在其2015年報(bào)告中， 發(fā)電成本預(yù)計(jì)經(jīng)合組織國家能源局就兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)提供了證據(jù)。首先，盡管最近的高成本項(xiàng)目 - 西方國家首創(chuàng) - 大多數(shù)新核電廠都提供了與任何其他發(fā)電源相當(dāng)?shù)钠胶怆娏Τ杀?LCOE)，包括大多數(shù)可變可再生能源( VRE)。LCOE收集所有成本，包括Capex和Opex，直到將新工廠連接到電網(wǎng)。其次，VRE的LCOE沒有考慮到社區(qū)需要支付的系統(tǒng)成本 - 電網(wǎng)改進(jìn)以適應(yīng)遠(yuǎn)離消費(fèi)的生產(chǎn); 由于VRE的可預(yù)測性低而平衡; 和頻率控制和電力備份/存儲。系統(tǒng)中VRE的份額越高，系統(tǒng)成本就越高。

針對政策制定者，新報(bào)告提出了評估有效實(shí)現(xiàn)未來電力系統(tǒng)深度脫碳(低于50gCO 2 / kWh)的選擇時(shí)的主要考慮因素。這些是：

在給定VRE份額下實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的最具成本效益的混合物是什么?

哪些技術(shù)可用，它們合理預(yù)期的成本是什么?它們對電力系統(tǒng)整體可靠性的影響是什么?

哪些政策將導(dǎo)致深度脫碳所需的長期投資?

教學(xué)方法

該研究比較了達(dá)到相同50gCO 2 / kWh的不同系統(tǒng)，這或多或少是到2050年達(dá)到2度氣候變化情景的商定目標(biāo)。它考慮了一種“綠地”方法 - 從頭開始??定義能夠在一年內(nèi)產(chǎn)生540 GWh的整個(gè)系統(tǒng)，以避免來自現(xiàn)有技術(shù)或系統(tǒng)的過多假設(shè)或中斷。

基本情景包括一些水電，核電和一些天然氣。它是LCOE，電網(wǎng)和系統(tǒng)成本中最便宜的; 它沒有任何VRE(它們的LCOE仍然高于核能達(dá)到MWh的特定發(fā)電量)或VRE專用存儲，它具有強(qiáng)大的電網(wǎng)并為系統(tǒng)成本設(shè)置參考; 它具有USD35 /噸CO的碳價(jià)約束2消除任何煤產(chǎn)生。

這種情況與法國系統(tǒng)有一些相似之處，法國系統(tǒng)仍然向最終消費(fèi)者提供最便宜的電力 - 包括所有補(bǔ)貼和稅收。

四種情景探討了發(fā)電組合中VRE的份額越來越大 - 分別為10%，30%，50%和75% - 并且與基本情景相比，查看所需的發(fā)電容量及其LCOE以及所有額外的系統(tǒng)成本。除了2015年報(bào)告中提出的系統(tǒng)成本之外，新研究還強(qiáng)調(diào)了“概況”或“利用”成本的作用，這反映了當(dāng)VRE份額增加時(shí)提供剩余負(fù)荷的成本。系統(tǒng)中的VRE越多，剩余負(fù)載就越昂貴。

毫不奇怪，當(dāng)增加VRE在發(fā)電中的份額時(shí)，所需的容量增長到基本情況的三倍以上。核能顯著減少，天然氣產(chǎn)能增加一倍以上。核的減少是由于VRE對系統(tǒng)施加的高上升/下降要求。核可以適應(yīng)這種情況，但是，在一定程度上它會影響負(fù)載系數(shù)，使核變得不經(jīng)濟(jì)。在任何研究場景中，電池存儲的作用非常有限。存儲成本對于頻率控制或短期均衡是可承受的，但在任何情況下，電池存儲都不能在中長期存儲中發(fā)揮作用，因?yàn)樗谘芯康臅r(shí)間范圍內(nèi)具有成本。因此，沒有VRE和核不足時(shí)的電力平衡必須來自天然氣。

電力成本 - LCOE加系統(tǒng)成本 - 從基準(zhǔn)情況下的USD65 / MWh增加到USD130 / MWh，其中75%來自VRE。除了LCOE之外，系統(tǒng)成本幾乎呈指數(shù)增長，而VRE的份額則從10%VRE情景中的8美元/兆瓦時(shí)的低點(diǎn)上升到75%情景中的50美元/兆瓦時(shí)。網(wǎng)格，平衡和連接成本占三分之一，而配置成本占三分之二。由于VRE的可變性，大多數(shù)配置文件成本來自系統(tǒng)的去優(yōu)化 - 因?yàn)榭稍偕茉吹纳a(chǎn)時(shí)間相關(guān) - 這在大型現(xiàn)有系統(tǒng)中可見。部署的VRE越多，剩余負(fù)載就越昂貴，并且當(dāng)VRE的份額高于50%時(shí)，產(chǎn)生所有VRE類型時(shí)的產(chǎn)能過剩導(dǎo)致VRE源的削減越來越多。

該研究指出市場電價(jià)的高波動(dòng)性。現(xiàn)有市場主要基于發(fā)電邊際成本的優(yōu)點(diǎn)順序，但VRE的邊際成本為零。這意味著當(dāng)VRE的份額增長到需求容量水平時(shí)，VRE偶爾會滿足所有需求并導(dǎo)致市場上的電價(jià)為0美元/兆瓦時(shí)，同時(shí)削減一些VRE。從10%VRE到75%VRE，價(jià)格為0美元/兆瓦時(shí)的小時(shí)數(shù)從幾小時(shí)增加到每年近4000小時(shí)。作為補(bǔ)償，價(jià)格高于USD100 / MWh的小時(shí)數(shù)增加。這導(dǎo)致電價(jià)的高波動(dòng)性和巨大的價(jià)格不可預(yù)測性。

該報(bào)告提出了五項(xiàng)主要建議：

認(rèn)識并公平地將系統(tǒng)成本分配給導(dǎo)致它們的技術(shù); 培育具有競爭力的短期市場，以便以具有成本效益的方式發(fā)送現(xiàn)有技術(shù);

通過為投資者提供穩(wěn)定性，鼓勵(lì)對低碳技術(shù)的新投資;

確保足夠的容量和靈活性，以及??輸配電基礎(chǔ)設(shè)施;

實(shí)施碳定價(jià)，作為電力供應(yīng)脫碳的最有效方法。

制定適當(dāng)?shù)恼撸宰罹叱杀拘б娴姆绞娇焖俨渴鹚锌捎玫牡吞技夹g(shù)，以便成功地使電力部門脫碳

我的看法

碳定價(jià)設(shè)定碳價(jià)似乎是顯而易見的。研究表明，35美元/噸CO 2 被認(rèn)為是足以從所有的情況下消除煤炭，至今沒有從已經(jīng)在一些國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了20美元。越早實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就越好，因?yàn)槲覀兌纪馄惹行枰獙δ茉聪到y(tǒng)進(jìn)行脫碳處理。

系統(tǒng)成本。理想情況下，應(yīng)制定策略以確保系統(tǒng)成本得到充分分析并分配給生成它們的源。在英國，Dieter Helm博士提出了固定等效電源的概念，即任何VRE源都應(yīng)該保證其輸出具有一定的存儲能力。實(shí)際上，在任何給定的系統(tǒng)中，這將很難實(shí)現(xiàn)。

短期競爭市場的好處。人們可能質(zhì)疑大多數(shù)現(xiàn)有電力市場的充足性：過去，當(dāng)所有來源都具有可比較的LCOE且完全暴露于市場時(shí)，績效指令可能是合理的。由于補(bǔ)貼，稅收抵免或電力購買協(xié)議，許多VRE實(shí)現(xiàn)了盈利，電力市場的價(jià)格為零，不再與VRE的份額增加相關(guān)。

鼓勵(lì)對低碳技術(shù)的新投資。在每個(gè)形式的發(fā)電都根據(jù)其自身優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行處理的市場 - 沒有任何補(bǔ)貼或優(yōu)先權(quán) - 將需要新的和明確的法規(guī)。由于VRE的比例較高，現(xiàn)有市場將非常不穩(wěn)定，并將為任何長期投資及其融資帶來高風(fēng)險(xiǎn)。如何制定政策以吸引對核電和非補(bǔ)貼VRE的投資?

容量，靈活性和基礎(chǔ)設(shè)施。有明顯的證據(jù)表明 - 除了水電之外 - 作為唯一的低碳可調(diào)度技術(shù)，核能與一些VRE一起實(shí)現(xiàn)脫碳電力系統(tǒng)是必不可少的。社區(qū)的成本效益導(dǎo)致了一個(gè)平衡的系統(tǒng)，其中核的價(jià)值和VRE的價(jià)值不會因過多的VRE而被破壞。而不是制定具有VRE份額目標(biāo)的政策 - 此外還需要能力，靈活性和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施 - 首先在碳含量中設(shè)定目標(biāo)，然后確定最具成本效益的電力系統(tǒng)是不是更可取?

在考慮有關(guān)技術(shù)類型的事實(shí)，其成本(包括系統(tǒng)成本，管理公眾對不同技術(shù)的接受程度以及評估更高電價(jià)的可能性)時(shí)，政策制定者可以為適當(dāng)?shù)耐緩絼?chuàng)造條件和市場規(guī)則。

有些事項(xiàng)不屬于NEA研究范圍，但對政策制定者來說非常重要。一個(gè)是，為了適應(yīng)高比例的VRE，系統(tǒng)不僅必須開發(fā)輸電和配電網(wǎng)，還要采用尚不存在的新技術(shù)來適應(yīng)VRE產(chǎn)生所帶來的波動(dòng)。研究中可能已考慮到這些成本，但與未來技術(shù)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)又如何呢?那么這種系統(tǒng)的可靠性及其彈性又如何呢?

該研究沒有考慮任何情景中所需的物質(zhì)資源，但這是一個(gè)需要考慮的主題。從本質(zhì)上講，VRE在大多數(shù)區(qū)域都有一個(gè)有限的負(fù)載因子：為了實(shí)現(xiàn)GWh中的同一代，VRE需要的容量是任何可調(diào)度源的三倍，并且需要大量的存儲容量，同樣需要有限的負(fù)載因子。這是使用地球所能提供的資源的最有效方式嗎?

另一個(gè)需要考慮的主題是特定情景的可接受性。雖然現(xiàn)有核能發(fā)電一般被廣泛接受，但新核能可能是一項(xiàng)挑戰(zhàn); 但是VRE的相對較大的部署及其足跡呢?分配/連接要求的可接受性和可行性如何?

NEA的Jan-Horst Keppler在為該研究提供的網(wǎng)絡(luò)研討會上說：“一個(gè)理想且最具成本效益的系統(tǒng)應(yīng)該包括三分之一的VRE，三分之一的核電和剩余的水電(如果有的話)，CCS的氣體價(jià)格合理且具有靈活性需求。”

我的結(jié)論

核電將在未來的脫碳系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。雖然它可靠地提供大量可調(diào)度的低碳能源，但它在一些經(jīng)合組織國家面臨著社會接受的問題。然而，這項(xiàng)研究表明，盡管一些新一代反應(yīng)堆面臨經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)，核電仍然是如何滿足嚴(yán)格碳限制的經(jīng)濟(jì)上最佳選擇。核電的成本優(yōu)勢不在于其工廠級成本，而在于競爭力。相反，它在于它對電力系統(tǒng)的整體利益。VRE的工廠級成本已經(jīng)大幅下降，但其系統(tǒng)的總體成本并未計(jì)算在內(nèi)，因?yàn)槠洚a(chǎn)量在有限的高級時(shí)段內(nèi)聚集。所有這些因素將在每個(gè)國家的最終選擇中發(fā)揮作用。

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