文章探讨了德国区域再调度市场对绿氢生产成本的影响。研究使用历史再调度数据,评估了不同电力采购情景下绿氢生产的经济可行性。结果表明,单独使用再调度电力生产绿氢在经济上不可行,但将其与电力购买协议(PPA)结合使用可显著降低生产成本。低再调度电价和高存储成本是影响成本降低的关键因素。研究还指出,再调度市场的价格水平不确定性可能抑制电解槽的市场参与,而保证低价则可能激励系统优化的电解槽选址。
随着欧洲为实现减排目标而进一步部署可再生能源发电,由于电网限制导致的弃电量预计将在未来几年大幅增加。在德国,下调再调度的可再生能源电量逐年上升,仅2023年就达到10太瓦时。尽管欧盟要求建立基于市场的再调度机制,但德国当局多年来一直抵制从成本再调度转向市场再调度,理由是担心市场行为和区域再调度市场竞争不足。
研究通过结合偏差校正的再分析天气数据和可再生能源参考电厂模型,重新创建了2022年和2023年德国所有区域再调度市场的历史再调度时间序列。这些时间序列涵盖了德国北部所有相关输电和配电系统运营商的再调度信息,最终汇总到八个地理市场区域,称为缓解区域。
研究采用线性优化模型评估不同电力采购情景的经济可行性,包括是否使用再调度电力。目标函数是最小化满足预定氢气需求的氢气生产系统的总成本。通过比较不同情景下的最小化成本,评估再调度电力对绿氢生产成本的影响。
研究设计了五种电力采购情景:仅PPA、仅再调度电力、PPA与再调度电力结合、先行者项目以及先行者项目与再调度电力结合。这些情景的比较揭示了再调度电力在不同条件下的经济潜力。
研究结果显示,单独使用再调度电力生产绿氢在所有区域和价格水平下均不具备经济竞争力。然而,将再调度电力与PPA结合使用可显著降低绿氢生产成本,尤其是在低电价和低存储成本的情况下。此外,再调度电价的不确定性可能抑制电解槽的市场参与,而保证低价则可能激励系统优化的电解槽选址。
研究表明,德国区域再调度市场为绿氢生产提供了新的电力采购选择。尽管单独使用再调度电力不可行,但其与PPA结合使用可有效降低生产成本。再调度市场的价格水平和电力可用性的不确定性是影响电解槽参与的关键因素。未来,价格和准入监管可能有助于确保再调度市场的成功及其预期的系统效益。