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    能源市場的未來是什么樣的?

    來源:UPS應用網 作者:Harris編輯 更新時間:2018/6/6 7:09:34

    摘要:如今,美國的風能和太陽能發展迅速。由于這些能源成為其電力結構的一個重要組成部分,但它們的增長也帶來了新的問題:太陽能和風能如何影響能源價格?隨著發電廠數十年的發展,,政策制定者和投資者應該考慮如何確保電力基礎設施投資在未來得到回報?

           如今,美國的風能和太陽能發展迅速。由于這些能源成為其電力結構的一個重要組成部分,但它們的增長也帶來了新的問題:太陽能和風能如何影響能源價格?隨著發電廠數十年的發展,,政策制定者和投資者應該考慮如何確保電力基礎設施投資在未來得到回報?
      
      美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究小組決定研究風能和太陽能在這些問題上會有哪些影響。在其最新的研究中,發現這些能源資源的高比例導致電力系統發生了若干深刻變化。
      
      特別是研究表明,太陽能和風能雖然降低能源價格,但也增加了電網運營的復雜性,這對監管機構具有重大影響。對于消費者來說,這項研究提醒人們,使用風能和太陽能使電網更清潔是一個不斷發展的過程,需要對電網運行方式進行重大改變,但如果作為一個國家,當用電時可以變得更加靈活。
      
      長期決策
      
      而先前分析表明,太陽能和風能已經影響到批發電力市場的運營,導致能源價格波動更大。
      
      太陽能發電當然是在太陽之后,早上增加,午間產生大部分電力,并在晚上消減。風能輸出取決于天氣、季節和地理。太陽能發電是可以預測的,尤其是在干燥的氣候條件下,風力發電可以提前幾天或幾小時進行預測,并且其準確性有所提高,但兩者的差異很大。由于這些原因,太陽能和風能也被稱為可變的可再生能源(VRE)來源。
      
      風能輸出取決于天氣、季節和地理。太陽能和風能可能差異很大。最近的研究考察了如果在未來風能和太陽能在高水平使用時,基于反映低可再生能源(VRE)水平的假設做出的某些政策決定是否仍然能實現其預期目標。
      
      例如,公用事業部門的項目管理人員被要求選擇最具成本效益的能源效率方案。由于太陽能的比例很高,電力公司可能希望在太陽能輸出下降的時候減少電力需求,而不是在有充足的無排放電力的中午。因此,效率的重點可能會從空調(一般在高溫時需要更多空調制冷)轉向照明。
      
      另一個問題是如何部署電動車充電:在太陽能發電量很大的情況下,最好在商店或辦公樓內安裝充電器,以在太陽能發電量在午間高時充電。但是在夜間強風和許多風力渦輪機的地區,當電動車輛停放在業主住處時,其電力可能是最便宜和最干凈的。
      
      沒有燃料成本等于較低的批發能源價格
      
      這個調查研究著眼于價格如何在兩種情況下變化:高VRE水平和低VRE水平。在此使用詳細的電網模擬,將美國2030年的電力市場重點放在美國加州的CAISO,德克薩斯州的ERCOT,美國中西部的SPP和紐約的NYISO。該分析對比了40%至50%的風力和太陽能份額的模擬市場結果,并且反映2016年水平的可再生基準率較低。
      
      就場景而言,加利福尼亞市場在2016年擁有14%的太陽能和7%的風能(美國國家法律將要求在2030年將風能和太陽能增加到約40%)。盡管德克薩斯州是全美領先的風力發電機的地區,其總產能占德克薩斯州能源總量的13%,但美國中西部風力發電帶地區風電的比重最大,2016年將近20%,但卻沒有部署太陽能。與此同時,紐約州有2030年的雄心勃勃的目標,但迄今為止只有很少的風能(3%)和太陽能(1%)。
      
      預計電力批發價格效應將大幅下降,在一年內將下降15%到40%左右,但風能和太陽能提供40%-50%的電力。
      
      風能和太陽能水平的最根本的變化與電力便宜或昂貴的時間以及這些模式的規律程度有關。
      
      在競爭激烈的電力批發市場上,企業為運營地區電網的實體提供電力。其價格由投標決定,并根據供需情況每小時設定一次。所有獲勝的投標人都將支付市場清算價格。
        
      由于太陽能和風能沒有燃料成本,因此他們可以低價競標以確保其市場能夠接受其電力。市場上的風能和太陽能越多,市場清算價格越低。在當今的市場中,人們已經看到價格有時甚至為零,甚至是負值。
      
      大量太陽能顯者改變每日電力價格形態。例如,德克薩斯州的太陽能份額很高,電力批發價格在當天中午會下滑至平均10美元/兆瓦時,然后在晚上升至平均80美元/兆瓦時。作為參考,1兆瓦時要比一個美國家庭平均每月消費的電量多一些。
      
      由于沒有燃料成本,太陽能將成為首選的動力來源,造成所有發電機的低價格,隨著電網的太陽能的發電量增加,太陽能的電力曲線將變得更加尖銳。
      
      在風能和太陽能向電網提供能源比例高的情況中,其低價格(低于5美元/兆瓦時)的時段頻率增加到3%和19%之間,取決于地區和可再生能源的組合。德克薩斯州的太陽能電站與其鄰近地區的電力連接有限,以接近零價格的頻率經歷了最高頻率。
      
      能源價格低于每兆瓦時5美元的時間份額
      
      平均每小時電力批發價格隨著可變可再生能源(VRE)滲透率的下降而下降,其降幅為5美元至16美元/MWh,具體取決于該地區以及風能和太陽能的組合。平均電力批發價格的下降以及價格非常低的時期常見事件將影響可變可再生能源(VRE)的盈利能力以及在上述時間內運營的核電廠和煤電廠等不靈活的發電機。
      
      更加需要按需供電
      
      價格波動隨著可變可再生能源(VRE)價格的上漲而增加,特別是在強風的情況下。早在春季CAISO的價格可以在$0到$50/MWh之間變化,風力發電量很大,但是在可變可再生能源(VRE)低的情景下,它的范圍會縮小得更窄。
      
      用于填補短期電力缺口的電力輔助服務的平均價格預計將隨著風能和太陽能的變化而大幅上升。
      
      最后,研究發現在太陽能輸出下降后,高峰時段將從中午轉移到傍晚。這些新的“凈峰”期限較短,但分布在一年中的更多天。
      
      用于填補短期電力缺口的電力輔助服務的平均價格預計將隨著風能和太陽能的變化而大幅上升。
      
      雖然峰值通常是通過增加傳統發電廠來實現的,但凈峰值時間較短會為目標能效創造機會,降低電力需求(需求響應),零售率變化以反映新的高峰時間,甚至電池。
      
      這個調查研究只是強調了這些改變的電力價格模式對需求和供應方電力部門決策的可能影響。但它為后來計劃對低和高可變可再生能源(VRE)期貨的這些決策進行定量評估奠定了基礎。
      
      編輯:Harris
      
     

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