為了應(yīng)對(duì)普遍存在的局地環(huán)境污染、能源安全與全球氣候變化問(wèn)題，能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為越來(lái)越多國(guó)家的選擇。而發(fā)展風(fēng)電與光伏成了能源轉(zhuǎn)型的主要與重要內(nèi)容。風(fēng)電與光伏具有區(qū)別于傳統(tǒng)化石能源機(jī)組的波動(dòng)性、間歇性的出力特點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)高比例的可再生能源利用，電力系統(tǒng)需要適應(yīng)可再生能源的這一特點(diǎn)。
那么，可再生能源在系統(tǒng)中的最優(yōu)份額如何？相應(yīng)的，要適應(yīng)這一可再生能源的份額要求（以滿足各種物理、排放約束），化石能源對(duì)應(yīng)的最優(yōu)份額在何種水平？現(xiàn)實(shí)中的可行性相比理論上的可能性存在哪些額外的障礙？目前，我們的煤電行業(yè)存在相對(duì)數(shù)量的過(guò)剩產(chǎn)能，公共政策的關(guān)注視角應(yīng)該在哪個(gè)方面？這是本文探討的主要問(wèn)題。
?風(fēng)電光伏的最優(yōu)份額?
可再生能源發(fā)展多少，發(fā)展多快的問(wèn)題，不應(yīng)該從系統(tǒng)平衡的視角出發(fā)，而應(yīng)該從節(jié)能減排需要的“必要性”出發(fā)。這也是需要反復(fù)強(qiáng)調(diào)“可再生能源友好型的電力系統(tǒng)”的原因。可再生能源是目標(biāo)，而電力系統(tǒng)是條件。系統(tǒng)的平衡與成本最小化無(wú)論在運(yùn)行還是新建環(huán)節(jié)都是需要保證的約束。這存在以可再生能源更大份額為前提的政策與技術(shù)可以發(fā)揮作用的空間。
那么，可再生能源的最優(yōu)份額是多少呢？基于滿足本地環(huán)境污染與全球氣候安全的約束，這部分的份額顯然要遠(yuǎn)高于目前的水平。但是，也肯定不會(huì)是100%，因?yàn)?00%的波動(dòng)性可再生能源，物理的平衡約束都可能無(wú)法滿足。此外，可再生能源開(kāi)發(fā)大到一定程度，其開(kāi)發(fā)的成本會(huì)上升，而自身的市場(chǎng)價(jià)值卻在下降，因此必然也存在一個(gè)依賴于政策環(huán)境（可能會(huì)影響市場(chǎng)的電價(jià)，也就是可再生能源避免的成本）最優(yōu)的水平。
對(duì)這些政策與各種競(jìng)爭(zhēng)性技術(shù)（比如能效、碳捕集、利用和封存）的不同程度的考慮，以及可再生發(fā)電成本最終下降程度的預(yù)期，會(huì)導(dǎo)致截然不同的最優(yōu)份額的結(jié)果。目前的實(shí)證研究給出的結(jié)果范圍在20%-70%左右，而且結(jié)果高度依賴于生物質(zhì)發(fā)電與碳回收方面（二者聯(lián)合可以構(gòu)成負(fù)排放）的利用程度。這無(wú)疑是一個(gè)需要繼續(xù)研究的方面。
當(dāng)然，這僅是考慮部分現(xiàn)實(shí)約束的情況。如果現(xiàn)實(shí)中，其他的競(jìng)爭(zhēng)性技術(shù)由于各種原因缺乏考慮邊界之外的可行性，那么可再生能源的份額還需要進(jìn)一步加大。比如碳回收目前仍舊是一個(gè)充滿風(fēng)險(xiǎn)與缺乏社會(huì)接受度的技術(shù)，而能源效率提升也總是處于“理論潛力很大，實(shí)際實(shí)現(xiàn)程度非常有限”的境地，我國(guó)一直倡導(dǎo)的節(jié)能優(yōu)先仍舊處于缺乏機(jī)制設(shè)計(jì)與集體行動(dòng)邏輯、不知道相對(duì)什么優(yōu)先的套話階段。
因此，總體上，從“多一點(diǎn)還是少一點(diǎn)”的問(wèn)題出發(fā)，我國(guó)的可再生能源的發(fā)展份額，距離其最優(yōu)份額還非常之遠(yuǎn)，仍舊需要堅(jiān)定的政治與政策承諾，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的投資者提供確定穩(wěn)定的長(zhǎng)期預(yù)期，降低投資風(fēng)險(xiǎn)從而降低資本成本，促進(jìn)更快的成本下降。
?基于剩余負(fù)荷曲線與Screening Curve的2020年化石能源最優(yōu)電源結(jié)構(gòu)?
筆者之前的文章一再?gòu)?qiáng)調(diào)，煤電的過(guò)剩在于偏離了其最優(yōu)系統(tǒng)份額，而非總量平衡意義上的衡量。那么，煤電等化石能源發(fā)電在系統(tǒng)中的最優(yōu)份額在何種水平呢？這可以通過(guò)剩余負(fù)荷曲線(總負(fù)荷減去需要優(yōu)先調(diào)度的可再生能源)與Screening Curve的結(jié)合來(lái)簡(jiǎn)單推算。
