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新能源变革的成本与代价同样值得关注
2017-10-19 14:16:05

提起新能源,大众的第一反应似乎就是“三北”地区的弃风、弃光,而谈到弃风、弃光,似乎就会想到消纳问题。但新能源发展将面临的问题不仅仅是消纳问题,如果仅仅关注消纳问题,可能会导致对新能源发展的其他问题有所忽略。

风能和太阳能并非新的能源,人类对其利用可以追溯到上千年前,但将之转化为电能却是近几十年才逐步发展起来的,所以才会将风电和光伏称之为新能源。

作为新能源,其“新”一方面是技术的年轻,另一方面是其与传统能源发电的较大差异。技术的年轻意味着新能源还不够成熟,所以价格较高;而与传统能源发电的较大差异,则意味着新能源与传统电力系统需要更多磨合。

近年来,随着对新能源本身的研发投入不断增大,其度电成本大幅下降,平价上网似乎指日可待。但作为新的发电形式,新能源大比例接入电网对传统电力系统是一个巨大的挑战,相应也会增加一部分系统成本。

一方面,新能源的间歇性和难以预测性都对调峰电源的配备提出了新的要求,而国内的灵活性电源较为有限,仅占总装机的不到4%,相比欧美国家的10%以上有较大的差距。为了配合新能源的发展,调峰电源的发展势在必行。但在发电侧增加灵活性,无论是火电灵活性改造,兴建燃气发电,还是筹建包括抽水蓄能、化学储能、氢储能在内的储能设备,整个发电系统的成本都必将在一段时间内较现有情况有所增加。

除了考虑在发电侧增加调峰电源,需求侧响应也是应对新能源间歇性的一种方法。而这将是更大的变革,其意味着人们的生活生产方式将从以往的发电响应用电,变成用电也需要响应发电。什么样的经济激励可以让不完全理性的用户做出如此改变?或许没有想象中的简单。

此外,新能源虽然有间歇性,但其输出电网仍需照最大容量配备,较传统能源而言,电网的利用效率或有所下降,从另一个角度看这也将增加系统的成本。

另一方面,新能源发电与传统发电技术有较大的区别,比如风电的转动惯性较小,光伏无转动惯量,无论是风电还是光伏对频率和电压的耐受能力都较常规火电差等。这些种种不同意味着与传统电源配合默契的传统电网需要做出改变,变得更灵活、更智能以应对大比例的新能源并网。而所需的改变不仅仅是调度规则的变化与市场规则的形成,也需要更多技术的研发投入与最终突破,而这部分新增的成本又将如何体现?

以上种种分析显示,新能源的大比例并网,一定会影响整个电力系统的成本,虽然新能源的度电成本不断下降,但仍有很大的可能性会增大电力系统的成本。因为随着新能源的大力发展,整个能源系统都要经历一次更新,而更新的成本是能源革命需要付出的代价。

但从全社会成本的角度而言,成本应该是下降的。发展新能源是人类应对化石能源枯竭、环境污染、全球变暖等问题的良方,以往这些问题会带来全社会巨大的经济损失,例如环境污染给人类健康造成了影响,增加了医疗开支等成本。当使用新能源后,一定程度上可以减少相应的经济损失,而这部分减少的经济损失应可以弥补其为电力系统带来的成本增加。

新能源需要发展,但其面对的问题不仅仅是消纳问题,未来其大比例的并网还会给整个电力系统带来更大的变革,这些变革将带来巨大的收益,但也需要更多投入,如果这部分投入不在电价中有所体现也必定会在其他方面体现出来。

或许,在发展新能源的时候,除了度电成本和消纳空间外,也需要更多考虑到将面临的其他问题。伴随着新能源的大规模并网,整个能源系统正在发生变革,而这场变革需要更广泛的关注与全社会的努力。


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