การกำหนดราคาไฟฟ้า
ราคาค่าไฟฟ้า (หรือที่เรียกว่าอัตราค่าไฟฟ้าหรือราคาไฟฟ้า ) อาจแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละประเทศหรือในแต่ละพื้นที่ภายในประเทศ ราคาค่าไฟฟ้าขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ราคาการผลิตไฟฟ้า ภาษีหรือเงินอุดหนุนจากรัฐบาล และปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ภาษี[ 1 ]รูปแบบสภาพอากาศในท้องถิ่น โครงสร้างพื้นฐานการส่งและจำหน่าย และการกำกับดูแลอุตสาหกรรมหลายระดับ ราคาหรืออัตราค่าบริการอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุปสงค์และอุปทาน โดยทั่วไปสำหรับการเชื่อมต่อที่อยู่อาศัย พาณิชย์ และอุตสาหกรรม [ 2 ] [ 3 ]
ตามข้อมูลจากสำนักงานข้อมูลพลังงาน แห่งสหรัฐอเมริกา (EIA) "ราคาไฟฟ้าโดยทั่วไปสะท้อนถึงต้นทุนในการสร้าง จัดหาเงินทุน บำรุงรักษา และดำเนินการโรงไฟฟ้าและโครงข่ายไฟฟ้า" การพยากรณ์ราคาเป็นวิธีการที่ผู้ผลิตไฟฟ้า บริษัทสาธารณูปโภค หรือผู้บริโภคอุตสาหกรรมขนาดใหญ่สามารถคาดการณ์ราคาขายส่งไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำพอสมควร[ 4 ]เนื่องจากความซับซ้อนของการผลิตไฟฟ้าต้นทุนในการจัดหาไฟฟ้าจึงเปลี่ยนแปลงทุกนาที[ 5 ]
บริษัทสาธารณูปโภคบางแห่งเป็น หน่วยงาน ที่แสวงหาผลกำไรและราคาของพวกเขารวมถึงผลตอบแทนทางการเงินสำหรับเจ้าของและนักลงทุน บริษัทสาธารณูปโภคเหล่านี้สามารถใช้อำนาจทางการเมืองของตนภายใต้ระบบกฎหมายและข้อบังคับที่มีอยู่เพื่อรับประกันผลตอบแทนทางการเงินและลดการแข่งขันจากแหล่งอื่น เช่น การผลิต ไฟฟ้าแบบกระจาย[ 6 ]
โครงสร้างอัตรา
ในตลาดผูกขาดที่มีการควบคุม ตามมาตรฐาน เช่น ใน สหรัฐอเมริกามีโครงสร้างการกำกับดูแลหลายระดับที่กำหนดอัตราค่าไฟฟ้า โดยอัตราค่าไฟฟ้าจะถูกกำหนดผ่านกระบวนการกำกับดูแลซึ่งอยู่ภายใต้การดูแลขององค์กรภาครัฐ
การรวมการผลิตพลังงานหมุนเวียน แบบกระจาย (DG) และโครงสร้างพื้นฐานการวัดขั้นสูง (AMI หรือสมาร์ทมิเตอร์) เข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าสมัยใหม่ได้นำมาซึ่งโครงสร้างอัตราค่าไฟฟ้าทางเลือกมากมาย[ 7 ]มีหลายวิธีที่บริษัทสาธารณูปโภคสมัยใหม่ใช้ในการกำหนดโครงสร้างอัตราค่าไฟฟ้าสำหรับที่อยู่อาศัย:
- แบบง่าย (หรือแบบคงที่) – คิดค่าบริการคงที่ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh)
- ราคา แบบขั้นบันได (หรือแบบแบ่งระดับ) – ราคาต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงจะเปลี่ยนแปลงไปตามระดับการใช้ไฟฟ้า อัตราค่าไฟฟ้าอาจเพิ่มขึ้นเพื่อส่งเสริมการประหยัดพลังงาน หรือลดลงเพื่อส่งเสริมการใช้ไฟฟ้า
- ราคาขึ้นอยู่กับ ช่วงเวลาการใช้งาน (Time of Use หรือ TOU) – ราคาจะแตกต่างกันไปตามช่วงเวลาของวัน
- อัตราค่าไฟฟ้าตามความต้องการใช้ไฟฟ้า – ค่าบริการจะคำนวณจากปริมาณการใช้ไฟฟ้าสูงสุดของผู้บริโภค
- การแบ่งระดับตามช่วงเวลาการใช้งาน – มีการใช้ระดับการใช้งานภายในช่วงเวลาที่กำหนด
- อัตราค่าบริการตามฤดูกาล – อัตราค่าบริการจะแตกต่างกันไปตามฤดูกาล หรือใช้กับที่พักที่ไม่ได้ใช้งานตลอดทั้งปี (เช่น บ้านพักตากอากาศ)
- อัตราค่าบริการวันหยุดสุดสัปดาห์/วันหยุดนักขัตฤกษ์ – อัตราค่าบริการจะแตกต่างจากช่วงเวลาปกติในวันหยุดสุดสัปดาห์หรือวันหยุดนักขัตฤกษ์
อัตราค่าไฟฟ้าแบบง่ายคิดค่าบริการเป็นดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ($/kWh) ที่ใช้ไป อัตราค่าไฟฟ้าแบบขั้นบันไดเป็นหนึ่งในโปรแกรมอัตราค่าไฟฟ้าสำหรับที่อยู่อาศัยที่พบได้ทั่วไป อัตราค่าไฟฟ้าแบบขั้นบันไดจะคิดค่าบริการในอัตราที่สูงขึ้นเมื่อปริมาณการใช้ไฟฟ้าของลูกค้าเพิ่มขึ้น อัตราค่าไฟฟ้าตามช่วงเวลาการใช้งาน (TOU) และอัตราค่าไฟฟ้าตามความต้องการได้รับการจัดโครงสร้างเพื่อช่วยรักษาและควบคุมความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดของบริษัทสาธารณูปโภค[ 8 ]แนวคิดหลักคือการยับยั้งไม่ให้ลูกค้ามีส่วนร่วมในช่วงเวลาที่มีโหลดสูงสุดโดยการคิดค่าบริการเพิ่มสำหรับการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลานั้น ในอดีต อัตราค่าไฟฟ้าจะต่ำมากในเวลากลางคืนเนื่องจากช่วงเวลาที่มีโหลดสูงสุดคือช่วงกลางวันซึ่งทุกภาคส่วนใช้ไฟฟ้า ความต้องการที่เพิ่มขึ้นจำเป็นต้องมีการผลิตพลังงานเพิ่มเติม ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมาจากโรงไฟฟ้า "peaker" ที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าซึ่งมีต้นทุนการผลิตไฟฟ้าสูงกว่าโรงไฟฟ้า "baseload" [ 9 ]อย่างไรก็ตาม เมื่อมีการนำแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ เข้ามาในระบบมากขึ้น ต้นทุนค่าไฟฟ้าที่ต่ำกว่าจะถูกเปลี่ยนไปเป็นช่วงกลางวันเมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ผลิตพลังงานได้มากที่สุด อัตราค่าไฟฟ้าตามช่วงเวลาการใช้งาน (TOU) สามารถเปลี่ยนการบริโภคไฟฟ้าออกจากช่วงเวลาที่มีโหลดสูงสุด ซึ่งจะช่วยให้ระบบไฟฟ้าสามารถรับมือกับพลังงานหมุนเวียนที่ผันแปรได้[ 10 ] [ 11 ]
อัตรา ค่าไฟฟ้า แบบป้อนกลับ (FIT) [ 12 ]เป็นนโยบายด้านการจัดหาพลังงานที่สนับสนุนการพัฒนาการผลิตพลังงานหมุนเวียน FIT ให้ผลประโยชน์ทางการเงินแก่ผู้ผลิตพลังงานหมุนเวียน ในสหรัฐอเมริกา นโยบาย FIT รับประกันว่าผู้ผลิตพลังงานหมุนเวียนที่มีคุณสมบัติเหมาะสมจะได้รับการซื้อไฟฟ้าจากบริษัทสาธารณูปโภค[ 13 ]สัญญา FIT มีระยะเวลาที่รับประกัน (โดยปกติ 15–20 ปี) ว่าจะมีการชำระเงินเป็นดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ($/kWh) สำหรับผลผลิตทั้งหมดของระบบ
การคิดค่าไฟฟ้าแบบเน็ตมิเตอร์ริ่งเป็นกลไกการเรียกเก็บเงินอีกรูปแบบหนึ่งที่สนับสนุนการพัฒนาการผลิตพลังงานหมุนเวียน โดยเฉพาะพลังงานแสงอาทิตย์กลไกนี้จะให้เครดิตแก่เจ้าของระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับไฟฟ้าที่ระบบของพวกเขาส่งเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้า ลูกค้าที่อยู่อาศัยที่มี ระบบ เซลล์แสงอาทิตย์ (PV) บนหลังคาโดยทั่วไปจะผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าที่บ้านของพวกเขาใช้ในช่วงเวลากลางวัน ดังนั้นการคิดค่าไฟฟ้าแบบเน็ตมิเตอร์ริ่งจึงได้เปรียบเป็นพิเศษ ในช่วงเวลาที่การผลิตมากกว่าการบริโภค มิเตอร์ไฟฟ้าของบ้านจะหมุนย้อนกลับเพื่อให้เครดิตในบิลค่าไฟฟ้าของเจ้าของบ้าน[ 14 ]มูลค่าของไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำกว่าอัตราขายปลีก ดังนั้นลูกค้าเน็ตมิเตอร์ริ่งจึงได้รับการอุดหนุนจากลูกค้ารายอื่น ๆ ของบริษัทไฟฟ้า[ 15 ]
สหรัฐอเมริกา: คณะกรรมการกำกับดูแลพลังงานแห่งสหรัฐอเมริกา (FERC) ดูแลตลาดไฟฟ้าขายส่งและการส่งกระแสไฟฟ้าข้ามรัฐ ส่วนคณะกรรมการบริการสาธารณะ (PSC) หรือที่รู้จักกันในชื่อคณะกรรมการสาธารณูปโภค (PUC) ทำหน้าที่กำกับดูแลอัตราค่าบริการสาธารณูปโภคภายในแต่ละรัฐ
การเปรียบเทียบราคาตามแหล่งพลังงาน
ต้นทุนค่าไฟฟ้าแตกต่างกันไปตามแหล่งพลังงานต้นทุนค่าไฟฟ้าเฉลี่ยตลอดอายุการใช้งานของโรงไฟฟ้าเรียกว่า ต้นทุนค่าไฟฟ้าเฉลี่ย ตลอดอายุการใช้ งาน (LCOE) อย่างไรก็ตาม LCOE ไม่ได้คำนึงถึงต้นทุนของระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการรับประกันเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้าและคุณภาพของพลังงาน ซึ่งอาจคิดเป็นสัดส่วนที่สำคัญของราคาไฟฟ้าสุดท้าย ดังนั้น LCOE จึงไม่เพียงพออย่างมากในการเปรียบเทียบต้นทุนของแหล่งพลังงานที่แตกต่างกัน
ดังนั้น การผสมผสานแหล่งกำเนิดพลังงานของสาธารณูปโภคเฉพาะแห่งจะมีผลกระทบอย่างมากต่อราคาไฟฟ้า สาธารณูปโภคไฟฟ้าที่มีสัดส่วนพลังงานน้ำสูงมักจะมีราคาต่ำกว่า ในขณะที่สาธารณูปโภคที่มีโรงไฟฟ้าถ่านหินเก่าจำนวนมากจะมีราคาไฟฟ้าสูงกว่า เมื่อเร็ว ๆ นี้ ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยตลอดอายุการใช้งาน (LCOE) ของเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์[ 16 ]ลดลงอย่างมาก[ 17 ] [ 18 ]ในสหรัฐอเมริกา โรงไฟฟ้าถ่านหินในปัจจุบัน 70% มีต้นทุนการดำเนินงานสูงกว่าเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนใหม่ (ไม่รวมพลังงานน้ำ) และภายในปี 2030 โรงไฟฟ้าเหล่านี้ทั้งหมดจะไม่มีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ[ 19 ]ในส่วนที่เหลือของโลก โรงไฟฟ้าถ่านหิน 42% ขาดทุนในปี 2019 [ 19 ]
การพยากรณ์ราคาไฟฟ้า
การพยากรณ์ราคาไฟฟ้า (EPF)เป็นสาขาหนึ่งของการพยากรณ์พลังงานซึ่งมุ่งเน้นการใช้ แบบจำลอง ทางคณิตศาสตร์สถิติและการเรียนรู้ของเครื่องจักรเพื่อทำนายราคาไฟฟ้าในอนาคต ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา การพยากรณ์ ราคาไฟฟ้า ได้กลายเป็นปัจจัยสำคัญใน การตัดสินใจของบริษัทพลังงานในระดับองค์กร[ 20 ]
นับตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1990 กระบวนการยกเลิกกฎระเบียบและการนำตลาดไฟฟ้าที่มีการแข่งขันมาใช้ได้เปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ของภาคพลังงานซึ่งเดิมเป็นแบบผูกขาดและควบคุมโดยรัฐบาล ในยุโรป อเมริกาเหนือ ออสเตรเลีย และเอเชีย ปัจจุบันมีการซื้อขายไฟฟ้าภายใต้กฎของตลาดโดยใช้สัญญาซื้อขายทันทีและสัญญาอนุพันธ์[ 21 ]อย่างไรก็ตาม ไฟฟ้าเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ที่มีลักษณะพิเศษมาก คือ ไม่สามารถเก็บรักษาได้ในเชิงเศรษฐกิจ และเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าต้องอาศัยความสมดุลระหว่างการผลิตและการบริโภคอย่างต่อเนื่อง ในขณะเดียวกัน ความต้องการไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ (อุณหภูมิ ความเร็วลม ปริมาณน้ำฝน ฯลฯ) และความเข้มข้นของกิจกรรมทางธุรกิจและชีวิตประจำวัน ( ช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุดเทียบกับช่วงเวลาที่มีความต้องการต่ำวันธรรมดาเทียบกับวันหยุดสุดสัปดาห์ วันหยุดนักขัตฤกษ์ ฯลฯ) ลักษณะเฉพาะเหล่านี้ทำให้เกิดพลวัตของราคาที่ไม่พบในตลาดอื่นใด โดยแสดงให้เห็นถึงฤดูกาล รายวัน รายสัปดาห์ และบ่อยครั้งรายปี รวมถึง ราคาที่พุ่งสูงขึ้นอย่างกะทันหัน สั้น และโดยทั่วไปแล้วคาดไม่ถึง[ 22 ]
ความผันผวนของราคาที่รุนแรงซึ่งอาจสูงกว่าสินค้าโภคภัณฑ์หรือสินทรัพย์ทางการเงินอื่นๆ ถึงสองเท่า ทำให้ผู้เข้าร่วมตลาดต้องป้องกันความเสี่ยงไม่เพียงแต่ด้านปริมาณ แต่ยังรวมถึงความเสี่ยงด้านราคาด้วย การพยากรณ์ราคาล่วงหน้าตั้งแต่ไม่กี่ชั่วโมงถึงไม่กี่เดือนจึงกลายเป็นสิ่งที่ผู้จัดการพอร์ตโฟลิโอพลังงานให้ความสนใจเป็นพิเศษ บริษัทในตลาดพลังงานที่สามารถพยากรณ์ราคาขายส่งที่ผันผวนได้อย่างแม่นยำในระดับที่เหมาะสม สามารถปรับกลยุทธ์การเสนอราคาและตารางการผลิตหรือการบริโภคของตนเองเพื่อลดความเสี่ยงหรือเพิ่มผลกำไรสูงสุดในการซื้อขายล่วงหน้า[ 23 ]การประมาณการคร่าวๆ ของการประหยัดจากการลดข้อผิดพลาดร้อยละสัมบูรณ์เฉลี่ย (MAPE) ของการพยากรณ์ราคาระยะสั้นลง 1% อยู่ที่ 300,000 ดอลลาร์ต่อปีสำหรับบริษัทสาธารณูปโภค ที่มี โหลดสูงสุด 1 GW ด้วยการพยากรณ์ราคาเพิ่มเติม การประหยัดจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า[ 24 ]
ในบางตลาดราคาไฟฟ้าอาจติดลบได้ในบางครั้ง[ 25 ]
คุณภาพไฟฟ้า
การบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมด (THD) ที่มากเกินไปและค่าตัวประกอบกำลังต่ำนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงในทุกระดับของตลาดไฟฟ้า ผลกระทบของ THD นั้นยากที่จะประเมิน แต่สามารถก่อให้เกิดความร้อน การสั่นสะเทือน การทำงานผิดปกติ และแม้กระทั่งการหลอมละลายได้ ค่าตัวประกอบกำลังคืออัตราส่วนของกำลังจริงต่อกำลังปรากฏในระบบไฟฟ้า การดึงกระแสไฟฟ้ามากขึ้นส่งผลให้ค่าตัวประกอบกำลังต่ำลง กระแสไฟฟ้าที่มากขึ้นต้องการโครงสร้างพื้นฐานที่มีราคาแพงกว่าเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน ดังนั้นผู้บริโภคที่มีค่าตัวประกอบกำลังต่ำจึงถูกเรียกเก็บค่าไฟฟ้าในอัตราที่สูงขึ้นจากบริษัทสาธารณูปโภค[ 26 ] โดยทั่วไปแล้วคุณภาพพลังงานจะถูกตรวจสอบในระดับการส่งกำลัง อุปกรณ์ชดเชยที่หลากหลาย[ 27 ]ช่วยลดผลลัพธ์ที่ไม่ดี แต่การปรับปรุงสามารถทำได้เฉพาะกับอุปกรณ์แก้ไขแบบเรียลไทม์ (แบบสวิตช์แบบเก่า[ 28 ]แบบขับเคลื่อนด้วย DSP ความเร็วต่ำที่ทันสมัย[ 29 ]และแบบใกล้เรียลไทม์[ 30 ] ) อุปกรณ์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ช่วยลดปัญหา ในขณะที่ยังคงรักษาผลตอบแทนจากการลงทุนและลดกระแสไฟฟ้าลงสู่พื้นดินอย่างมีนัยสำคัญ ปัญหาคุณภาพพลังงานอาจทำให้เกิดการตอบสนองที่ผิดพลาดจากอุปกรณ์อนาล็อกและดิจิทัลหลายประเภท