Dyness Knowledge | 電力スポット市場とエネルギー貯蔵

「電力スポット市場」は、もともと米国の「Power Spot Market」の概念に由来します。電力スポット市場の中核は競争メカニズムであり、市場を通じて電力資源の最適配分を実現します。発電コストまたは電力供給コストを最小にすることを目標に発電スケジューリング計画を立て、リアルタイムで配電を行い、システム全体の利益を最大化します。最適化された運用によって生み出される利益は、最終的にユーザーに還元されます。

電力スポット市場の構築は、中国の電力システム改革の重要な課題です。2017年、中国は電力スポット市場の構築を開始しました。2023年までに、多くの地域で電力スポット市場の構築に新たな進展が見られます。「リーダー」としての広東省は、今年第1四半期に新エネルギースポット取引に参加し、目覚ましい成果を上げています。中国の電力市場は、「中長期＋スポット＋補助サービス」という完全な市場体系へ向けて、重要な一歩を踏み出しました。

2023年の「メーデー」連休中、中国山東省で発生した長期にわたる「マイナス電気料金」は、国内の電力スポット市場における新記録を打ち立てました。

4月29日から5月3日にかけて、山東省では昼間に新エネルギーが急速に発展し、電力負荷が減少しました（図1参照）。深刻な供給過剰により、リアルタイムスポット電力取引で46回のマイナス電気料金が発生しました（図2参照）。最も低い価格は5月2日17時に現れ、-85RMB/MWhでした。これは、発電事業者が送電網に接続するために1キロワット時あたり8.5セントを支払わなければならないことを意味します。

図1 「メーデー」前後の山東省における最大電力負荷の実日別配電状況

図2 「メーデー」連休中の山東省スポット市場における前日清算価格とリアルタイム清算価格

直感的には、特定の期間において、電力供給能力が電力需要をはるかに上回っています。発電スペースを得るために、発電メーカーは低価格での入札を競います。その根底にあるロジックは、発電事業者が「全体の利益のために一部を犠牲にする」ことで、自らの利益最大化を図るというものです。新エネルギーは補助金やグリーン電力といった制度的利益を有しており、マイナスの限界入札に耐えることができます。清算価格が最低入札価格より高ければ、系統連系による発電は利益を生みます。優先的に清算され、マイナス電気料金で発電スペースを獲得することは、市場ルールで許容される合理的な入札戦略です。従来型電源は、低価格で入札することにより、ユニットの起動状態を低出力レベルで維持し、頻繁な起動・停止によって生じる多大なコスト損失を回避しています。

電力網の最も有名な正味負荷「ダックカーブ」とは、日中の太陽光発電容量の大幅な増加により、正味負荷（電力負荷から太陽光発電出力を差し引いた残余負荷）が、両端が高く中間が低いアヒルのような曲線を示すことを指します。太陽光発電規模のさらなる拡大に伴い、正味負荷曲線は、中間が非常に低い「キャニオンカーブ」へと進化します（図3参照）。

図3 高比率新エネルギー電力システムの正味負荷曲線特性

新エネルギーが電力市場取引に徐々に参加するにつれて、一方では、発電側にエネルギー貯蔵施設を構成することで、マイナス電気料金の発生期間と頻度を減らし、収入を確保する目的を達成できます。他方では、マイナス電気料金を電力消費の促進に利用し、負荷側にエネルギー貯蔵施設を構成することで、電力負荷の変動を低減できます。マイナス電気料金は、系統連系された新エネルギーの消費問題を反映し、エネルギー貯蔵システムの重要性を浮き彫りにし、新たなエネルギー貯蔵の建設を促進するための市場シグナルを発信しています。山東省は風力・太陽光発電の大省です。現在、エネルギー貯蔵施設が不足しています。将来的には他の省も同様の問題に直面するでしょう。これは、エネルギー貯蔵産業の発展には依然として大きなスペースと可能性があることを意味しています。