《美國(guó)可再生能源發(fā)電前景研究》解讀
中國(guó)華能集團(tuán)公司技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院
摘要:2012年,美國(guó)眾多領(lǐng)域?qū)<夜餐瓿闪恕睹绹?guó)可再生能源發(fā)電前景研究》,該研究成果對(duì)美國(guó)可再生能源發(fā)展具有重要意義,同時(shí)對(duì)世界各國(guó)可再生能源發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響?紤]到各種因素對(duì)可再生能源發(fā)電量比重的影響,《前景研究》進(jìn)行了探索性情景分析,研究不同可再生能源比重(30%~90%,增量為10個(gè)百分點(diǎn)),對(duì)電源結(jié)構(gòu)、輸電設(shè)施、以及消納措施的影響。考慮到2050年可再生能源電量比重為80%可能性較大,《前景研究》進(jìn)行了敏感性分析,涉及到的因素包括技術(shù)進(jìn)步、資源約束、輸電約束、靈活性約束。針對(duì)未來(lái)電量需求增長(zhǎng)情況,《前景研究》進(jìn)行了“高需求發(fā)電量假設(shè)”,并與“低需求發(fā)電量假設(shè)”進(jìn)行了對(duì)比。未來(lái)可再生能源發(fā)展面臨眾多挑戰(zhàn),需要協(xié)調(diào)好發(fā)展規(guī)模與技術(shù)進(jìn)步、社會(huì)影響、環(huán)境保護(hù)以及市場(chǎng)監(jiān)管等各方面的關(guān)系。
一、前言
美國(guó)可再生能源儲(chǔ)量豐富,但是可再生能源究竟能為電力系統(tǒng)貢獻(xiàn)多少電量?近幾年,美國(guó)可再生能源裝機(jī)呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì),尤其是風(fēng)電與光伏發(fā)電,未來(lái)電力系統(tǒng)如何消納更高比重的間歇性電量?不同類型的可再生能源是否有一定的協(xié)同作用,在更大區(qū)域內(nèi)整合可再生能源在多大程度上有助于電量消納?
美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室與麻省理工學(xué)院牽頭,美國(guó)能源部實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)界、高校與政府部門等各界人士共同參與,完成了《美國(guó)可再生能源發(fā)電前景研究》。《前景研究》采用兩種模型進(jìn)行分析,分別為區(qū)域能源調(diào)度系統(tǒng)模型(RegionalEnergyDeploymentSystemModel)與電網(wǎng)安全模型(GridViewModel),著重研究不同可再生能源發(fā)電量比重對(duì)電源結(jié)構(gòu)、輸電設(shè)施以及消納措施等方面的影響,同時(shí)針對(duì)80%可再生能源發(fā)電量情景進(jìn)行敏感性分析,而且考慮到了電量需求因素的影響。這對(duì)美國(guó)以及其他國(guó)家可再生能源發(fā)展具有重要借鑒意義。
二、情景及假設(shè)介紹
美國(guó)可再生能源發(fā)展受很多因素制約,包括政策與制度制約、技術(shù)發(fā)展水平、市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素等等。對(duì)未來(lái)可再生能源發(fā)展進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)較為困難,為此《前景研究》設(shè)計(jì)十幾種情景方案進(jìn)行分析?紤]到未來(lái)可再生能源發(fā)電量比重在80%的可能性較大,《前景研究》在情景分析時(shí)分別考慮了技術(shù)發(fā)展水平、條件限制以及需求情況等因素制約。
為設(shè)定參考基準(zhǔn),《前景研究》設(shè)計(jì)了低需求基準(zhǔn)情景,對(duì)2050年相關(guān)情形假設(shè)如下:(1)能源效率得到提高,電力需求增速放緩;(2)可再生能源成本與性能方面的改善,與目前聯(lián)邦及各州政策有關(guān);(3)可再生能源政策制定主要受現(xiàn)有法律制約;(4)碳減排政策沒(méi)有實(shí)行,空氣污染條例與現(xiàn)狀相同。在此情景中,常規(guī)電源發(fā)展迅速,可再生能源發(fā)展緩慢。
考慮未來(lái)可再生能源發(fā)展不確定性,即可能受到政策、市場(chǎng)、技術(shù)等方面影響,為此《前景研究》設(shè)計(jì)了一系列探索性情景,著重考慮2050年可再生能源發(fā)電量不同比重(30%~90%,增量為10個(gè)百分點(diǎn))對(duì)電源結(jié)構(gòu)、輸電設(shè)施及電網(wǎng)靈活性等方面影響,至于技術(shù)進(jìn)步方面,假設(shè)出現(xiàn)了小規(guī)模技術(shù)進(jìn)步。