Την τελευταία εβδομάδα του Απριλίου είδαμε ωριαίες τιμές ηλεκτρισμου στις χονδρικές αγορές της ΒΔ Ευρώπης να αγγίζουν το επίπεδο των -500EUR/MWh. Εκείνες τις στιγμές όποιος μπορεί να απορροφήσει ενέργεια —από μια βιομηχανία μέχρι έναν οδηγό ηλεκτρικού αυτοκινήτου— μπορεί να επωφεληθεί οικονομικά. Το φαινόμενο αυτό προκύπτει από τον τρόπο λειτουργίας των αγορών ηλεκτρικής ενέργειας και τη μεγάλη συμμετοχή της αιολικής και ηλιακής παραγωγής, που σε συγκεκριμένες ώρες παράγουν πολύ περισσότερη ενέργεια από όση χρειάζεται το σύστημα. Η σύμπτωση των παρακάτω παραγόντων είναι καθοριστική για την εμφάνιση αρνητικώ τιμών:
- Διαρκής ηλιοφάνεια
- Δυνατοί άνεμοι για εκταταμένο χρονικό διάστημα
- Χαμηλότερη ζήτηση (πχ Σαββατοκύριακα, περιόδοι διακοπών)
- Ήπιες θερμοκρασίες που αποκλείουν τόσο την θέρμανση όσο και την ψύξη
Η εξέλιξη αυτή αποτυπώνεται καθαρά στη λεγόμενη «καμπύλη της πάπιας». Κατά τις μεσημεριανές ώρες, η υψηλή ηλιακή παραγωγή ρίχνει τη ζήτηση από το δίκτυο σε πολύ χαμηλά επίπεδα, δημιουργώντας ένα βαθύ «βύθισμα». Καθώς πέφτει ο ήλιος, η παραγωγή των φωτοβολταϊκών μειώνεται απότομα και το σύστημα χρειάζεται γρήγορα νέα ισχύ για να καλύψει τη ζήτηση, οδηγώντας το υπολειπόμενο φορτίο σε απότομη ανιούσα πορεία. Το σχήμα που προκύπτει θυμίζει το περίγραμμα μιας πάπιας
Γενικότερα, η τιμή του ηλεκτρισμού καθορίζεται μέσω δημοπρασιών για κάθε ώρα της επόμενης ημέρας. Το σύστημα απαιτεί διαρκή εξισορρόπηση μεταξύ παραγωγής και κατανάλωσης. Σε περιόδους με έντονη ηλιοφάνεια, ισχυρούς ανέμους, μειωμένη βιομηχανική δραστηριότητα και ήπιες θερμοκρασίες, η συνολική παραγωγή ξεπερνά τη ζήτηση. Η αγορά προσαρμόζει την τιμή προς τα κάτω έως ότου βρεθούν καταναλωτές, και η διαδικασία αυτή μπορεί να οδηγήσει το επίπεδο των τιμών ακομα και σε αρνητικά επίπεδα.
Οι λόγοι για τους οποίους η παραγωγή δεν μειώνεται άμεσα συνδέονται με τεχνικούς και οικονομικούς περιορισμούς. Αφ’ενός οι θερμικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας (λιγνίτης, κάρβουνο και σε πολύ μικρότερο βαθμό φυσικό αέριο) αντιμετωπίζουν σημαντικό κόστος όταν διακόπτουν πλήρως τη λειτουργία τους και επανεκκινούν, αφ’ετέρου η διαδικασία απαιτεί χρόνο, επιπλέον καύσιμα και επιβαρύνει τον εξοπλισμό. Στην ουσία οι χειριστές των σταθμών είναι διατεθειμένοι να χάσουν χρήματα προσωρινά πληρώνοντας το σύστημα για να απορροφήσει την ηλεκτρική παραγωγή με αντίτιμο την δυνατότητα συμμετοχής των μονάδων τους στις επόμενες ώρες όπου οι τιμές είναι υψηλότερες. Συχνές επανεκκινήσεις των μονάδων αυτών προκαλούν μηχανικές φθορές που θετουν σε κίνδυνο την συνέχιση της λειτουργίας τους, έτσι ενισχυεται το κίνητρο της συνεχούς λειτουργίας τους παρότι ζημιώνονται οικονομικά στις ώρες με μεγαλη ηλιοφάνεια.
Επίσης, στην περίπτωση των ΑΠΕ, πολλά έργα λειτουργούν με συμβάσεις που αποζημιώνουν κάθε μονάδα παραγωγής. Αυτό δημιουργεί κίνητρο συνέχισης της έγχυσης ενέργειας στο δίκτυο, ακόμη και όταν η αγορά έχει ήδη κορεστεί. Για παράδειγμα, ένα φωτοβολταϊκό πάρκο με σταθερή αποζημίωση βασει σύμβασης 50EUR/MWh έχει κίνητρο να συνεχίζει να προμηθεύει ενέργεια στο σύστημα μέχρι οι αρνητικές τιμές να γίνουν ίσες με την σταθερή αποζημίωση. Η Γερμανική κυβέρνηση έχει ψηφίσει έναν νόμο (51ΕΕG) βάσει του οποίου η επιδότηση μηδενίζεται εάν οι τιμές παραμείνουν αρνητικές για έξι συνεχόμενες ώρες, έτσι ώστε να μην σπαταλούνται άσκοπα τα χρήματα των φορολογουμένων. Τέλος, είναι τεχνικά αδύνατο για πολλές εγκαταστάσεις ΑΠΕ να σταματησουν παροδικά την λειτουργία τους.
Το αποτέλεσμα είναι ένα περιβάλλον όπου σημαντικός όγκος παραγωγής διοχετεύεται στο συστημα σε ώρες χαμηλής ζήτησης. Μεσα στον Απρίλιο οι αρνητικές τιμές εμφανίστηκαν σε περίπου ένα δέκατο των ωρών λειτουργίας της αγοράς στην ΒΔ Ευρώπη. Σε έναν μόνο μήνα, περίπου 16 τεραβατώρες αιολικής και ηλιακής παραγωγής διατέθηκαν σε αρνητικές τιμές, με το συνολικό οικονομικό αποτύπωμα να ξεπερνά τα 400 εκατομμύρια ευρώ. Οι ποσότητες αυτές αντιστοιχούν στην κατανάλωση ολόκληρων χωρών, γεγονός που αποτυπώνει την ένταση της μεταβολής.
Ωστόσο, η κατάσταση αυτή δεν μεταφράζεται σε αντίστοιχη μείωση του κόστους για το σύστημα. Αντιθέτως, η ανάγκη για διατήρηση της ευστάθειας του δικτύου αυξάνει τα κόστη εξισορρόπησης (Balancing Costs), καθώς ο Διαχειριστης Συστηματος πρέπει να αποζημιώνει μονάδες για τη μεταβολή της παραγωγής τους ή για την παροχή εφεδρειών. Σε περιβάλλον αρνητικών τιμών, το οικονομικό βάρος της εξισορρόπησης και των αποκλίσεων μετακυλίεται τελικά στους τελικούς καταναλωτές μέσω των ρυθμιζόμενων χρεώσεων στους λογαριασμούς ρεύματος, καθιστώντας σαφές ότι η “δωρεάν” ενέργεια των ΑΠΕ συνοδεύεται από ένα κρυφό κόστος διαχείρισης του συστήματος.
Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, η χρονική μετατόπιση της κατανάλωσης αποκτά ιδιαίτερη σημασία. Ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο που φορτίζει σε ώρες χαμηλών ή αρνητικών τιμών μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος ενέργειας, ιδίως όταν υπάρχει σύνδεση με δυναμικά τιμολόγια. Αντίστοιχες δυνατότητες εμφανίζονται σε αντλίες θερμότητας, βιομηχανικές εφαρμογές και συστήματα αποθήκευσης. Το χρόνικό σημείο της κατανάλωσης λειτουργεί πλέον ως εργαλείο εξισορρόπησης του συστήματος.
Η αυξανόμενη εμφάνιση αρνητικών τιμών στρέφει το ενδιαφέρον σε επενδύσεις που μπορούν να απορροφήσουν πλεονάζουσα ενέργεια και να τη μεταφέρουν χρονικά, όπως οι μπαταρίες, τα έργα υδρογόνου και οι τεχνολογίες διαχείρισης ζήτησης. Η αξία στο ενεργειακό σύστημα διαμορφώνεται γύρω από την ευελιξία και την ταχύτητα προσαρμογής. Για όσους μπορούν να επιλέξουν πότε θα καταναλώσουν ενέργεια, ο χρόνος γίνεται ο καθοριστικός παράγοντας που μετατρέπει το κόστος σε ευκαιρία.
