麻省理工學(xué)院的幾位學(xué)者在最新研究中警示，太陽能光伏在持續(xù)增長過程中將遭遇瓶頸。簡而言之，研究者們認(rèn)為波動的可再生能源會壓低批發(fā)電價，由此限制了他們自己的經(jīng)濟(jì)價值。這種顧慮也曾被媒體多次報道（包括福克斯媒體，綠色技術(shù)媒體，還有金融時報等），給行業(yè)觀察者們留下了一個可再生能源前景不明朗的印象。

    這些顧慮是否合理，對電網(wǎng)和電力市場的假設(shè)是否成立？

    這種基于靜態(tài)電網(wǎng)和市場機制不變假設(shè)的批評將打擊創(chuàng)新的積極性。但是，對低成本、清潔可靠的未來能源體系的整體評價，需要基于對各種波動的可再生能源、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。

    批發(fā)電價的下降是個值得關(guān)注的問題，但對于抑制可再生能源經(jīng)濟(jì)價值的說法則忽略了電網(wǎng)的供給側(cè)變革、需求側(cè)資源以及不斷改善的市場機制產(chǎn)生的糾正作用。巴黎氣候大會即將召開，認(rèn)清這一點對于指導(dǎo)和探尋低碳清潔能源未來發(fā)展道路具有重要意義。

    如何理解“難題”？

    有越來越多的人顧慮，波動的可再生能源，例如美國電網(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，大量波動的可再生能源在一天中的某些時間點集中供電將會導(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。

    批評人士認(rèn)為，波動的可再生能源（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，這對所有類型的發(fā)電都會造成經(jīng)濟(jì)性影響，包括可再生能源自身。在資源豐富時，可再生能源會輸出大量電能，替代高邊際成本的資源（如煤氣火力發(fā)電）產(chǎn)生的電能。鑒于電價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。

    這種“優(yōu)先次序效應(yīng)”通常會使化石燃料發(fā)電收益減少，這一效應(yīng)在歐洲的影響尤其明顯。在太陽能發(fā)電的高峰時期，高成本火力發(fā)電廠曾經(jīng)可獲得很高的利潤。然而，光伏使能源價格大跌，也使得10家歐洲最大的電力公司掉一半的市值。與此同時，優(yōu)先次序效應(yīng)使波動的可再生能源在擴大入網(wǎng)的同時利潤也在逐步下降。一種常見結(jié)論是，隨著應(yīng)用率的提高和采購價的降低，波動的可再生能源最終將在發(fā)電系統(tǒng)中越來越被邊緣化。

    加快可再生能源應(yīng)用的三大因素

    如果把波動的可再生能源的發(fā)展研究過程比作一個微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)思維實驗，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:

    一、供給側(cè)的改變是全局性的

    很多這類的思維實驗只是考慮到新增一種電力供應(yīng)源（通常是光伏）的情況，而忽略了同時發(fā)生在供給側(cè)的資源變化。事實上，太陽能光伏，風(fēng)能，和天然氣都是同時并網(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，不盈利資產(chǎn)退出市場也可抵消批發(fā)電價的上浮。比如，高污染的舊發(fā)電廠，即使發(fā)電成本低，但也會隨著發(fā)電系統(tǒng)和資源升級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)電獲得高電價和高利潤創(chuàng)造了可能性。當(dāng)然，需求同時下降的情況除外，這與工業(yè)世界中的定律是一致的。

    二、需求將變得更靈活

    秉持“可再生能源的波動性性將限制其增長”這種觀點的分析者，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，也不對稱，忽視了人們對需求側(cè)的管理能力正在不斷提高這個事實。例如，人們正在支持并響應(yīng)電力的分時定價項目，這種項目正在擴大推廣范圍。像電熱水器、電動車這種設(shè)備的電力需求時間本就靈活，不會對供電服務(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)對高效市場價格變動的最自然反應(yīng)，使消費者們使用并獲益于風(fēng)能和太陽能產(chǎn)生的價格更低的電能。換言之，鑒于可再生能源在一天內(nèi)某些時段降低了能源價格，需求側(cè)的靈活度使用戶將用電需求調(diào)整到這些（低價格）時段，間接推動了其他（高峰）時間的電價下降，又會推動可再生能源高產(chǎn)出時段的電價再回升。

    三、儲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。不斷下降的電池價格和電池提供的價值種類，意味著剩下的波動性問題有可能得到解決，且成本只是逐步微升。在零售市場，這將推動分布式發(fā)電的自我平衡（正如我們在德國、澳大利亞看到的，這也將影響美國的電力商業(yè)模式）。在批發(fā)市場，隨著多種能源開始進(jìn)入市場，高電價時段將激勵開發(fā)者將目光投向儲能。現(xiàn)在儲能已被視為高峰發(fā)電機組的替代方案，為支援高峰時段供電而安裝的電池也能有助于調(diào)整可再生能源電價的經(jīng)濟(jì)效益。

    儲能已經(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貼電力拍賣會上，全部可再生能源的贏標(biāo)中不僅有白天電價低至65美金/兆瓦小時的太陽能，還有夜間通過熱或者電儲能提供的太陽能，價格僅為97美金/兆瓦小時。儲能使波動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性對電網(wǎng)調(diào)度的挑戰(zhàn)。為確定這個結(jié)論，我們近期的研究證明，安裝在電表后端的分布式儲能系統(tǒng)可提供十三項基本電力服務(wù)項目，這能夠提升電池成本效益，雖然未必是實現(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。

    要以全局思維啟發(fā)低成本解決方案

    “可再生能源將限制自身應(yīng)用”的理論完全沒有考慮到上述因素——更重要的是，這種論證是片面基于一種漸進(jìn)式思維，假設(shè)電網(wǎng)和市場是固定不變的，變量只有一個（比如：光伏或風(fēng)能的市場份額）。一個更全面、綜合和準(zhǔn)確的分析方法，是從終極目標(biāo)出發(fā)（可靠，靈活，最低成本的能源服務(wù)）推動全局性設(shè)計并全力以赴去實現(xiàn)。

    在這一觀點的指導(dǎo)下，已經(jīng)飽受非議的可再生能源——包括其波動性輸出和幾乎為零的邊際成本等特點，都將被納入全局規(guī)劃的考量范圍，這種規(guī)劃方式將使市場投資更有效率。基于供給的多樣性，需求的靈活性，以及儲能等新技術(shù)因素，即便是在當(dāng)前電網(wǎng)模式和市場結(jié)構(gòu)下，波動的可再生能源的發(fā)展都不太可能面臨實質(zhì)性瓶頸。

    市場并非“神圣”不可變：即便可再生能源在應(yīng)用過程中面臨應(yīng)用的限制，我們也有各種理由堅定的推動市場變革。電力批發(fā)市場形成于上世紀(jì)火力發(fā)電廠彼此競爭的時期，是歷史的偶然性產(chǎn)物。現(xiàn)代市場設(shè)計，兼顧實際情況和21世紀(jì)電網(wǎng)中不斷變化的資源組合，才能持續(xù)激勵各種低成本資源的進(jìn)一步融合，這方面德國已經(jīng)走在前列。特別是能源市場融合了安裝在電表后端的分布式能源以及靈活的電力負(fù)荷，正如已經(jīng)在加州和紐約州實現(xiàn)的那樣，這將帶來新的服務(wù)功能和對電網(wǎng)更精準(zhǔn)的調(diào)控。

    別過分強調(diào)并網(wǎng)成本：不斷變化的供給、靈活的需求、儲能以及升級的市場都將能夠消除對電網(wǎng)中不斷增加的可再生能源的限制。在另外一篇文章中，我們將重點說明利用同樣的方式如何解決常見顧慮—或誤解—即可再生能源的并網(wǎng)成本。近期一篇被大肆炒作的文章指出，高比例可再生能源一定導(dǎo)致入網(wǎng)成本迅速增加。但實際上這一結(jié)論依據(jù)的是一些非常極端的模型假設(shè)條件。該文章還（荒唐地）假設(shè)火電廠在競爭中的經(jīng)濟(jì)損失是更有競爭力的可再生能源帶來的經(jīng)濟(jì)成本。

    這些經(jīng)常被專家提到的關(guān)于可再生能源的“難題”，各自分別看來確實是“難題”。但當(dāng)我們將它放在大環(huán)境下綜合考量時則明顯言過其實。它門確實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，啟發(fā)人們要選擇多元化的資源，鼓勵需求側(cè)的靈活性，向儲能和其他新技術(shù)進(jìn)行投資等等。反對風(fēng)能和光伏的觀點認(rèn)為，這些資源將需要更多補貼才能在“鴨型曲線”的時代下繼續(xù)存在。我們的觀點恰好相反：我們可以充分利用供給多元化，需求靈活化，以及儲能和市場規(guī)劃的潛能為所有資源創(chuàng)造一個公平的發(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，因為這將激勵企業(yè)家精神和創(chuàng)新活動，并使各類能源充分地、公平地競爭。

新聞來源：北極星電力網(wǎng)