可再生能源發電和現有化石能源發電矛盾嗎？

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疑問來自一位知友的回答 ? 風/太陽/核/水/地熱/生物/潮汐能在我國民用發展前景排序及優劣對比？能源裝置未來的趨勢是巨型化+微型化嗎？ - 曾小開的回答
摘錄：

所有除了火電水電以外的電都是垃圾電，是的，包括核電。
之所以是垃圾電是因為它們不能調峰調頻高峰無所謂凌晨兩點的低谷時要停掉多少火電才能讓核電等正常運作…至於什麼風電光電潮汐等等，火電機組為它們又要停又要啟…

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翻出來一個自己感興趣的話題，自告奮勇出來寫寫我的看法。

首先說說「垃圾電」這個詞，我之前是真的沒聽過，也是這幾天在看了一些知友的回答後才注意到。我只能說，這種說法..「有趣」.......

扯遠了，回到正題。先拋出我的觀點：化石能源發電會視可再生能源發電為懸在自己頭上的達摩克利斯之劍，讓化石能源發電陷入了死亡螺旋（death spiral），但是當前儲能技術的限制和電網運行的要求暫時給部分「優質」火電留了一條生路。

為什麼？（下文用火電代指化石能源發電）

1. 電力市場清算機制

有一些電力相關知識的人應該知道，電力的供需是必須實時平衡的。那麼我來說一下最簡化最理想化的電力市場清算機制，如下圖 [1] 所示（這裡說明一下，接下來一段的分析都是省略了一切外部條件，單純從供需關係入手）：

我稍微解釋一下本圖，橫軸代表著接下來一個市場清算周期（英國為半小時）里疊加的可發電量或用電需求，而縱軸代表單位發電量報價或單位電力需求報價。

圖上有兩種線。第一種是斜著的，代表了電力需求的價格彈性曲線（涉及經濟學知識，我就不詳細介紹，有興趣的請自行搜索），它代表著不同時間電力需求和願意付出的價格的對應關係。這裡你只需要看最右邊的Peak（電力峰值）線就可以了。第二種是階梯型的曲線，這條曲線指出了不同發電機組的可發電量和對應報價，然後他的橫軸是疊加的可發電量，從最便宜的風力發電（第一段），到核能發電（第二段），再到不同的火力發電（後面幾段）。你要注意的一點是這條曲線指出的是「可」發電量。那麼具體系統會「要求」發多少電是根據上面的斜線和階梯曲線交點位置來決定的。電力市場的基本清算機制就是找到需求和發電的交叉點，則可以得出這一清算周期應發電量和邊際電力價格(marginal cost)。所有在此點之前的發電機組將會統一收到其發電量乘以邊際價格的報酬，而這一點之後的機組全部停發。所以人們之前對風電的定義為"Price taker"，因為清算的邊際價格是由火力發電決定的，市場給出什麼價，風電就得接受什麼價。

那麼問題來了，當風力發電增多時邊際電力價格會怎麼變化呢？

現在圖中有三條階梯形曲線，從左到右分別對應著風力發電從低到高的情況。為什麼這麼對應？你可以看到風力發電是階梯曲線的第一段（因為風電幾乎沒有運營成本，所以他直接做了最低報價，注意市場是統一清算的，所以低報價的機組也是以邊際價格進行結算的），左起第一條階梯曲線的第一段很短，右起第一條階梯曲線的第一段很長，正對應了上面說的風力發電的高低情況。然後我們再看交點，當風力發電增加時，需求和三條不同的發電階梯曲線的交叉點是逐漸向下走的，對應著的清算價格是A-&>B-&>C.這也就是我們說的風電多了系統清算價格就下降了。這個時候我們可以說風電從「Price taker」變成「Price maker」了，市場的清算邊際價格很大程度上就由風電定了。

這裡就有人會說：「清算邊際價格下降不是好事情么」？對用戶來說，是的。而且風電其實無所謂，英國的風電有CfD（Contract for Difference）補貼，保證他們的效益。但是火電就這樣一步一步的被擠出清算區間了，從點A的燃氣機組，到點B的凝汽式機組，到C點完全被擠出。這也就是國內經常說的，「火電年平均利用小時數不足4000到不足3500再到不足.....（你懂的）」。

所以總結一下第一點，在新能源大量接入的背景下，通過保證上網時間來為火電獲取足夠利潤的方式已不可取。

2. 電力系統的運行安全

大家都知道新能源發電最大的特點就是輸出的變化大和不可預測性。所以系統調度需要一定的備用容量，以防止新能源輸出不及預期。備用容量一般是一定數量的火力機組半載運行（火電明明能全發，結果被逼得半發，也是很不開心）。在英國，火電機組上網速度的快慢決定了其所能參與的備用服務，並對應著所能獲得的報酬的高低（有歧義，不展開說）。

舉個最近的栗子，英國國網在今年(16年)9月14日曾開出了比正常清算價格(￡40/MWh)高24倍的價格（￡999/MWh）。造成的原因是風力發電量的突然降低，EDF的核電機組的突然故障以及跟法國的interconnector的部分中斷。系統估計都調用了柴油發電機以保證電力供應。

以上能引出第二點：火電未來的盈利方向：為系統提供備用服務將成為火電利潤的重要組成部分，而越是高質量的機組（比如上網速度快）越能在備用服務競爭中佔優勢。還有一個方法就是在備用機組資源稀缺的時候，調高定價「狠狠撈一筆」（需要準確判斷形勢，一旦超出市場清算價格就....會怎麼樣？考你們一個_(┐「ε:)_）。

3. 監管機構的激勵政策

從上文可以看出，從電網安全形度來說，保持一定的火電機組是必須的。因為新能源發電是不穩定的，而且儲能設備現階段成本過高，無法大規模部署，再遇上個無風加日食，系統沒有足夠的常規機組肯定就崩潰了。（可能是千年等一回，但發生了的話，經濟損失可無法估量）

但是火電自身無法盈利，還得看著可再生能源領著大把的補貼，這對火電來說實在太殘酷了。所以英國的電力市場管理者ofgem提出了一個新的補貼種類，建立了Capacity Market（容量市場）。這個設計簡要的說就是讓一些「優質」火電機組別退役，你不上網不發電我也給你錢。保證系統有足夠的備用機組。

就此引出第三點：當前的大環境下，火電是弱勢群體。電力市場規章制定機構應對合適的火電機組（一般指CCGT）給予一定的經濟激勵，以保證電力系統的安全運行和避免scarcity（這裡特指供電短缺）的發生。

提了這麼多，應該也就不難理解為什麼有的人喜歡稱火電之外的發電為「垃圾電」了吧。(╯°Д°）╯︵ /(.□ . )

綜上所述，可再生能源發電就像個不懂事的小媳婦兒，一邊搶著火電碗里的肉還想著喝火電的湯。那邊火電想離婚休妻，爹媽（電力調度）又不讓。

最大的受益者？當然是儲能設備，例如抽水蓄能啦，還有interconnector。通過峰谷購電峰頂賣出賺取價差或是引進相鄰系統的便宜電力，同時為系統提供一定的備用服務賺取傭金。

等等，上文提的都是教火電賺錢，那麼這錢從哪來？當然是用戶啦。羊毛出在羊身上。大規模部署可再生能源發電和核電能降電費？大兄弟/大妹子，你可能真的想多了。

註：上文的分析條件基於英國電力市場的運行條件，畢竟這會是中國電改的潛在方向之一。由於答主運用的知識都是在英文背景下學習的，所以翻譯上可能存在不準確的地方。如果有知友了解一些專有名詞並發現用詞不當的地方，還望指出，謝謝。

[1] S. Krohn, P.-E. Morthorst, and S. Awerbuch, 「The economics of wind energy,」 2009.

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專欄：關於電改你應該知道什麼

Live：我在英國做博士「學霸」（這名字是知乎官方給的...23333）

電子書：為什麼電氣工程有前途：曼大博士告訴你

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2016.10.11

根據評論建議重寫了電力市場清算機制的解釋，希望能給知友們一個更清晰的解讀。

2016.10.13

把清算圖的reference添加了一下。

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這個問題可以很高大上地用各種專業知識回答，但是我選擇從另一方面回答。

我在丹麥從事風電工作。丹麥的最新報告表示全國的總用電量中有40％來自於風力發電。

丹麥的最大風電運營商（也是歐洲最大之一）是dong。
dong是什麼意思？全稱為DANISH OIL AND GAS。也就是丹麥石油天然氣公司。原來國有，12年被收購後為私有。

我想說的是，世界各地的石油大亨，但凡有些遠見的，都知道石油不是能源的未來。要保住自己的資產地位，就一定要轉型。

所以說，往往新能源的老闆就是石油老闆。兩者不一定有深刻的利益衝突，是同一批人漸漸的從一樁生意慢慢向另一粧生意轉行罷了。

背後有環保意識，也有維持收益。

看了題主問題的描述。曾小開的描述過於絕對化了。
風電等新能源的不穩定性以及能流密度偏低是他們的劣勢，但不代表與傳統能源勢不兩立！事實上二者可以和諧共處，和諧共處的前提是電網的穩定性和峰谷電量調節。由於上述風電等新能源不穩定，顯然不能用於調峰（調峰需要很大的靈活性，要你多發電你要能跟上，要你減少發電，你要能減得下來），甚至需要額外的發電備用，以防止風突然停了。從這一點來說，風電等新能源佔比不能太高，不然會影響電網穩定運行，另一方面，風電等佔比太大，勢必導致更多的備用機組（在我國就是火電），這些備用機組往往處於低負荷運行，效率較設計值低很多，事實上也是資源的浪費！
再說核電，核電的優勢在於環保，便宜，穩定，適合帶基本負荷。缺點，不能調峰。但這不代表核電不好！事實上，比較合理的電網運行方式是根據電網運行情況（峰谷電量佔比），讓大部分發電機組（包括全部核電和大部分火電）帶基本負荷，以獲得較高的能源利用效率，部分火電機組用於調峰，新能源發電機組參與調峰（風來了，就出點力唄），已達到資源的最優配置！
順便說一句，說到電網安全運行，就不得不提電網調度了。從電網調度來講，遠行的機組越多越好，最好，每個都不帶滿負荷，每個都能調峰，這樣，電量變化時，想調哪台機組都行，電網最為穩定安全，然而這樣讓所有機組在部分負荷運轉（理想情況），機組效率就好不了。
因此，合理設置電網備用機組，是發電機組，電網安全，高效運行的關鍵！咱們國家，目前有朝這個方向轉變的跡象，可惜做的還很不夠！

謝邀。鄙人不才，能源領域剛入門的菜鳥一隻，講講自己對第一個問題和第三個問題的一點看法。
一、火電短期內的前景依然會好於清潔能源（僅含水電、風電、光伏和燃氣發電）。
原因有以下幾點：
1、規模
單個項目火電的裝機規模遠大於清潔能源，隨隨便便一個火電項目就是幾十萬千瓦的裝機，內陸風電一般都5萬千瓦上下一期（分散式更小），光伏一般2~3萬千瓦一期（屋面式分散式光伏基本都在1萬千瓦上下），小水電一般也就5萬以下裝機；分散式能源站（即燃氣發電）一般是冷熱電三聯供，其的裝機受制於供熱需求。
2、調度
火電機組出力的可控性要好於風電和光伏，不，換個說法，其實就是風電和光伏木有調節的方式，所謂的調節基本就是在棄風棄光，不能調峰是電網不喜歡風電光伏的原因之一。
3、電網購電價格
火電的標杆電價低，這個是主要原因……與光伏那接近1塊的電價，風電六毛的電價相比，火電真特么便宜……同樣便宜的有水電。
4、電廠度電成本
如果光伏和風電說自己的的度電成本遠高於火電，分散式能源站就呵呵了……
綜上所述，火電的優勢在於規模大、便宜、能調峰、生產成本低，所以短期內還是有很好的前景。

三、以後的能源分布會呈兩極化，這個我認同。
當前光伏正在大力推分散式光伏發電，放寬分散式光伏的定義就是這樣一種明示。將單個項目規模20MW以下，35KV以下電壓等級接入，能夠就地消納的併網式光伏也算作分散式。傳統的屋面式分散式是自發自用余電上網，即題主所講路燈的例子；但是新的定義中最重要的一點不在於項目規模和電壓等級，而在於就地消納，這樣某種程度上也算是自發自用（其實不是自用，只是就近用完避免線損）。

作為一個電氣專業的非專家我說幾句不嚴謹的話，「所有除了火電水電以外的電都是垃圾電，是的，包括核電。」這個話是胡說八道，目前我國的確是以火電水電為主，電網和用電負荷也是以火水電站為中心考慮的，可再生能源只佔極少部分，所以可再生能源必然不受待見。打個比方，火電就是公交車、地鐵，水電就是計程車、小轎車，所謂新能源就是黑摩的，現在政策要地鐵停一班給黑摩的點活，肯定有人不願意.但是法國70%電能來自核能，這就不一樣了，他的核電就是地鐵，火電之類的反而成了補充，調峰這種事情技術上也沒有什麼難度，在利益上難度很大，畢竟蛋糕就這麼大...

不矛盾。

如果矛盾的話，在未來傳統化石能源枯竭之後，豈不是沒有能源可用。水電作為傳統的可再生能源在應用方面應該沒什麼可說的，大家爭論的一般都是水電對生態環境的影響。

的確，如風電、太陽能確實存在不穩定性，可這不代表一定要發生有能源卻完全不能用這種尷尬的事情，畢竟風電的全壽命成本比較高，造出來不發夠電基本就是賠了。目前就針對風電，已經有很多新的應用來解決一些問題，可參加這篇文章：神奇的風電：解決電解鋁40%成本問題，對於一些區域，可以使用這樣非併網的方式加以利用。

其次，伴隨著未來技術的進步，很有可能高性價比的儲能設備設施會出現並得到應用。

而核電的成本還請參見核電的成本是多少？ - 知乎用戶的回答，可見普遍核電還是要比煤電成本要低，最需要注意的就是其安全問題，主要是使用過的燃料棒的處理問題。

生物能源其實有著很大的空間，現在我們仍然每天大量浪費著生物能源，比如城市垃圾中的大量有機物質、污水處理廠的剩餘污泥等，請參見我在這篇回答里4.1有關厭氧消化(AD)的部分國內城市垃圾處理方式與國外有何區別？國外垃圾處理是否有可以借鑒的地方？ - 知乎用戶的回答。這部分生物能源其實和火電相比雖然目前體量小，但是相對清潔而且輸出同樣穩定，而且有著巨大的發展潛力。

其他像地熱能、潮汐能等目前還沒有進入大規模實用階段，但是就答主所知，很多機構都一直在對潮汐能進行著不懈的研究，希望不久的將來就可以見到其大規模商用。

大幅度提高清潔的可再生能源應用比例已經是全球的共識，其大規模應用乃至逐漸取代傳統化石能源在答主看來都是不可避免的，一些技術問題相信都可以解決。

我個人認為，目前中國依然是以化石燃料發電為主，其它發電為補充的一種格局，這不是十年二十年可以改變的。但未來，我認為一定是核能和太陽能發電為主。核能的優點體現在功率大、運行平穩、維護相對簡單，而成本一定是越來越低。光伏發電主要用於城市建築，它的作用是吸收城市熱能，平衡人類活動產生的熱。因此，我看好核能和太陽能。

以為調峰只有開關發電機這一種方法這是多麼幼稚的一種想法。其他就不多說了。

打個比方，火電就是公交車、地鐵，水電就是計程車、小轎車，所謂新能源就是黑摩的

在混合能源的時代，大量的實踐已經證明，如果缺少協調，那麼傳統化石能源的開發利用與可再生能源的大規模併網消納是存在明顯抵觸的。而「區域多能源體」理念強調可再生能源與傳統化石能源之間的協調配合，一方面，利用傳統化石能源發電的可調控性、靈活性來彌補可再生能源的間歇性、波動性，形成不同類電源之間的有效協調配合與資源優化配置，消除可再生能源能源併網障礙;另一方面，通過構建高效能源傳輸平台，實現各能源體之間的相互協調配合，促進清潔能源電力的高效外送和消納。因此「區域多能源體」機制將是突破傳統模式桎梏，實現清潔能源電力優化、合理開發利用的重要機制。

太陽能板按現在的成本價格和電費，安裝10年能收回成本。我曾經想把自己家的屋頂裝滿太陽能板，電費白用了，裝的多還能賺點小錢。但是發電企業能答應嗎?那裡有多大的利益啊?如果有矛盾是利益的矛盾。控制能源就是控制了世界。

化石能發電放出二氧化碳、亞硫酸氣等。再生能發電不放出污染物。

太陽光發電和風力發電非常有前途。發電費用持續下降。太陽光發電和風力發電合適成為主要的電力。

水壩防禦洪水，又蓄水。水力發電廉價。抽水式水壩能積蓄電力。

發生二個的核電事故。大量的人死了。產生了莫大的損失。原子能發電價錢比較貴。

人類所有能源都來自於太陽包括核電水電
太陽的能源那麼大理論上說足夠人類使用這能源是無限的

但現在除了油氣煤沒有任何能源能滿足人類的需要

不矛盾，都是利用資源進行能力轉換

目前來看，風電對電網有一定的衝擊，生物質發電還是以摻燒煤為主，水電比較好加負荷，甩負荷，深度調峰，比火電還要好，但是容易引發地質問題。綠色能源的核電投資巨大，乏燃料的處理問題都不好辦。但是隨著科技的發展，風電一定很優秀。光伏硅成本的降低，也不錯。

以個人現在的認識和水平，沒法深入回答樓主的問題。我同意樓上的觀點，新能源硬著頭皮也得發展。

二者協同多於矛盾

我就說一句話，除非核聚變的重水發電能突破掉，否則現有的可再生能源發電解決不了根本問題啊

所有除了火電水電以外的電都是垃圾電，是的，包括核電

這句話一看就是一些門外漢和湊熱鬧的吃瓜群眾說的。我就是做光伏的。以前，因為一些技術瓶頸和其他因素，光伏電能是不被認可，被稱之為垃圾電，但現在不同以往。

在大規模儲能技術未獲得突破性進展前能否「曲線救國」？——把風力發電的電能引入到火電廠，用風電加熱鍋爐。雖然整體上能源利用效率降低了，但穩定性卻是增加了。還有，冬季的北方，用風力發電給各個供熱站取暖用。

風電、光伏所能發的電量太少太少了，簡直可以忽略不計，頂不了事！還靠天吃飯，不穩定，需要用電時天公不作美，就歇菜了！

所有除了火電水電以外的電都是垃圾電，是的，包括核電。」這個話是胡說八道，目前我國的確是以火電水電為主，電網和用電負荷也是以火水電站為中心考慮的，可再生能源只佔極少部分，所以可再生能源必然不受待見。

個人理解，我是熱能的，僅從本專業考慮。照目前來看，上述觀點是就眼前看起來對的，確實很矛盾，但是除了硬著頭皮去做還能怎麼辦呢，佔領技術科技制高點不是說說而已，而是未雨綢繆，提前布局的，否則以後潛力來了，你發展太遲被人甩太遠了。打個不恰當的比喻，航天太空技術大家不曉得其代價有多大吧，投入大得很，僅在表面好看，實際回收不多，但是這種在軍事上未來潛力極大，一旦被人掣肘死都不知道咋死的，硬著頭皮也要發展是對的。但是儘管太陽能、風能、核能什麼的缺點很多，代價很大，但是上層的人考慮的是長遠一些，化石能源總有枯竭的時候，到時候何以為繼？太陽能風能什麼的，看天了，但是核能未來形勢會好的很，只能是說在未來。能源一直在改革，格局在慢慢變，不可能一下子突變的，現在習大大這兩年煤耗在減少了，核能三代在建機組很多，現在可再生能源經常靠國家補貼確實是種苦逼的境地，希望以後技術會越來越好吧。。。