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光伏风电真的遭遇并网瓶颈了吗?

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麻省理工学院的几位学者在最新研究中警示,阳能光伏在持续增长过程中将遭遇瓶颈。简而言之,研究者们认为波动的可再生能源会压低批发电价,由此限制了他们自己的经济价值。这种顾虑也曾被媒体多次报道(包括福克斯媒体,绿色技术媒体,还有金融时报等),给行业观察者们留下了一个可再生能源前景不明朗的印象。

这些顾虑是否合理,对电网和电力市场的假设是否成立?

这种基于静态电网和市场机制不变假设的批评将打击创新的积极性。但是,对低成本、清洁可靠的未来能源体系的整体评价,需要基于对各种波动的可再生能源、市场效率的提升,以及可灵活顺畅整合资源的新技术等因素进行综合考量。

批发电价的下降是个值得关注的问题,但对于抑制可再生能源经济价值的说法则忽略了电网的供给侧变革、需求侧资源以及不断改善的市场机制产生的纠正作用。巴黎气候大会即将召开,认清这一点对于指导和探寻低碳清洁能源未来发展道路具有重要意义。

如何理解“难题”?

有越来越多的人顾虑,波动的可再生能源,例如美国电网中的风能和阳能,将可能遭遇发展瓶颈。这种理论认为,大量波动的可再生能源在一天中的某些时间点集中供电将会导致供给过剩。著名的“鸭型曲线”就是最好的证明:鸭型曲线源自加州电力系统模型,是指用电负荷减去光伏发电功率后得到的净负荷曲线。

批评人士认为,波动的可再生能源(尤其是光伏)的技术属性使光伏每日的发电高峰和人们的用电负荷高峰不一致,这对所有类型的发电都会造成经济性影响,包括可再生能源自身。在资源丰富时,可再生能源会输出大量电能,替代高边际成本的资源(如煤气火力发电)产生的电能。鉴于电价一般是基于市场公认的最高边际成本而定,可再生能源产生的多余电力将拉低市场电价。

这种“优先次序效应”通常会使化石燃料发电收益减少,这一效应在欧洲的影响尤其明显。在太阳能发电的高峰时期,高成本火力发电厂曾经可获得很高的利润。然而,光伏使能源价格大跌,也使得10家欧洲最大的电力公司掉一半的市值。与此同时,优先次序效应使波动的可再生能源在扩大入网的同时利润也在逐步下降。一种常见结论是,随着应用率的提高和采购价的降低,波动的可再生能源最终将在发电系统中越来越被边缘化。

加快可再生能源应用的三大因素

如果把波动的可再生能源的发展研究过程比作一个微观经济学思维实验,那么提出上述理论的分析者只看到了它的前半部分。他们假设的这些“难题”成立的基础是供给和需求定律,但电力供给和需求中很多深层次问题是被忽略的,人们过分关注于“难题”本身。


具体来看:

一、供给侧的改变是全局性的

很多这类的思维实验只是考虑到新增一种电力供应源(通常是光伏)的情况,而忽略了同时发生在供给侧的资源变化。事实上,太阳能光伏,风能,和天然气都是同时并网进入供给侧成为发电资源的。在这三种能源中,前两种经常起到补充作用,而第三种是可调度的。于是,几种电力供应源综合应用,就能很大程度上解决“鸭型曲线”所描述的问题。

与此同时,不盈利资产退出市场也可抵消批发电价的上浮。比如,高污染的旧发电厂,即使发电成本低,但也会随着发电系统和资源升级以及其他固定开销侵蚀利润而造成成本上涨,而逐步退出市场。由此产生的供应不足将使边际供给曲线总量收缩,为可再生能源和其他化石能源发电获得高电价和高利润创造了可能性。当然,需求同时下降的情况除外,这与工业世界中的定律是一致的。

二、需求将变得更灵活

秉持“可再生能源的波动性性将限制其增长”这种观点的分析者,通常都假设批发市场完全有效,零售市场不变且需求固定。但这种思路不全面,也不对称,忽视了人们对需求侧的管理能力正在不断提高这个事实。例如,人们正在支持并响应电力的分时定价项目,这种项目正在扩大推广范围。像电热水器、电动车这种设备的电力需求时间本就灵活,不会对供电服务造成压力。此外,新的商业模式(从电力公司到第三方机构)都在积极提供无缝解决方案,以润物无声、方便快捷、无需客户参与任何交易的方式,驱动电力需求进一步灵活化。

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