エネルギー論争と政策用語集

エネルギー論争用語集
シドニー郊外の変電所近くに高圧送電線があります。 ロイター通信社

オーストラリアのエネルギー市場は、私たちの日々のニュースサイクルにおいて重要な役割を果たしています。 この分野を巡る無限のイデオロギーと政治の中で、「ベースロードパワー」や「ディスパッチ可能な発電」などの技術用語が頻繁に使われているため、これらの用語の意味が一般の討論で失われる危険があります。

「エネルギー危機」という言葉は 縞模様の 危機が物価であるのか、供給の安定性であるのかについてのいくつかの混乱を伴って、かなり緩やかに。 政治のすべての側面が創設以来の20年にわたってエネルギー政策に一貫したそして原則的な注意を払っていたならば、これの政治は不利でありそして大部分は回避可能である。 国内エネルギー市場.

これらの用語のいくつかの意味と、それが気候政策、新技術、そしてオーストラリアにおける市場改革と規制の進展とどのように関連しているかについて、記録を直に設定する価値があります。

この用語集は、決して網羅的なものではありませんが、最初のステップです。

ベースロード電力

ベースロード電力とは、一般的に年間を通じて継続的に稼働し、安定した出力レベルで稼働する発電資源を指します。 ベースロードリソースの継続的な運用は、他の電源に比べてランニングコストが低いため、経済的に意味があります。 ベースロードプラントの価値は主に経済的なものであり、絶えず変化するシステム要求に追従する能力とは関係ありません。

ベースロード発電所には、石炭火力およびガス火力の複合サイクル発電所が含まれる。 しかし、オーストラリアの国際 コミットメント 炭素排出量の削減は、伝統的なベースロード資源の経済的実行可能性を低下させています。

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Loy Yangのこのような石炭火力発電所は次第に引退しつつあります。

卸売市場(「国家エネルギー市場」)

National Energy Marketという用語は、主にオーストラリアの東海岸での卸売エネルギーの競争市場を指すため、混乱を招きます。 西オーストラリアやノーザンテリトリーは含まれず、ガスシステムも含まれます。 国家エネルギー市場では、あらゆる規模の電力規模の電力資源を送電系統に接続して、大規模な電力要件を満たすことができます。

しかし、「エネルギー市場」、さらには「NEM」についての業界の話は、電圧伝送、中電圧および低電圧配電のためのネットワークを含むサプライチェーン全体、ならびに最終消費者への小売も指すことができます。 消費者が見る価格には、サプライチェーンのこれらすべての側面が含まれます。 これは混乱を招く可能性があります。

卸売市場は、発電機間で競争があるため、「市場」と呼ばれます。 各発電機は電力を売るために毎日の価格「入札」を出し、5分ごとに最大10の価格帯で数量を調整します。 このようにして、電力の販売は、利用可能なエネルギーおよび発電ユニットの性能に合わせられる。

市場は、電気代を最小限に抑えるために、すべての変動可能な「配分可能な」資源を効率的に配分するように働きます。 の オーストラリアエネルギー市場オペレーター (AEMO)は国内エネルギー市場を調整します。

卸売価格

NEMで電力が取引される卸売「スポット」価格は、各地域の需要と供給のバランスをとるために最も受け入れられている発電機の提案に基づいています。 これは、発電機による効率的な行動を奨励すること、および資源の効率的な指示を調整することを目的としています。

ストレージ

貯蔵は、後の使用のために、典型的には電池に取り込まれるエネルギーを指す。 電気は過去に貯蔵するのに費用がかかりました、しかし貯蔵の費用はバッテリー技術の進歩と共に下がり続けると予想されます。 例えば、 リチウムイオン電池 移動通信やラップトップ用に開発されたが、現在は電気自動車や実用的規模のエネルギー貯蔵用に拡大されている。

環境
リチウムイオン電池は携帯電話用に開発されましたが、現在はテスラ社のモデルSやモデルXなどの電気自動車の一部として使用されています。 ロイター通信社

システムの伝統的に低い貯蔵レベルのために、電気はそれが必要とされる時の数秒以内にほとんど発生されなければなりません、さもなければシステムの安定性は危険にさらされることができます。 風力と太陽光発電の市場浸透が進むにつれて、貯蔵技術はより価値あるものとなるでしょう。 さまざまなバッテリ技術のコストが下がると、これは実現しやすくなります。

需要(およびピーク需要)

需要とは、ある瞬間に消費レベルを満たすのに必要な電力量のことです。 電力とは、メガワット(百万ワット、またはMW)単位のエネルギー消費率を指し、メガワット時(MWh)単位のエネルギーとは、日、月、年などの期間における総消費量を表します。

ピーク需要は、冬の暖房や夏の冷房など、特定の季節に必要とされるエネルギー消費の最高比率です。 予期しない機能停止に備え、信頼できる供給を維持するために必要な発電設備の量を決定するため、これは極めて重要な手段です。

ディスパッチ可能世代

ディスパッチ可能発電は、電力の需要と供給のバランスをとるために制御することができる化石燃料または水力発電に基づく発電の種類を指す。 天然ガス燃焼に基づくより柔軟な発電所(開放サイクルガスタービンまたは水力発電所など)は、部分負荷で動作し、需要と供給の短期的な変化に対応することができます。

ここでの柔軟性がカギです。 貯蔵は、電池または揚水式貯蔵のいずれからも、同様に柔軟性を提供することができる。 そのようなリソースの必要性は、より緊急のものになっています。 退職 より古いベースロード発電所とより少ない排出集約的なエネルギー源の増加する量の。

周波数制御

発電所の同期発電機は、毎秒約50サイクルで回転します。 この速度は「周波数」と呼ばれます(ヘルツ、シンボルHzと表記)。 この一定周波数を制御することは信頼性を維持するために不可欠です。

どこかで発電の喪失があると、余分な電力が他の発電所から電力網を通して引き出されます。 これにより、これらの発電機の回転子は減速し、システム周波数は低下します。 重要なパラメータは、いわゆる「周波数の最大変化率」です。 周波数の変化が速いほど、修正措置を取るために利用できる時間が短くなります。

慣性

慣性とは、発電と負荷の間の著しい不均衡の後にシステムが安定した周波数を維持する能力を指します。 慣性が高いほど、外乱後の周波数の変化率は遅くなります。

1つの重大な懸念は、安定した電力を可能にするために慣性がほとんど常に十分でなければならないことです。 多くの石炭火力発電所が引退していることを考えると、慣性の量は著しく減少しています。

最終的には、電力システムは、同期発電機を追加すること(発電とは無関係に動作すること)によって、または電力システム周波数の偏差に非常に迅速に応答することができる他の電力システム制御を提供することによって明示的に慣性を提供する必要がある。 これらは、現在すでに利用可能なストレージと高度なパワーエレクトロニクスの組み合わせに基づくものです。

国内エネルギー市場内の地域市場

National Energy Marketは、東部州で5つの相互接続された地域市場として運営されています。クイーンズランド州、ニューサウスウェールズ州、ビクトリア州、南オーストラリア州、およびタスマニア州です。 これは、電力システムがもともと州当局のもとで設立された方法を反映しています。

国家エネルギー市場は、2つの重要な要因により、単一の価格で単一の市場として運営することはできません。 州間の電力伝送の制約を完全に排除することは費用対効果が高くなく、電力伝送における電気的損失はこれらの損失の影響を効率的に反映するために各場所が異なる価格を必要とすることを意味する。

地域間の電力潮流が大きいと、損失のために地域間で価格が最大30%変動する可能性があります。 需要に対して電力が不足すると、高価格が発生します。 負の価格は、負荷が約束された最低安定発電量を下回ると発生します。 高価格の時期(通常は需要が高いため、または容量が少ないために頻度が低い)には、インターコネクタが限界に達すると価格差が大きくなり、輸入地域で非常に高価な発電が行われる可能性があります。

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国立エネルギー市場はオーストラリアの東海岸にまたがって運営されています。

インターコネクタ

国家エネルギー市場における長距離(端から端までの4000km、世界最長の同期電力システム)を考慮すると、州ベースの地域間では伝送容量に大きな制約があります。 これらの制約には、「インターコネクタ」と呼ばれる特別な処理が与えられます。

これらのインターコネクタの限界電力損失は5分ごとに計算され、リソースの効率的な配分をサポートし、各地域のスポット価格が効率的であり、一般的な需給と一致するようにします。 しかし、これらのインターコネクタは容量が限られているため(過熱やその他の要因による)、AEMOは慎重にそれらの用途を管理し、地域間でバランスと慣性を提供できるようにしています。

補助サービスと回転準備

補助サービスは、市場が一貫した周波数と電圧制御のために必要とするさまざまな方法を指します。 それらは供給の質を維持し、外乱に対する電力システムの安定性を支えます。 この周波数制御は、エネルギー供給とエネルギー需要との継続的なバランスを維持するために通常運転中に必要とされる。 この目的のために、発電量を上下に変動させてシステム全体の発電レベルを調整するために、いくらかの発電容量が確保されています。

最大出力と低い動作レベルとの間のこの差は、「回転予備力」と呼ばれます。 急激な負荷の切断、または太陽光や風力の急激な増加をカバーするために、出力を減らすために回転予備力も必要です。

伝送アップグレード

インターコネクタを含む送電システムの高度化は、複雑な規制プロセスです。 送電は、生産者から消費者までの電力サプライチェーン全体に渡って大きな価値があります。

この値は、特定の瞬間に特定の電力市場の状況を測定するのは簡単です。 しかし、一部の送電資産は最大80年間運用できるため、これらのインターコネクターをいつ建設または交換する必要があるかを予測するのは困難です。 新たな再生可能エネルギー生産能力の位置および配置時期は不確実かつ変動的であるため、新たな投資を計画する際にはかなりの調整が必要である。

30分の価格決済ウィンドウ(および5分のウィンドウ)

発電機にはすべての生産物のスポット価格が支払われ、消費者は(小売業者を介して)AEMOによる消費に対してスポット価格で課金されます。 この「取引」価格は、キャッシュフローを取引する目的で30分ごとに計算されます(5分間のディスパッチ価格の平均として)。 このプロセスは「決済」と呼ばれます。

今後3年間で5分の和解に移行する計画があります。 これは、突然の生産量の変化の影響に対してより効率的に対応するため、より柔軟な資源(電池を含む)に報いるのに役立ちます。会話

著者について

Ariel Liebman、Monash Energyマテリアルおよびシステム研究所副所長、および情報技術学部上級講師、 モナッシュ大学 Ross Gawler、シニアリサーチフェロー、 モナッシュ大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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