条件下英国电力进口的安全

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英文标题：
《The Security of the United Kingdom Electricity Imports under Conditions
  of High European Demand》
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作者：
Anthony D Stephens and David R Walwyn
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最新提交年份：
2018
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英文摘要：
  Energy policy in Europe has been driven by the three goals of security of supply, economic competitiveness and environmental sustainability, referred to as the energy trilemma. Although there are clear conflicts within the trilemma, member countries have acted to facilitate a fully integrated European electricity market. Interconnection and cross-border electricity trade has been a fundamental part of such market liberalisation. However, it has been suggested that consumers are exposed to a higher price volatility as a consequence of interconnection. Furthermore, during times of energy shortages and high demand, issues of national sovereignty take precedence over cooperation. In this article, the unique and somewhat peculiar conditions of early 2017 within France, Germany and the United Kingdom have been studied to understand how the existing integration arrangements address the energy trilemma. It is concluded that the dominant interests are economic and national security; issues of environmental sustainability are neglected or overridden. Although the optimisation of European electricity generation to achieve a lower overall carbon emission is possible, such a goal is far from being realised. Furthermore, it is apparent that the United Kingdom, and other countries, cannot rely upon imports from other countries during periods of high demand and/or limited supply.
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中文摘要：
欧洲的能源政策是由供应安全、经济竞争力和环境可持续性这三个目标推动的，这三个目标被称为能源三重困境。尽管三重困境中存在着明显的冲突，但成员国已采取行动促进欧洲电力市场的全面一体化。互联互通和跨境电力贸易一直是此类市场自由化的一个基本组成部分。然而，有人认为，由于互联互通，消费者面临更高的价格波动。此外，在能源短缺和高需求时期，国家主权问题优先于合作。本文研究了2017年初法国、德国和英国的独特情况，以了解现有一体化安排如何解决能源三重困境。得出的结论是，主导利益是经济和国家安全；环境可持续性问题被忽视或忽视。虽然优化欧洲发电以实现较低的总体碳排放是可能的，但这一目标远未实现。此外，英国和其他国家显然不能在需求旺盛和/或供应有限的时期依赖其他国家的进口。
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分类信息：

一级分类：Economics        经济学
二级分类：Econometrics        计量经济学
分类描述：Econometric Theory, Micro-Econometrics, Macro-Econometrics, Empirical Content of Economic Relations discovered via New Methods, Methodological Aspects of the Application of Statistical Inference to Economic Data.
计量经济学理论，微观计量经济学，宏观计量经济学，通过新方法发现的经济关系的实证内容，统计推论应用于经济数据的方法论方面。
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一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：General Finance        一般财务
分类描述：Development of general quantitative methodologies with applications in finance
通用定量方法的发展及其在金融中的应用
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关键词：econometrics Quantitative Arrangements Applications Optimisation

欧洲高需求条件下英国电力进口的安全性tonystephensgigg@gmail.comAbstractEnergy欧洲的政策是由供应安全、经济竞争力和环境可持续性这三个目标推动的，这三个目标被称为能源“三重困境”。尽管三重困境中存在着明显的冲突，但成员国已采取行动，促进欧洲电力市场的全面一体化。互联互通和跨境电力贸易一直是此类市场自由化的基本组成部分。然而，有人认为，由于互联互通，消费者面临更高的价格波动。此外，在能源短缺和高需求时期，国家主权问题优先于合作。本文研究了2017年初法国、德国和英国的独特情况，以了解现有的一体化安排如何应对能源三重困境。得出的结论是，主导利益是经济和国家安全；环境可持续性问题被忽视或忽视。虽然优化欧洲发电以降低总体碳排放是可能的，但这样的目标远未实现。此外，显而易见的是，在需求旺盛和/或供应有限的时期，英国和其他国家不能依赖其他国家的进口。关键词Selectricity导入；互联互通；能源安全；联合王国；欧洲内部能源市场1。

导言德国、法国和英国（英国）拥有欧洲最大的发电能力，但只有德国和法国产生了巨大的出口盈余[1]。虽然多年来，英国也有大量的发电能力储备，但近年来，由于许多燃煤发电站关闭，没有建立替代容量，这些储备已经耗尽。2016年10月，英国国家电网预测，英国总发电能力与其冬季高峰需求之间的差距可能会降至1.1%[3]。自2007年以来，包括英国在内的欧洲能源体系一直受到能源政策的影响，该政策旨在实现供应安全、经济竞争力和环境可持续性的共同目标，统称为能源“三重困境”[4，5]。尽管三重困境中存在着明显的政策冲突，尤其是能源安全和竞争力之间的政策冲突【6】，后者与市场自由化密切相关，但欧盟各国已采取行动，促进欧洲电力市场的全面整合【7】。欧洲国家之间的互联互通和跨订单电力贸易一直是此类市场自由化的基本组成部分[8]。例如，2014年，欧盟委员会要求成员国在2020年前安装至少占其国家总装机容量10%的互联容量【9】。近年来，英国和法国之间的2千兆瓦（GW）互联网络和英国和荷兰之间的1千兆瓦互联网络已接近满容量运行，向英国输送电力【10】，尽管由于主要发电机的滥用，价格和容量利用率均不高【11】。

能源事务评论员表示担心，在需求旺盛的时期，对欧洲能源系统的依赖可能会降低英国能源系统的安全性[12]。然而，对潜在脆弱性的分析通常很困难，因为对能源系统的严重压力是调查其弱点所必需的，但这种情况很少发生。此外，直到最近，还没有实时数据来支持对此类事件发生时的分析。2017年1月，我们将在下一节讨论一些因素，结合起来为欧洲能源系统提供有用的压力测试。本报告将利用德国、法国和英国的实时记录，分析这一时期欧洲能源系统的表现。我们会发现，这些记录为在欧洲能源系统面临巨大压力之际英国互联网络的运行提供了有用的见解，反映了欧洲能源政策在ratheron论文中的实际运作情况。2、2016/17年冬季欧洲能源系统的压力问题期间，欧洲发电系统内同时存在的压力扰乱了正常的能源流动。下面将详细介绍每种压力。2.1西欧低风图1显示了2017年1月23日的天气概况，这是2017年1月1日至25日之间的典型时期，当时西欧大部分地区有一个固定的高压区。

图2显示了2017年1月英国、法国和德国产生的风能，当时的风型基本上是同相的。图1:2017年1月23日欧洲天气概况图2:2017年1月英国、法国和德国风力发电来源：Gridwatch【10】、Fraunhofer太阳能系统研究所ISE【13】、Gridwatch【14】2.2欧洲（包括英国）的高能源需求与英国不同，英国主要使用天然气进行家庭供暖，法国主要依赖单一电力。如图3所示，2017年1月，整个欧洲的异常寒冷天气导致法国的非电性需求比2016年水平高出约10 GW。2.3法国对核能发电的限制法国电力供应的主要贡献者是其58座核反应堆。因此，2016年6月，法国核安全局（ASN）对法国核压力容器可能被非法认证的担忧展开调查，引发了对在役反应堆群完整性的严重怀疑，这是一件严重的事情。由于法国要求关闭58座核反应堆中的20座进行检查，2016年10月，法国的电力出口降至2012年2月寒冷天气以来的最低水平，这是法国最后一次从英国进口电力。这导致英国的电价在10月期间多次超过100欧元/小时。

图4显示，与2016年1月相比，2017年1月大部分时间的核电水平显著降低。图3:2016年1月（左）和2017年1月（右）法国的电力需求来源：Gridwatch[10]图4:2016年1月（左）和2017年1月（右）法国的核能发电来源：Gridwatch[14]2.4英法互联网络受损2016年11月30日报道，法国和英国之间海床上的8条电缆中有4条受损，可能是通过拖拽船锚，损坏的缆索直到2017年2月才会修复【3】。文章指出，供应紧缩可能导致1月和2月的波动加剧和能源价格上涨，封存的燃煤电站可能不得不被迫投入使用，以满足电力需求。如图5所示，这种损坏的后果将互连器的容量从±2 GW降至±1 GW。图5:2016年1月和2017年1月英法互联网络的使用情况来源：Gridwatch【14】3。压力对英国进口的影响国内需求的增加和核能发电能力的降低导致可从法国出口的电力严重减少。如图6所示，2016年1月大部分时间，法国出口约10 GW，但2017年1月大部分时间，法国是净进口国。2017年1月的大部分时间，法国从英国进口了1 GW，而2016年1月法国主要向英国出口2 GW。图6:2016年和2017年法国电力出口（负值为出口，正值为进口）来源：Gridwatch【14】通过英国Hollandinterconnector从荷兰进口到英国的主要电力来源是德国。

我们稍后将看到，在2017年1月的大部分时间里，德国风力发电机组不仅不可靠，而且从法国的进口量也低于正常水平。如图7所示，2016年1月，法国一直是德国的电力供应商，但2017年同期，法国主要从德国进口电力。图7:2016年1月和2017年1月法国对德国的出口额（负值为出口额，正值为进口额）来源：弗劳恩霍夫太阳能系统研究所ISE【13】尽管德国的风力发电机组容量为45 GW，1月3日发电量为35 GW，但当月的产量变化很大。1月8日，风力发电机组只能产生0.3 GW的总发电量，在整个欧洲10天的高压期间（1月15日至25日），德国的风力发电量微不足道（见图8中的绿色部分）。该图中的亮点包括周末，当时德国的总需求通常比周日需求低20 GW，以及德国风力发电量超过10 GW的月份。图9中的英国Hollandinterconnector记录也突出显示了德国的周末和大风时段。

可以看出，在周末或德国风力发电量超过10 GW的时期，英国-荷兰互联公司是英国唯一可靠的电源。图8:2017年1月德国发电量的主要组成部分来源：弗劳恩霍夫太阳能系统研究所ISE【13】图9:2017年1月从荷兰到英国的进口量（突出显示的是周末和德国风力发电量超过10 GW的时段）来源：Gridwatch【10】关于英国与欧洲在2017年1月证实，在欧洲能源系统面临压力的时候，它不应该依赖欧洲能源系统。法国和德国这两个在正常时期拥有巨大能源出口能力的西欧国家，将在此时集中精力满足其国内需求。4、讨论4.1英国电力进口的前景2017年1月冬季之前，英国未能在2012年冬季使用英法电力互联网络。出于以下原因，欧洲能源系统在未来冬季的剩余发电能力可能会显著减少，从而降低通过互联网络进口的可靠性。法国电力公司（EDF）目前面临着一个严重的问题，即其58个老化的核反应堆正在接近生命的尽头，这些反应堆提供了法国75%的电力。法国国家审计署（National Audit Office）估计，未来13年，法国电力公司（EDF）将不得不花费1000亿欧元，以使反应堆达到现代安全标准。如果这是正确的，法国可供出口的电力将不可避免地大大少于过去。

事实上，在冬季电力需求旺盛的时期，法国可能会成为电力进口国，而不是出口国。2、除了法国反应堆群老化的问题外，2015年EDF在弗拉曼维尔建造的新flagshipEPR反应堆压力容器中发现碳含量升高的问题。看来，几十年来，勃艮第制造商可能故意伪造了压力容器安全测试，使整个反应堆机组的完整性受到质疑。法国电力公司被命令对其58座反应堆中的18座进行紧急测试，尽管《COP21碳排放协议》最近生效，但法国不得不恢复32年来最高水平的燃煤。2016年10月法国的电力出口量比2015年10月的水平低89%，对价格影响最严重的不是法国，而是英国【17】。问题的严重性导致法国电网运营商RTE制定紧急计划，对法国家庭和企业实施2小时的停电。Flamanville EPR的问题引发了人们对EDF在萨默塞特欣克利角提议的180亿英镑EPR的可行性的担忧，其目的是提供英国7%的电力。即使Flamanville EPR于2018年投产，也需要11年的时间才能建成，105亿欧元将是预算的三倍[20]。由于其反应堆机组的债务高达370亿欧元，翻新成本高达1000亿欧元，许多人怀疑EDF是否有能力为欣克利点提供资金。

那些质疑欣克利点EPR可行性的人包括EDF前财务总监，他辞职后辩称，EDF承担不起在国内为如此巨大的挑战融资的同时追求昂贵的海外新项目[2]。随着福岛核灾难后德国决定在2022年前逐步淘汰自己的核能发电，德国正在成为越来越不可靠的出口能源供应商。2010年德国的核发电容量为20.43 GW，2016年降至10.80 GW，如果到2022年仍有剩余的发电容量在不进行更换的情况下丧失，这显然将对西欧的整体能源平衡产生严重影响【21】。近年来，英国国内发电能力的下降加剧了上述对法国和德国可靠供应的威胁，这是政府决定在2025年前逐步淘汰燃煤发电，而不提供可靠的发电来源替代的结果。许多组织，包括英国工业联合会（Federation of British Industry）、苏格兰电力公司（Scottish Power）和机械工程师学会（Institute of Mechanical Engineers），都与政府部长就建设新的燃气发电能力进行了激烈的辩论，但没有成功[2，22]。英国政府取而代之的是每年12月举行的容量拍卖，届时邀请发电机竞价支付款项，以提供冬季备用容量。政府的希望是，这些付款将促进对新的天然气发电能力的投资。然而，由于能源价格处于历史低位，2015年和2016年的拍卖导致合同主要针对最脏的燃料，即柴油和燃煤发电【23，24】。