中國儲能網(wǎng)訊：電力系統(tǒng)要保持瞬時(shí)的平衡，但是需求隨時(shí)在波動，并且電力的存儲目前辦法不多，成本很高，而消費(fèi)者也往往缺乏足夠的技術(shù)手段與經(jīng)濟(jì)激勵(lì)去改變自身的用電行為以促進(jìn)系統(tǒng)的平衡。
電力系統(tǒng)要保持瞬時(shí)的平衡，但是需求隨時(shí)在波動，并且電力的存儲目前辦法不多，成本很高，而消費(fèi)者也往往缺乏足夠的技術(shù)手段與經(jīng)濟(jì)激勵(lì)去改變自身的用電行為以促進(jìn)系統(tǒng)的平衡。因此，依靠供應(yīng)側(cè)的調(diào)整成為保持系統(tǒng)隨時(shí)平衡的基本手段。在不同的時(shí)間尺度上，這對應(yīng)于系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻等服務(wù)。
從消費(fèi)者的角度，電是高度均一標(biāo)準(zhǔn)化的商品，這一點(diǎn)區(qū)別于大部分的其他商品，其消費(fèi)的每一度電都是沒有區(qū)別的，不可能也沒有必要區(qū)分消費(fèi)的到底是火電還是水電。不同來源、地區(qū)的電力，對于消費(fèi)者而言是可以充分替代的。因此，電力的競爭，往往是簡單價(jià)格的競爭，而不像其他商品，存在偏好、質(zhì)量、習(xí)慣等方面的區(qū)別。電力的調(diào)度，也不需要像其他商品一樣(比如快遞)，需要嚴(yán)格的源——目的地匹配，只需要保證生產(chǎn)與消費(fèi)同樣的數(shù)量即可。
但是，從供應(yīng)側(cè)而言，電力著實(shí)不是一個(gè)均一的商品。不同機(jī)組具有不同的長期發(fā)電成本，從最低的水電，到最貴的光伏乃至一些其他的先進(jìn)技術(shù)發(fā)電(比如燃料電池)，以及不同的可變與固定成本的構(gòu)成。從維持系統(tǒng)平衡來看，沒有任何一種發(fā)電類型可以完美無成本的復(fù)制負(fù)荷曲線的形狀，而可控機(jī)組出力的可預(yù)測性與可再生能源的隨機(jī)性也存在較大的區(qū)別。這些出力的特點(diǎn)與變動的需求結(jié)合，在電力的價(jià)值上具有很豐富的含義。
波動性意味著電力的時(shí)間價(jià)值不同
短期內(nèi)，波動性意味著不同的時(shí)點(diǎn)，系統(tǒng)的需求與供應(yīng)匹配的程度不同，電力的價(jià)值會隨著需求的旺盛(負(fù)荷高峰)而提高，隨著需求的低迷(負(fù)荷低谷)而下降。發(fā)現(xiàn)這種價(jià)值的區(qū)別是電力市場的基本功能，表現(xiàn)為電力價(jià)格的波動。以德國批發(fā)電力市場為例，2012年，其日前價(jià)格在-222歐元/MWh與210 歐元/MWh之間，波幅是平均價(jià)格(大致40歐元/MWh)的十倍。電力市場是逐小時(shí)出清的，也沒有對輸電阻塞的考慮，但是每年將存在2.6萬(實(shí)時(shí)價(jià)格、日內(nèi)價(jià)格與日前價(jià)格×8760小時(shí))個(gè)電力價(jià)格水平。而美國德州電力市場，是以5分鐘為周期出清的，那么就意味著存在對應(yīng)于不同時(shí)刻的30億個(gè)電力價(jià)格。
波動性意味著不同特點(diǎn)機(jī)組的組合是長期成本最低的
從更長的時(shí)間尺度來看，這種波動性意味著系統(tǒng)的負(fù)荷在隨時(shí)變化，必然有部分(甚至大部分)機(jī)組在較多的時(shí)間內(nèi)處于低于銘牌出力的狀態(tài)。從持續(xù)負(fù)荷曲線看，可以根據(jù)利用小時(shí)數(shù)離散化，分為基荷、腰荷以及峰荷，體現(xiàn)系統(tǒng)的波動程度?；煽梢杂写笥?000小時(shí)的利用率，適合一些低可變成本的機(jī)組(比如水電、核電)，而峰荷的利用率通常只有幾百小時(shí)，一些小的，單位千瓦投資低的機(jī)組就有優(yōu)勢了，平攤到利用小時(shí)的成本要大大低于一些巨無霸、資產(chǎn)密集型機(jī)組。這種機(jī)組，其能源效率將變得無關(guān)緊要。
可再生并入系統(tǒng)意味著波動性的加大
可再生能源通常以邊際成本低的優(yōu)勢，以零報(bào)價(jià)上網(wǎng)，在壓低市場價(jià)格的同時(shí)，獲得市場份額，優(yōu)先滿足或低或高的電力需求。因此，系統(tǒng)中的其他電源，將面臨扣除可再生能源出力之外的凈負(fù)荷。這一凈負(fù)荷曲線往往比原負(fù)荷曲線的波動幅度更大(主要是由于風(fēng)電的出力特性)，波動更加頻繁(太陽能出力在秒到分鐘級別的波動)。在可再生能源出力大出系統(tǒng)總負(fù)荷情況越來越多的情況下，凈負(fù)荷低于0意味著系統(tǒng)的基荷完全消失了。系統(tǒng)更需要一些固定成本小的發(fā)電類型，而這類機(jī)組，往往是可變成本更高的。因此長期的系統(tǒng)成本，很可能會大大高于沒有可再生能源大發(fā)展的情況。
著眼于最優(yōu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃與投資決策
隨著第三產(chǎn)業(yè)與居民負(fù)荷的增長，可再生能源的日益增多，未來的系統(tǒng)，無疑會是一個(gè)更少基荷、更頻繁的爬坡、更多備用的系統(tǒng)。這無疑將對未來的發(fā)電與電網(wǎng)投資具有很強(qiáng)的含義。除了可再生能源之外的其他電源形式，將只會擁有越來越少的利用水平，以及在更短周期與更少機(jī)會內(nèi)回收固定投資。未來的電力系統(tǒng)，似乎需要日益成為一個(gè)輕資產(chǎn)的系統(tǒng)。在部分區(qū)域，由于可再生能源(包括水電)的統(tǒng)治地位，天然氣發(fā)電，往往會具有比煤電更低的長期平均發(fā)電成本。
這一系統(tǒng)特點(diǎn)的演變，必須在十三五規(guī)劃以及相關(guān)的發(fā)展思路中予以顯性的考慮。以回答“最優(yōu)的電源結(jié)構(gòu)是什么”的問題為基礎(chǔ)，決定包括煤電、氣電以及各種可再生能源的發(fā)展規(guī)模與節(jié)奏。區(qū)別于以往的“大力”、“積極”、“審慎”等抽象形容詞，這一價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)將能夠更加有效地指導(dǎo)新的機(jī)組投資與電源結(jié)構(gòu)的變化。
