期货研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 欧洲电价跌宕起伏，剖解电力供需症结 莫骁雄 投资咨询从业资格号：Z0019413 moxiaoxiong023952@gtjas.com 张 航 投资咨询从业资格号：Z0018008 zhanghang022595@gtjas.com 报告导读： 2023年以来，欧洲负电价现象出现地较为频繁，在7月份尤为明显。欧洲电力交易中心给予负电价的定义为“负电价就是当高度不灵活的发电碰到了低需求时，电力批发市场的价格信号”。究其根源，在于可再生能源发电波动性较大而灵活性欠佳，造成了电力供应的阶段性过剩。 回溯欧洲近些年来电力供应结构的演变，在不断释出的减碳政策鼓舞之下，市场逐步完成了竞争迭代，可再生能源发电的占比不断提高。而电力供应结构中的症结主要在于可再生能源的灵活度欠佳，造成部分时段的电力供需难以匹配。当电力的供给大于需求时，电力价格承压下降，然而电力生产短时间难以立即停止，因此，即使上网电价无法覆盖电力生产成本，发电依然继续，生产出的电力以低价售出。欧洲不断释出战略型指引和支持型补贴政策推动可再生能源电力发展的同时，可再生能源发电不稳定、波动大的问题也随着基数的走高而被放大，愈加容易造成电力供应的显著过剩（负电价）或者短缺（高电价）。 此外，欧洲负电价的出现另一重要原因是可再生能源的边际成本低，低电价时企业鲜少采用灵活调整发电量的方法，依然会维持电力供应。可再生能源发电经历了长时间的沉淀，政府的补贴、技术的进步等均推动了其降本增效。行业如今步入相对成熟发展的阶段，能够深度参与供电的市场化竞争。也正是在电价市场化的背景下，可再生能源发电的低边际成本优势突出。通过对比可再生能源与传统能源发电的LCOE（平准化度电成本），我们发现对于传统能源发电厂而言，发电量越高即代表燃料和碳交易成本会随之上升。并且由于燃料和碳交易成本在LCOE中占比过半，发电量增加即使能够稀释固定成本，但是对总LCOE的边际降低效果较弱。对于可再生能源发电而言，反而是固定成本占据半壁江山。因此，处于分母项的发电量越大，则越有利于稀释每单位的固定成本，即具有更显著的“低边际成本”优势。遇到电力因为供应过剩而下行的时期，可再生能源尚且能够得益于密集发电期的规模效应，产生边际上更为低廉的成本，而传统能源的单位发电成本则更为刚性，使得其竞争优势减弱，有可能出现因亏损而调减发电量的情形，从而面临市场份额被可再生能源发电所挤出的风险，直至电力供需回归平衡。 当下欧洲迫切进行的新能源转型和无法匹配的储能系统之间的矛盾依然存在，结合每年风力和光伏发电的波动规律和欧洲电力需求“两头高，中间低”的季节性特征，夏季和冬季容易面临的供需劈叉风险难以消弭。因此，可再生能源发电的弹性和低边际成本的属性或将持续在某种程度上加剧欧洲电力价格的波动幅度。其中夏季若可再生能源发电量超历史水平，电力供应冗余从而拖累电力价格，甚至出现负电价情形；反之，欧洲冬季更容易在可再生能源发电例如风力发电不及预期时呈现电力紧张格局，产生电价飙涨的可能性。夏冬季节仍需将焦点落在可再生能源发电量上，且关注可能传导至能源价格承压或是飙涨的风险。 感谢实习生臧子阳为本篇报告做出的贡献。 2023年08月31日 二〇二三年度 国泰君安期货研究所 期货研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 目录 1. 欧洲负电价——高度不灵活的发电遇低需求时，电力批发市场的价格信号 .................................................................... 3 2. 欧洲可再生能源发电站上舞台，夏季和冬季时期较易产生供需错配 .................................................................................. 4 2.1 电力供应结构演变——政策推动去碳进程，可再生能源发电的波动性随基数被放大 ...................................... 4 2.2 可再生能源发电成本逐年递减，季节性密集发电期拖累价格 .................................................................................... 9 3. 欧洲电力需求总量呈相对刚性，季节性波动显弹性 ................................................................................................................ 15 3.1 欧洲电力消费处于平台期，以年为维度的增量有限 .................................................................................................... 15 3.2 欧盟地区用电季节性特征显著，夏季用电量普遍低于冬季....................................................................................... 16 4. 可再生能源的高弹性和低边际成本加剧欧洲电价波动，警惕夏冬风险 ........................................................................... 17 期货研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 （正文） 1. 欧洲负电价——高度不灵活的发电遇低需求时，电力批发市场的价格信号 进入2023年之后，欧洲负电价的新闻在市场上阶段性涌现。早在4月，荷兰电价一度跌破-700欧元/兆瓦时，加权平均电价持续为负。7月，德国、荷兰、丹麦、奥地利等国家亦多次出现负电价的情况。欧洲电力交易中心给予负电价的定义为“负电价就是当高度不灵活的发电碰到了低需求时，电力批发市场的价格信号”。 究其根源，在于可再生能源发电波动性较大而灵活性欠佳，造成了电力供应的阶段性过剩。回溯欧洲近些年来电力供应结构的演变，不难发现其趋势表现为可再生能源的占比不断提高。而电力供应结构中的症结主要在于可再生能源的灵活度欠佳，造成部分时段的电力供需难以匹配。当电力的供给大于需求时，电力价格承压下降，然而电力生产短时间难以立即停止。因此，即使上网电价无法覆盖电力生产成本，发电依然继续进行，生产出的电力以低价售出。 图1：2023年7月欧洲地区的德国、荷兰等国家均出现负电价情形 资料来源：Nord Pool 期货研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 图2：欧盟27国可再生能源占最终能源消费总量的比例逐年抬升 图3：可再生能源发电高度依赖天气，电力系统需要充分建立起应对需求、发电的不确定性变化的能力 资料来源：Eurostat，国泰君安期货研究 资料来源：ENTSO-E 负电价的出现本质上是供给大于需求所导致的价格下降，当下欧洲的电力供给端和需求端都出现了不同于以往的特殊情况。 站在供给侧的角度，随着近年来可再生能源发电的占比攀升，欧洲的确减少了化石能源和清洁能源的对外依存度，更好地实现了绿色环保目标，但是可再生能源发电的问题愈渐暴露出来。一方面，风力和光伏发电等深刻受着气候的影响，发电量的波动性较大。另一方面，欧洲的可再生能源发电的弊端是电力普遍存在的问题：电力储存非常困难，在储能容量之外需要“即产即销”。无论消费端是否需要电力，发电企业都需要将生产出的销售出去。叠加上可再生能源发电的不稳定性，随时可能生产出更多的电力，供给端的波动因此而产生。 从需求端来看，欧洲在2020年全球突发卫生事件影响之后，社会生产活动尚未完全复苏。2023年以来，欧洲制造业PMI持续探底，亦对应着其工业用电需求羸弱的现实写照，市场对电力的需求疲软。电力市场很容易供大于求，也因此导致了电力价格下降。欧洲普遍采用竞价上网的机制，即市场会优先选择报价最低的发电企业。对于发电企业来说，即使价格降低至负电价也需要被迫接受，这主要是因为如果停止发电机组的运行所带来的成本损失要远高于接受负电价。 总而言之，2023年电力需求呈现弱势，可再生能源发电占比不断提高的欧洲电力供应就出现了大量的时段错配——供给大于需求。同时，接受低电价又是发电企业相较于停止发电机组这种高成本的方式而言的更优选项，双驱动因素共同造成了欧洲负电价现象在年中左右蔓延的局面。下文，将从欧洲发电结构、成本等，以及电力需求总量和季节性等角度进行详细剖析。 2. 欧洲可再生能源发电站上舞台，夏季和冬季时期较易产生供需错配 2.1 电力供应结构演变——政策推动去碳进程，可再生能源发电的波动性随基数被放大 欧洲始终致力于推动绿色可再生能源代替传统能源，一方面是为了应对气候变化，2019年12月，欧盟公布了应对气候变化、推动可持续发展的“欧洲绿色协议”，希望能够在2050年前实现欧洲地区的“碳中和”，通过利用清洁能源、发展循环经济、抑制气候变化等措施提高资源利用效率，实现经济可持续发展。另一方面则是为了摆脱对俄罗斯的能源依赖。2022年，俄乌冲突爆发后，欧洲减少了对俄罗斯的能源进口，天然气进口的减少催生欧洲能源供需缺口，刺激欧洲天然气、电力价格双双飙涨。以德国为例，2015年1月到2023年6月的电力批发价格显示，在俄乌冲突前，德国的电力批发均价在50欧元/兆瓦时左右，到了26.76928.60129.65530.17231.10432.13434.08637.40837.5062022242628303234363840201320142015201620172018201920202021% 期货研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 2022年，能源价格最高到了500欧元/兆瓦时，飙升了近10倍。在以上两个因素的螺旋式推动下，欧洲可再生能源发电的战略征程加速。 战略型指引政策和支持型补贴政策是实质性推动社会向绿色能源转型的动能。 战略指引方面，欧盟是世界上最早探索绿色减碳可持续发展的主体地区之一，在上世纪末和本世纪初的探索阶段就有了相应的政策，包括1998年的《能源行动框架计划》、2007年的《2020年气候和能源一揽子计划》、2014年的《2030年气候与能源政策框架》等。在2018年后，欧盟的低碳环保路线进入了成型期。2018年欧盟通过了《欧盟2050战略性长期愿景》，并提出愿景——通过以具有成本效益的方式进行社会公平转型，到2050年实现温室气体净零排放。欧盟在2019年的联合国气候变化大会上发布了《欧洲绿色协议》（European Green Deal），根据可再生能源指引，将2030年可再生能源目标从目前的32%提高到至少42.5%。2020年《欧洲气候法》被提出，并在2021年6月28日获得通过，从法律层面推动欧盟实现碳中和。随后《Fit for 55》计划的通过，进一步对欧盟碳中和路径进行了阶段性规划。 图4：德国2015年至2023年6月电力批发半年度均价 资料来源：Eurostat，国泰君安期货研究 表1：欧洲环保减碳政策梳理 欧洲/欧洲共同体/欧盟主要环保减碳政策 初始阶段 年份 政策 主要内容及意义 1986年 《能源政策》 能源政策的法律基础，提出开发可再生能源 1988年 《能源内部市场》报告 建立欧共体一体化的天然气和电力市场 1990年 《欧共体减排要求》 提出限制二氧化碳排放的具体目标 发展阶段 1992年 《欧洲联盟条约》 包括了欧盟成立后的减碳政策 1995年 《欧盟能源政策白皮书》 规划能源政策，要求发展可再生能源技术，并提出具体目标 1997年 《未来能源：可再生能源-共同体战略与行动计划》 1998年 《能源行动框架计划》 050100150200250300