部署可再生能源产能过剩作为一个障碍:西班牙的情况

文摘

可再生能源(RES)发挥重要作用在低碳能源过渡。虽然有相当丰富的文学RES壁垒,分析发电产能过剩进一步RES渗透屏障已收到很少注意。本文试图弥补这一差距。其目的在于分析产能过剩的原因和后果,特别注重影响RES部署、使用西班牙作为一个案例研究。它还分析了政策可以减轻这个问题在短时间越长。

1。介绍

减缓气候变化无疑是人类面临的最大挑战之一。大幅减排需要为了让世界经济的排放浓度路径最小化气候系统崩溃的风险。一般来说,1.5 -二气温上升高于工业化前的水平被认为是符合这一目标。反过来,这包括排放浓度的400至450 ppm水平有限公司₂等价的。稳定浓度在这些要求全球净排放峰值浓度水平在短期内,之后迅速下降,并达到零后不久,2050年。有广泛共识,减排要求大幅降低,达到这样激烈的需要的技术。例如,国际能源机构(iea) [1)表明,为了使世界经济一个排放路径就是兼容2度,温室气体排放将减少40 GtCO₂2050年关于“一切如常”的场景。减少最小的方式将实现通过结合技术,包括可再生能源(减少所需的34%),能源效率(33%)、碳捕获和储存(14%)。

可再生能源(RES)发挥重要作用在低碳能源过渡或能源革命。有相当丰富的文学RES的相关性在这种能量转换以及RES(见[壁垒2]审查)。然而,我们所知,发电产能过剩的存在作为一个障碍进一步RES渗透到目前为止尚未解决的文学。本文试图弥补这一差距。其目的在于分析产能过剩的原因和后果,特别注重影响RES部署、使用西班牙作为一个案例研究。它还分析了政策可以减轻这个问题在短时间越长。关注西班牙是合理的,因为这个国家过去都大量RES渗透和发电行业的产能过剩的问题。然而,它并不是唯一的国家,这个问题在欧盟(见部分2)。

我们依靠几个信息来源。首先,为了识别的程度问题,官方数据的发电容量和电力需求已经被使用。第二,深入文献综述这一问题的原因和后果,依靠广泛的利益攸关者的意见,已执行。最后,草案文本产生与上述来源。它被送到一些利益相关者和他们的反馈和意见纳入文本。

因此,本文的结构如下。下一节将讨论这个问题的程度,也就是说,多少产能过剩存在于西班牙电力系统。部分3致力于分析原因,而部分4探讨了产能过剩的主要后果。部分5考虑几个解决这个问题的政策选择。部分6提供我们的访谈结果对利益相关者的观点。部分7总结道。

2。在电力系统有多少产能过剩?

从90年代中期开始,西班牙是第一个欧盟成员国采取有效方案可再生能源在电力行业的支持。时当前欧盟可再生能源指令(2009/28 / EC)采用,西班牙已经部署超过16兆瓦的风力发电和超过3兆瓦的太阳能光伏发电,是更高程度的渗透的欧盟国家可再生能源的电力系统。

2010年,西班牙开始一段时间的一些深刻的能源政策的变化减少支持的方向研究》2012年1月,西班牙政府决定停止注册的新RES安装(实际Decreto-ley 1/2012, 2012年1月27日)。宣布2013年,能源改革,引入一个全新的报复计划,其中包括削减追溯经济支持现有设施(实际Decreto 413/2014, 2014年6月6日)。这些政策变化导致的实际停止RES部署。

用于证明这些决策的主要论点是需要包含支持的增加成本RES为了纠正“关税赤字”影响西班牙电力系统。(关税赤字是指收入(电价)不覆盖的监管成本。这个关税赤字达到300亿2013年,西班牙GDP的约3%)。然而,少一个经常提到的政策因素的改变可能是事实,西班牙电力系统遭受严重的发电能力过剩。

发电能力安装在过去的15年里已经显著增加,在2001年至2014年间几乎翻了一番,从2014年的2001年55千瓦到102千瓦。大多数新发电能力主要来自两种技术:风力发电和自然国家联合循环燃气轮机(燃机)。从2003年到2010年,西班牙安装25.3 GW的自然国家代植物。从2010年到2014年,燃机能力仍大致不变。2003 - 2014年同期,安装风力发电增加从6.2千瓦到22.8千瓦。图1显示了装机容量/技术的演变。

然而,似乎更相关的是比较的进化的装机容量最大的电力需求,提供一个指标的供应安全系统维护。

图2显示安装的发电能力的进化而进化的每小时用电高峰(在半岛系统)。从图可以看出,相比之下,发生了什么事在过去一半的90年代,两者之间的差距一直在稳步增长在过去的十年。更重要的是,过量可分派能力也同期显著增加。

早在2001年,高峰需求大致相同的是传统的安装能力的总和(包括核能、煤炭、天然气、和热电联产电厂)。可分派RES 18千瓦容量可用(主要是水电)提供了一个“安全缓冲”来保证供应安全。此外,有一个初期,但已经增长,数量的变量RES (vr)系统。

2014年,情况是完全不同的。传统的能力就已经13千瓦大于高峰需求,保持大约在2001年的水平。此外,有23千瓦可分派RES容量和27兆瓦的系统中变量RES能力。RES的装机容量在2014年甚至远高于历史高峰需求,它发生在2007年。

最近的数据表明,电力装机容量超过当天双打最大峰值需求与系统最大电力需求在西班牙(2014年2月4日,8点和9点之间);例如,比较列在表2和31。

尽管,西班牙产能过剩问题将在欧洲上下文。产能过剩问题存在或已经出现在其他欧盟国家。根据“Leistungsbilanz”报告(4),德国的最大负载的一天是2013年12月5日。在那一天,“担保能力”为116.3 GW和最大载荷为79.1 GW。因此,有一个安全边缘37.3吉瓦(47%)。

然而,西班牙系统比其他欧盟国家更大的产能过剩。方法后欧洲电力传输系统运营商的网络(ENTSO-E),西班牙工业部(5)确定,西班牙的“需求覆盖率”系统(1.73)远高于意大利(1.28),德国(1.21),(1.15),英国或法国(1.09)(本研究分析值为2011年)。

3所示。产能过剩背后的因素是什么?

在一般水平,产能过剩的原因与影响因素相关双方的问题,供给,需求方面,也就是说,大幅增加能力的影响因素和其他因素背后的进化停滞不前的电力需求。我们已经确定了一个数量的造成原因,其中一些相互关联的在某种程度上,我们在下面描述。

3.1。停电在1990年代末的风险

主要风险的高度增加的电力需求(见下文)超过发电装机容量的需求,导致停电。

下半年的90年代,“公司”之间的差距可用发电容量(基本负载和可分派植物)在西班牙的高峰小时需求系统和关闭速度非常快。装机功率的“普通政权”(基本负载+可分派)约为25000兆瓦,1996年增加到2000年的34000兆瓦。仍然或多或少的高峰小时需求同期持平在43000至45000兆瓦6]。这导致在某些情况下的高停电的风险在一些地区的国家。

事实上,在2000年代初,一些削减电力供应发生在西班牙,导致政府“紧急”批准相当数量的燃机项目(7]。停电的风险尤为关键地区位于地中海沿岸(Cataluna, Comunidad Valenciana,穆尔西亚)(8]。

3.2。规划:错误的预测电力需求

上述停电导致政府应对的风险增加发电能力(见下文)。基础设施规划提前完成年此时需求增长很快。估计所需的新一代能力是基于错误的电力需求的预测,可能是受到当时的经济繁荣,但显然忽视经济起伏,在短周期,几乎所有经济体的主要特征。事实上,增加和减少的经济周期通常都更明显比其他欧盟国家在西班牙。

与装机容量的发展,电力需求预测在2000年代初被证明是过于乐观了。2005年修订的西班牙电力和天然气基础设施计划2002 - 2011年估计,峰值功率需求将在6年增长24%(从2005年的43 GW 53 2011 GW)(计划Infraestructuras Electricas y Gasistas 2002 - 2011(2005)的审查)。然而,这些估计在实践中并没有出现。西班牙经济开始减速,2007年,西班牙在2008年全球金融危机之后,进入了一个时期的经济停滞或衰退。实际峰值功率需求在2011年44 GW(估计低17.5%)。自2011年以来,峰值功率需求进一步下降到39 GW, 2014年一个数字与最大值达到十年前。

根据工信部的(5),预测GDP的增长和电力大大偏离实际的趋势。GDP和电力需求预测增加了积累了25%和24%,分别在2013年与2005年的水平。相比之下,国内生产总值只增长了2%,在这种时期电力需求减少了1%。图3显示每月的电力需求的演变从2008年到2014年。

3.3。政府投资的信号

规划错误不仅限于电力需求的估计。也缺乏适当的协调/长期电力系统监控需求之间的可再生的部署目标和常规发电行业的发展。

通过规定或批准的规划文件,政府无疑影响了投资者的预期在特定技术。特别是,这的两类技术经历的最大增长率在2000年代。大意是迫使能源转向低污染燃料和更高效的植物和远离煤炭和关闭燃油植物,也就是说,燃机和RES。

3.3.1。在燃机的投资

激励驱动这两种技术投资(RES和燃机),然而,非常不同。投资新传统一代主要是由大量的预期未来电力需求的增加,西班牙经济的经济增长强劲的2000 - 2007年期间。此外,投资国家植物被认为是低风险投资由于其相对较低的投资成本,缩短建设周期,降低碳风险比燃煤电厂。燃机是公用事业的主要选项来应对日益增长的电力需求,在一个上下文的廉价融资。这些植物是低风险,简单,快速,相对便宜的建立比其他替代方案(11]。电力和天然气基础设施的计划2002 - 2011给了一个不可否认的支持对燃机的投资。该计划设想燃机的建设14.8千瓦,这被认为是一个“足够”数量由电力行业协会(11,12]。这一目标在2005年增加到30 GW。这是一个指示性的目标,不是绑定无论是国家还是企业。

3.3.2。可再生能源技术

两个主要的规划文档RES 1999年可再生能源计划(13)和2005年(14]。表2包括两个文档的目标可再生能源发电(RES-E)。

3.4。简单的行政授权的批准

区域(或自治团体、协会),发电能力在选址上的植物,急于授予许可这些植物,因为这允许他们符合要求他们应确保供应安全(7]或因为这被认为是一个源的工作区域。

关于RES,没有集中授权程序RES植物在西班牙。行政许可轻松快速地授予了协会的,考虑到高水平的感知当地收益和成本由所有电力消费者在全国范围内共享(15]。

3.5。宏观经济因素

西班牙破产经济繁荣在1990年代末到2007年,此后的一场深刻的危机。显然,这个经济周期解释第一个电力需求的快速增长(触发上述担忧政府停电的可能性)和停滞不前,最终抑郁,自2008年以来,电力需求。工业和住宅需求显著增加,而后者也引发的房地产市场的繁荣。

另一个重要的和相关的,关键因素导致西班牙电力行业的过度投资的大量廉价的债务。直到2008年,银行急于以相对较低的贷款利率,而偏爱(在)投资在经济领域,明显的建筑业,而且在新发电能力。

4所示。产能过剩的影响是什么?

大产能过剩出现在西班牙电力系统已经实实在在的经济后果的系统级(社会角度)和电力市场参与者(包括常规和可再生能源发电)。

在系统层面,产能过剩导致资产空置的情形,进而导致次优的经济资源分配。

市场参与者还遭受过度投资的后果。由于发电能力大幅增加,和停滞(峰值)电力需求水平,自然国家植物看过一个激进的削减它们的利用率因素在过去的几年里。除了从其他传统发电机竞争加剧,可再生能源发电的大幅增长,这是欧盟优先级调度在电力市场,进一步降低了燃气电厂运行的小时数。因此,在过去的几年,大多数燃机植物的能力因素远低于预期,投资决策。从燃机发电已经从2011年的50 TWh减少2013年(见[23太瓦时12])。减少核、燃油和煤没有那么戏剧性。皇家法令134/2010后,支持国家煤炭消耗量,情况更糟糕了燃机电厂(真实Decreto 134/2010, de 12 de febrero难觅踪迹,se establece el procedimiento de resolucion de restricciones为什么garantia后y de suministro se modifica el真正Decreto 2019/1997, de 26 de diciembre难觅踪迹,se organiza y边条el梅尔卡多de produccion德能源电气)工业。鉴于这种情况,没有预期的投资新产能在短期内,除了可再生能源技术和燃油发电厂替换的群岛(16]。

除了操作的小时数降低,产能过剩也对批发市场价格带来下行压力,进一步降低天然气发电厂的业务案例。有大量的证据显示这一功绩顺序效应在西班牙(见,例如,17- - - - - -19])。

传统的电力公司的主要后果一直受困资产和相当大的减少他们的现金流。此外,投资新一代能力是高杠杆。结果,西班牙公司(无论传统或再生)是欧盟中最负债,债务高达四倍EBITDA(利息、税项、折旧和摊销)(7]。

同样,对可再生发电机,产能过剩导致两个主要的负面影响:首先,电力批发价格向下的压力,而积极的电力消费者,导致增加竞争力差距(区别RES生成成本和从市场获得的收入),增加了需要支持的单位能量生成;其次,产能过剩阻碍系统中可再生能源的进一步渗透,因为在这种情况下,很难证明政治提供经济支持新RES植物,不需要从一个严格的“供应安全”的观点。

5。的政策选择是什么解决产能过剩问题和开放更多的空间为进一步部署可再生?

鉴于上述问题的维度,似乎很有可能,它的影响会持续很长时间,调整需要稳定局势将深。

西班牙是配备一个相对年轻的电厂舰队。在过去的十年里,大量投资在新的天然气发电厂。几乎没有新的煤电厂和还没有带来新的核电站在西班牙至少二十年。

根据Fichtner et al。20.),2010 - 2020年期间的退休率约为24%。2010年装机容量达98000兆瓦,而预期退休在23834 MW。

虽然可以预期,西班牙经济的复苏将导致增加的需求将有助于纠正这个问题从长远来看,短期(RES)能源政策决策需要仔细考虑当前的局势。

5.1。迄今所采取的措施

能源政策决定在西班牙似乎确实已经受到这个问题在过去的几年里。

经济支持的突然取消所有新RES植物在2012年初,旨在遏制RES支持成本增加,也导致在新RES部署一个有效的停止。尽管一个新的RES支持方案自2014年以来,这已经不是引发了投资在可再生能源领域的复苏。

在2013年的能源改革,西班牙政府提出“冬眠”的监管框架(临时关闭)的联合循环燃气电厂。虽然规定没有被批准到目前为止,西班牙政府正在考虑暂时关闭6千瓦的燃机基础设施计划2015 - 2020年期间(21]。

西班牙政府也在近年来积极推动的扩张与法国的互连能力,这可能会导致增加电力出口到欧盟国家的北部,部分缓解西班牙产能过剩问题的影响。

尽管这些措施可能有助于缓解产能过剩的影响在短期内,一个长期可持续的解决问题,使可再生能源发电的进一步渗透符合2030年RES目标,需要一个更广泛的一系列政策措施。

5.2。替代的政策措施

产能过剩是一个严重的短期问题;然而,这个问题的可能的解决方案也可以开放机会加速长期过渡到一个更广泛的低碳能源系统。多余的发电能力可以通过采取纠正措施的需求和供应方面。

在需求方面,建立政策刺激内需的增长的电力起初似乎不符合欧盟能源效率和气候战略和承诺。然而,这些政策可能是合理的,如果他们抵消主要能源消费在其他领域。从这个意义上说,产能过剩的电力系统可能是一个机会,加快电气化的热量和运输行业,这可以说是一个主要的趋势脱碳的整个经济(1]。政策措施朝这个方向运输部门可能包括鼓励电动汽车或“electricity-to-fuel”的解决方案。同样,在热领域,鼓励增加高效热泵的渗透可能导致需求增加的电力行业更大的消费减少所抵消热部门。

供应方面也可以有助于修正。多余的发电能力建立在西班牙有一个积极的一面就是最污染的植物系统中剩余的不再是保证供应安全的关键。西班牙政府可以借此机会,需要一个渐进的煤炭中期内逐步淘汰,例如,deincentivise延续最污染的植物,例如,通过建立更严格的环境标准燃烧植物和删除现有的补贴国内煤炭的消耗。

西班牙政府也可以考虑现有产能的政策效率和经济效率的支付可分派一代植物。这些付款的理由是激励投资新工厂当有代充分性的担忧。西班牙目前相反的问题。能力支付不合理的在这些条件下,除了战略植物,例如,那些放置在特定的网络中心与一个额外的需要可分派能力。

目标设置在能源联盟包的最低互连目标电力发电装机容量的10%的成员国在2030年到2020年,15%当然可以提供一个机会为西班牙提供电力到其他国家,如德国和意大利。事实上,面试进行这个项目表明,改进的互连能力与其他国家被视为一个主要选项来缓解产能过剩的问题(见下文)。

5.3。措施,避免新的产能过剩将会在未来

鉴于RES的利用率相对较低和需要备份的能力与传统的电力来源,可以说,电力系统有一个很大的渗透物本质上是比其他人更capacity-intensive为了生产相同数量的电,确保供应安全在任何时候白天(基本荷载和峰值负荷)。

即使高RES渗透系统可能需要更大的股票备用能力,重要的是将过去的经验教训,创造条件当前产能过剩问题在未来长期能源政策决定。

为了避免将来新建产能过剩将会不健康,发展传统一代一边需要仔细与国家可再生能源协调部署目标。部署的实际水平,对常规和可再生能源方面,需要经常监视。关键是国家机关,负责长期能源规划、地方和地区政府,通常负责审批流程,密切协调。

6。在利益相关者访谈的结果

6.1。目的和方法

利益相关者之间的一项调查在2015年的10月推出。其目的是知道这些利益相关者的意见的发电产能过剩的原因和后果以及政策来解决这个问题。开放列表项在每个类别提供给被采访者,也可以提其他物品。面试指南(项目列表)。

原因(1)停电的风险在90年代末。(2)规划中存在的问题(错误的预测电力需求)。(3)廉价和容易的融资。(4)经济繁荣导致了相当大的增长需求。(5)积极的信号,政府对可再生能源的投资。(6)在燃机积极信号由政府投资。(7)容易给予行政许可的地区(协会)。(8)产能过剩是一个固有的问题对电力系统与RES普及率很高。

后果(1)产能过剩会导致次优的经济资源分配。(2)而是一个分配问题:失败者燃机的投资者。(3)而是一个分配问题:失败者的投资者可再生能源技术。(4)而是一个长期的问题在一个过渡的背景下向新能源模型:产能过剩是一个非常重要的障碍为未来投资可再生能源。

政策

已经采取了。没有采取哪些措施更有效缓解该问题在短期内?(1)暂停可再生发电投资采取了2012年。(2)燃机的冬眠。(3)与其他国家的改善互连能力。

没有采用。已采取哪些措施更有效缓解长期的问题吗?(1)激励的电气化交通部门和/或建筑物中的热量(高效热泵)。(2)机会来阻止污染最严重的操作发电植物。(3)终止支付能力可分派一代植物。(4)一个更好的长期能源计划。受访者被要求这些项目按照降序排列顺序根据他们的相关性,也就是说,更重要的是(1)最不重要。

电子邮件采访时结构反应被送往不同类型的利益相关者(见列表利益相关者)。这些包括能源专家、能源监管机构,和可再生能源协会。15人联系,没有代表性的目标。11日接受应对面试。下面的列表提供了一个列表的受访者。三个面试或者是属于电动工具,四或能源监管机构,三个能源专家,和一个来自可再生能源协会。他们的匿名的保证,因此不能提供他们的名字。

的利益相关者包括电力公司,前地区政府官员负责工业和能源问题,电力公司B,能源监管机构(目前),能源监管机构(目前),能源监管机构(以前),能源专家,能源专家,能源专家,以前在电业C,可再生能源协会。

6.2。主要结果

在本节中,主要提供了实证分析的结果,区分产能过剩的原因和后果的政策来缓解这个问题。

6.2.1。原因

表3总结了受访者的反应。受访者的列表中包含的行。答案是根据相关性分为两类连接到不同的项目(两个最和最相关的项目)。细胞的数量(即指特定的项目。,请参阅“面试指南(项目列表)”)。一位专家没有回答面试的部分原因,另一个没有提供他/她的意见最相关的产能过剩的原因。

在西班牙对产能过剩的原因,绝大多数受访者认为可以归咎于缺乏规划这个问题。之后,经济繁荣导致相当大的需求增加是指出这个问题背后的主要因素。相比之下,简单的行政许可的授予地方政府和产能过剩RES普及率高的系统固有的问题被认为是最不相关的产能过剩的原因。没有明显的差异可以看出在不同类型的演员。

6.2.2。后果

结果(表4),十一个受访者一致表明,产能过剩将导致次优的经济资源分配。这个反应的是回答“这是相当重要的一个问题对未来在转型的背景下,新能源模型。产能过剩是一个非常重要的障碍为未来投资可再生能源。“因此,产能过剩显然是认定为一个高度相关的障碍进行进一步投资于可再生能源技术。受访者都少了很多担心产能过剩的分配后果在燃机对投资者的损失,更是如此,对于那些投资于研究》,不同的反应在演员类型不能确定。

6.2.3。政策

最后,关于政策来解决这个问题,两种类型的政策是有区别的,这取决于他们的短期(已经执行措施的有效性)或长期范围(做什么,以减轻长期的问题)。

关于短期政策(见表5),大多数面试(6)认为互连能力的改善与其他国家可以缓解该问题。其次是“燃机电厂的冬眠”可以缓解该问题(3受访者)和“暂停RES发电可以减轻这个问题”(2受访者)。最后一个问题也被认为是最不相关的绝大多数受访者(7)。

关于如何解决这个问题的长期(表6),5个受访者认为这是一个机会来阻止污染发电厂更多的操作。四个声称,一个更好的长期能源计划在第一时间可以改善这个问题。提供激励的电气化交通和部门和消除热能力支付可分派电厂并不被视为解决问题的办法。差异的反应在演员类型不能确定短期和长期的政策。

7所示。结论

过度发电能力一直累积在西班牙在过去十年里。这个产能过剩的问题,由几个因素引起的,有几个不利的后果,最重要的是,它可以被认为是一个障碍对未来部署研究》提出了一些政策选择来处理这个问题,在一个短期或长期的地平线。本文分析了这些原因和后果,使用官方数据以及相关利益相关者的采访。它也试图识别不同利益相关者的意见关于政策可能在短期或长期缓解该问题。

产能过剩的显然是一个经济问题的效率(即分配资源。,短期内)。但它也是一个问题在长期在它可能是一个障碍,一个基于大量的RES能源过渡。

本研究为其他国家的一个主要教训是,能源规划应发挥关键作用缓解产能过剩的问题出现的可能性。特别是,这些计划应该适当适应经济周期的变化。几个选项来缓解产能过剩问题提出了部分6。尽管利益相关者都有自己的喜好,不同的选择不应该被看作是相互排斥的。实际上,在这样一个复杂的问题,也与困难解决方案,结合不同的选项可以推荐。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

本文基于智能能源的分析进行了欧洲(IEE)项目”对话2030年RES政策框架(Towards2030-dialogue)。“TOWARDS2030-dialogue项目是一个计划,可能是由于建立欧洲金融和智能能源提供的智力支持欧盟委员会(IEE)项目,由执行机构为中小企业。在这个项目的更多细节,明白了http://towards2030.eu/。

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