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從電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性的全面視角解決并網(wǎng)“難題”

2016-02-22 來源:中國電力報(bào)


  有研究者認(rèn)為,波動(dòng)的可再生能源會(huì)越來越壓低其上網(wǎng)電價(jià),由此限制了自己的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。這些顧慮是否合理,對(duì)電網(wǎng)和電力市場的假設(shè)是否成立?我們認(rèn)為,這種基于靜態(tài)電網(wǎng)和市場機(jī)制不變假設(shè)的批評(píng)將打擊創(chuàng)新的積極性。但是,對(duì)低成本、清潔可靠的未來能源體系的整體評(píng)價(jià),需要基于對(duì)各種波動(dòng)的可再生能源、市場效率的提升,以及可靈活順暢整合資源的新技術(shù)等因素進(jìn)行綜合考量。需要考慮電網(wǎng)的供給側(cè)變革、需求側(cè)資源以及不斷改善的市場機(jī)制產(chǎn)生的糾正作用。
 
理解“難題”
 
有越來越多的人顧慮,波動(dòng)的可再生能源,例如電網(wǎng)中的風(fēng)能和太陽能,將可能遭遇發(fā)展瓶頸。這種理論認(rèn)為,大量波動(dòng)的可再生能源在一天中的某些時(shí)間點(diǎn)集中供電將會(huì)導(dǎo)致供給過剩。著名的“鴨型曲線”就是最好的證明:鴨型曲線源自美國加州電力系統(tǒng)模型,是指用電負(fù)荷減去光伏發(fā)電功率后得到的凈負(fù)荷曲線。
 
批評(píng)人士認(rèn)為,波動(dòng)的可再生能源(尤其是光伏)的技術(shù)屬性使光伏每日的發(fā)電高峰和人們的用電負(fù)荷高峰不一致,這對(duì)所有類型的發(fā)電都會(huì)造成經(jīng)濟(jì)性影響,包括可再生能源自身。在資源豐富時(shí),可再生能源會(huì)輸出大量電能,替代高邊際成本的資源(如火力發(fā)電)產(chǎn)生的電能。鑒于電價(jià)一般是基于市場公認(rèn)的最高邊際成本而定,可再生能源產(chǎn)生的多余電力將拉低市場電價(jià)。
 
如果把波動(dòng)的可再生能源的發(fā)展研究過程比作一個(gè)微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)思維實(shí)驗(yàn),那么提出上述理論的分析者只看到了它的前半部分。他們假設(shè)的這些“難題”成立的   基礎(chǔ)是供給和需求定律,但電力供給和需求中很多深層次問題是被忽略的,人們過分關(guān)注于“難題”本身。具體來看,有三個(gè)加快可再生能源應(yīng)用的因素。
 
  供給側(cè)的改變是全局性的
 
很多這類的思維實(shí)驗(yàn)只是考慮到新增一種電力供應(yīng)源(通常是光伏)的情況,而忽略了同時(shí)發(fā)生在供給側(cè)的資源變化。
 
事實(shí)上,太陽能光伏、風(fēng)能和天然氣都是同時(shí)并網(wǎng)進(jìn)入供給側(cè)成為發(fā)電資源的。在這三種能源中,前兩種經(jīng)常起到補(bǔ)充作用,而第三種是可調(diào)度的。于是,幾種電力供應(yīng)源綜合應(yīng)用,就能很大程度上解決“鴨型曲線”所描述的問題。
 
與此同時(shí),不盈利資產(chǎn)退出市場也可抵消批發(fā)電價(jià)的上浮。比如,高污染的舊發(fā)電廠,即使發(fā)電成本低,但也會(huì)隨著發(fā)電系統(tǒng)和資源升級(jí)以及其他固定開銷侵蝕利潤而造成成本上漲,而逐步退出市場。由此產(chǎn)生的供應(yīng)不足將使邊際供給曲線總量收縮,為可再生能源和其他化石能源發(fā)電獲得高電價(jià)和高利潤創(chuàng)造了可能性。當(dāng)然,需求同時(shí)下降的情況除外,這與工業(yè)世界中的定律是一致的。
 
 需求將變得更靈活
 
秉持“可再生能源的波動(dòng)性將限制其增長”這種觀點(diǎn)的分析者,通常都假設(shè)批發(fā)市場完全有效,零售市場不變且需求固定。但這種思路不全面,也不對(duì)稱,忽視了人們對(duì)需求側(cè)的管理能力正在不斷提高這個(gè)事實(shí)。例如,人們正在支持并響應(yīng)電力的分時(shí)定價(jià)項(xiàng)目,這種項(xiàng)目正在擴(kuò)大推廣范圍。像電熱水器、電動(dòng)車這種設(shè)備的電力需求時(shí)間本就靈活,不會(huì)對(duì)供電服務(wù)   造成壓力。此外,新的商業(yè)模式(從電力公司到第三方機(jī)構(gòu))都在積極提供無縫解決方案,以潤物無聲、方便快捷、無需客戶參與任何交易的方式,驅(qū)動(dòng)電力需求進(jìn)一步靈活化。
 
這些因素都將改善需求側(cè)的靈活性,這種靈活性本身就是一種重要且成本低的資源,能夠觸發(fā)對(duì)高效市場價(jià)格變動(dòng)的最自然反應(yīng),使消費(fèi)者們使用并獲益于風(fēng)能和太陽能產(chǎn)生的價(jià)格更低的電能。換言之,鑒于可再生能源在一天內(nèi)某些時(shí)段降低了能源價(jià)格,需求側(cè)的靈活度使用戶將用電需求調(diào)整到這些(低價(jià)格)時(shí)段,間接推動(dòng)了其他(高峰)時(shí)間的電價(jià)下降,又會(huì)推動(dòng)可再生能源高產(chǎn)出時(shí)段的電價(jià)再回升。
 
儲(chǔ)能使可再生能源可調(diào)度
 
多樣化的電力供給和靈活的電力需求將極大緩解人們對(duì)可再生能源并網(wǎng)的顧慮,但某種程度上問題依然存在。不斷下降的電池價(jià)格和電池提供的價(jià)值種類,意味著剩下的波動(dòng)性問題有可能得到解決,且成本只是逐步微升。在零售市場,這將推動(dòng)分布式發(fā)電的自我平衡。在批發(fā)市場,隨著多種能源開始進(jìn)入市場,高電價(jià)時(shí)段將激勵(lì)開發(fā)者將目光投向儲(chǔ)能。現(xiàn)在儲(chǔ)能已被視為高峰發(fā)電機(jī)組的替代方案,為支援高峰時(shí)段供電而安裝的電池也能有助于調(diào)整可再生能源電價(jià)的經(jīng)濟(jì)效益。
 
儲(chǔ)能已經(jīng)成為(通過熔鹽)太陽能光熱發(fā)電的成熟配套方案,并正在成為太陽能光伏發(fā)電的配套方案。例如,在近期智利舉辦的無補(bǔ)貼電力拍賣會(huì)上,全部可再生能源的贏標(biāo)中不僅有白天電價(jià)低   至65美金/兆瓦小時(shí)的太陽能,還有夜間通過熱或者電儲(chǔ)能提供的太陽能,價(jià)格僅為97美金/兆瓦小時(shí)。儲(chǔ)能使波動(dòng)的可再生能源具可調(diào)度性,而可調(diào)度的再生能源解決了波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的挑戰(zhàn)。為確定這個(gè)結(jié)論,我們近期的研究證明,安裝在電表后端的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)可提供十三項(xiàng)基本電力服務(wù)項(xiàng)目,這能夠提升電池成本效益,雖然未必是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)靈活度的最佳辦法。類似的論證也指出,傳統(tǒng)發(fā)電模式所帶來的問題可以通過一系列其他的選擇得到解決。
 
 可再生能源會(huì)持續(xù)發(fā)展
 
這些經(jīng)常被專家提到的關(guān)于可再生能源的“難題”,各自分別看來確實(shí)是“難題”。但當(dāng)我們將它放在大環(huán)境下綜合考量時(shí)則明顯言過其實(shí)。它們確實(shí)是值得思考的好問題,促使供給和需求向市場參與者們發(fā)出信號(hào),啟發(fā)人們要選擇多元化的資源,鼓勵(lì)需求側(cè)的靈活性,向儲(chǔ)能和其他新技術(shù)進(jìn)行投資等等。反對(duì)風(fēng)能和光伏的觀點(diǎn)認(rèn)為,這些資源將需要更多補(bǔ)貼才能在“鴨型曲線”的時(shí)代下繼續(xù)存在。我們的觀點(diǎn)恰好相反:我們可以充分利用供給多元化,需求靈活化,以及儲(chǔ)能和市場規(guī)劃的潛能為所有資源創(chuàng)造一個(gè)公平的發(fā)展環(huán)境,而非固守著20世紀(jì)電網(wǎng)體系不變。保護(hù)舊體系遠(yuǎn)不如發(fā)展新體系來得重要,因?yàn)檫@將激勵(lì)企業(yè)家精神和創(chuàng)新活動(dòng),并使各類能源充分地、公平地競爭。
 
(MarkDyson為落基山研究所電力組項(xiàng)目經(jīng)理;JamesMandel為落基山研究所電力組董事;AmoryB.Lovins為落基山研究所聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)家、榮譽(yù)董事長)

關(guān)鍵詞: 核電
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