價和計劃，都提交到電力交易所，交易所的系統自動進行匹配，將賣家們由低到高排列，逐個逐個鎖定，直到鎖定的發電量，與賣家提出的用電量正好達成平衡。
在這個報價排序中，最後一個被鎖定的發電企業，被稱爲“邊際發電機組”，而這家企業的報價會被視爲“邊際出清價格”，之前被鎖定的其它發電廠，都要按這個價格完成交易。
這裏面有個非常重要的概念，平衡。
電網其實是很脆弱的，它的運行依賴於電壓和頻率的穩定，如果發電量和用電量不平衡，會導致電網波動，進而影響供電質量。我們平時見得比較多的事，在供小於求的時候，對部分地區拉閘限電；而另一種情況也是存在的，當電力供給超出了需求，就一定有部分發電企業不能接入電網，他們的電無處可去，只能選擇調整或者乾脆關閉發電機組。
然而大部分常規發電設備，都不適合頻繁啓停或者快速調節發電量。
火力發電廠的核心設備，如鍋爐、汽輪機和發電機等，在啓停過程中會經受衝擊，加速設備的磨損和老化，縮短設備的使用壽命，而且鍋爐在重啓時，需要一定的時間來升溫並達到穩定的燃燒狀態，汽輪機也需要時間來建立穩定的轉速和負荷，會浪費大量時間。核電也是一樣，如果頻繁改變反應堆狀態，會使得操縱員的控制難度大幅增加，一個不小心就會引發事故。
因爲關閉機組的代價實在太大，這些發電企業碰到電力供大於求的情況，會大幅降低報價，一定要把電賣出去，有時候他們寧願自己倒貼一部分錢，也要硬着頭皮繼續運行、接入電網，負電價由此產生。
02 可再生能源要背鍋？
當然這又產生了一個新的問題，爲什麼歐洲會頻繁出現電力供大於求的情況呢？
一句話總結，他們看天喫飯。
進入21世紀以來，歐洲大力推廣綠色可再生能源，減少碳排放以及對石油天然氣的依賴，在俄烏戰爭爆發之後，歐洲失去廉價天然氣，各國更是瘋狂補貼太陽能、風能發電企業，進一步提高可再生能源比例，去年的數據是佔比48%。
然而這些綠電的發電量取決於天氣，難以人爲調控，很容易與用電需求產生時間上的不匹配。
比如說強風很多時候出現在凌晨時分，讓風電機組順利地發出大量的電，但此時此刻，大家早就睡覺了，很多工廠也已經下班停產了，誰來用掉這麼多電呢？太陽能機組也存在一樣的問題，在陽光最爲強烈、發電量最大的正午，實際上很多人都在休息，用電處於低谷，同樣會產生大量的富餘。
如果我們把時間拉長，按天按月來看，問題就更大了。今天晴空萬里，太陽能的電就多點，明天下雨，電就少點；今天狂風大作，風電多到爆表，可能明天一絲風都沒有，整個機組進入摸魚狀態，這還沒算上季節帶來的天氣趨勢變化呢。
這就導致歐洲的電力供求關係，隨着老天爺的臉色劇烈波動，電價也隨之上上下下，一會兒跌到負值，一會兒衝上高位。
羨慕歐洲電價的人，只看到了跳水，沒有看到暴漲一面。2021年，英國迎來“無風之夏”，電價在短短几個月內上漲了7倍，2022年，德國進入風平浪靜的時間，電價在四天之內，從0.1歐元/度漲到了0.25歐元/度。
同樣是在2022年，歐洲險些陷入供電危機，因爲年末無風少光，氣溫又迅速降低，供暖需求給電網帶來了巨大壓力，英國電價創下了2585.8英鎊/兆瓦時的歷史記錄，摺合人民幣23塊/度，法國直接宣佈各區域輪流拉閘限電，還停用了大量電梯，瑞士更絕，乾脆在限電應急預案中禁止電動汽車出行。
這纔是負電價的真相。
03 中國也有負電價
供需不匹配，高峯和低谷錯開，這個惱人的問題，是所有大規模應用可再生能源的國家都需要面對的，我國其實也不例外。
早在2019年12月11日，風電、太陽能豐富的山東省就曾出現過-40元/兆瓦時的電價，爲國內首次。
但是咱們並沒有像歐洲那樣，頻繁在負電價和高電價間反覆橫跳，這事對於生活似乎也沒有什麼影響，很多人甚至都沒聽說過。
這裏就涉及到電價機制的不同了，歐洲是市場調節爲主，允許自由浮動；而我國是雙軌制，即政府定價與市場價格並存。具體來說，普通居民用電，不允許自由浮動，要嚴格按照政府指導價來銷售；而工商業和大工業用電，纔可以在電網平臺上自由交易，價格根據供需情況浮動。山東的負電價，就屬於後面這種情況，跟我們普通人沒有直接關係。
設立這種機制的目的也不難理解，就是優先保證普通老百姓能用上價格穩定的電，不管天氣好壞，不管煤、油、氣價格，反正就是這個價，不會暴跌也不會暴漲。
在中國語境中，價格穩定是“便宜”的代名詞。21世紀初，我國的居民用電的價格就被定在0.5元/度左右，二十多年過去，差不多還是這個價格，要是考慮到通貨膨脹，你甚至可以說電價一直在跌。在全球36個主要經濟體中，目前中國的居民電價是倒數第二。
我們開頭說的歐盟，看起來負電價頻發，但計入暴漲價格後一平攤，實際的均價爲2.22元/度（2023年下半年數據），幾乎是我國的4倍！怎麼樣，還羨慕嗎？
反正大家記住國家電網老總這句話就行了，“我國居民用電電價保持在全球最低水平。”
04 儲能崛起
雖然我國通過雙軌制穩定了居民電價，但商業、工業用電，已經走向了與歐洲相似的市場化交易，如果價格大幅度波動，依然可能影響到工廠的生產，再影響產品價格和我們的工資。
再考慮到我國的能源結構也跟歐洲類似，風電、水電、太陽能已經佔總發電容量的50%，老天爺的影響力正在逐漸上升，發電不穩定、供需不匹配的問題會日益凸顯。
要解決這個棘手的問題，最好的方法就是，儲能。
只要將可再生能源在發電高峯時段的電能儲存起來，在發電低谷或需求高峯時輸送回電網，從而實現電能的穩定供應和高效利用，讓電網始終處於平衡狀態。
儲能的方法有很多種，像比較早發展起來的是蓄水儲能，在電力富餘時，把水抽到高處的水庫，等電力短缺，再將水從高處放出來，推動渦輪機發電，相當於把電轉化成了勢能儲存起來。
還有個很有意思的壓縮空氣儲能，把富餘電力用來壓縮空氣，然後封進礦井、山洞或者儲氣罐之類的密閉空間，等缺電時再打開，空氣就會飛速噴出，產生的能量就可以重新轉化爲電力。這就好像你先吹個氣球，然後再慢慢放氣。
近年來又興起了電化學儲能，這個原理就沒什麼好解釋的了，本質跟我們平時用的化學電池一樣，只不過儲能站集中了海量的電池。電池具有較高的能量密度，能用相對較小的體積內儲存較多的電，也不依賴水庫、洞穴這種天然條件，在哪都可以建，所以非常受青睞。
早在2011年，我國就在“十二五”規劃綱要中提出，要將儲能作爲智能電網的技術支撐，並且給了很多扶持政策。此後儲能行業瘋狂生長，至2023年底,我國已投運的電力儲能項目累計裝機容量達86.5吉瓦時,也就是可以儲存8650萬度電，有更大餘裕去調節電力的時間分佈，這也是我們沒有頻繁出現負電價的重要原因。
作爲對比，歐洲諸國的儲能項目總裝機量僅爲35.9吉瓦時，其中還有17.2吉瓦時是在俄烏戰爭爆發後緊急趕工出來的，部分機組尚未投入運營，調節能力要差很多。
05 電池暗戰
隨着世界各國越來越依賴可再生能源，儲能設備的需求也會越來越大。歐洲儲能協會預估，到2030年，歐洲需要將儲能容量提高到187吉瓦時來匹配暴增的風電、太陽能，到2050年，更是需要部署600吉瓦時儲能系統。
這還只是龐大需求的冰山一角。按照可再生能源的發展趨勢和用電規模來算，歐洲市場只佔全球儲能總需求的22%，中國則佔47%，爲第一大市場，美國以19%的份額位列全球第三大市場，整個賽道的規模達到驚人的1.2萬億美元，什麼概念呢？讓各國車企們打得頭破血流的乘用車市場，規模大約爲0.96 萬億美元。
可以說，誰掌握了儲能技術，誰就擁抱了金山銀山，並且控制了世界的能源命脈。
好消息是，在應用比較廣泛的電化學儲能領域，中國企業目前已經搶佔了先機，2023年全球儲能電池的出貨量前十榜單，中國企業佔了八個，出貨量更是佔了90%。寧德時代、比亞迪、億緯鋰能、瑞浦蘭鈞、海辰儲能，這五大中國巨頭佔據了統治地位，市場佔有率高達75%！
壞消息是，美國、歐洲不會坐視我們獨享這塊大蛋糕。
歐盟希望在2025年、2030年分別實現69%、89%的電池自主生產，並且電池研發設爲“歐洲共同利益重大項目”，投資超過百億歐元。美國出臺《通脹削減法案》後，儲能電池享受45%的稅收減免，大量資本被優惠政策吸引到了美國建電池廠，到2026年，美國製造的儲能電池系統可能抹消中國競品的價格優勢。
經典的盤外招，自然也是少不了的。今年五月，美國還宣佈對多種中國進口商品加徵關稅，其中就包括儲能用的電池，稅率從7%直接加到25%，兩年後生效。貿易保護主義都不帶演的，看來是真急了。
所以說，負電價只是看起來誘人的小便宜罷了，用來解決負電價的儲能設備，纔是真正的印鈔機，足以養活一個國家和數以億計的人。
在這塊兵家必爭之地，誰又能笑到最後呢？
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