如果電量產能過剩,電價會發生怎麼樣的變化?


各位同學閱讀此答案時請先閱讀題干哈。

我在這裡複製一下題干「最近看完第三次工業革命一書,內容主要講的以個體建築物利用光,風等再生資源產電,然後利用氫技術儲存,然後自用,甚至賣回給電力公司, 那麼我好奇的是,如果大部分房子進行改造成功,並且能很好的存儲,其結果會導致電能過剩嗎?如果過剩會導致怎麼樣的結果

觀點一:電力系統可能出現發電容量過剩,但發電量是極少可能出現過剩的。

電力系統的發電和用電是實時平衡的。切風或是切光伏主要是由於輸配電網限制,系統安全限制或其他主觀原因(地方為保證火電上網小時數)。在當前的電力系統設計里,是以安全運行為第一要務的,新能源大量接入後會嚴重威脅系統穩定性(比如系統慣量,還有極高的機組上網速度要求等)。所以不可能出現單純使用新能源發電滿足系統用電需求的情況(除非大量超建新能源機組)。其中的一個限制可參照我的回答:風電、光伏等新能源可以直接併入電網么?有哪些技術問題需要解決? - Kevin Zhang 的回答

然後我來說說題目的解釋里提到的「自給自足」建築。

觀點二:建築在「孤島狀態」下利用分散式發電和儲能設備的自給自足是比較難實現的,但可以與電網交換電能,實現全年凈能量消耗值為零,從而達到較高的環保能效。

題主提到的這種建築應該是 zero net energy (ZNE) building,維基百科對此類建築解釋為其能源使用量等同於其配備的可再生能源設備的能源產量。單純使用儲能系統和分散式發電進行自給自足是缺乏可靠性的,比如放到我們大腐國來,下個兩三天雨是很正常的事,所以還是需要與電網進行電力交換以滿足生活需求的。以下是一個ZNE building的示意圖。通常這種建築具有以下幾個特徵:

  • 裝備了分散式發電設備,例如光伏太陽能電池板和微型風力發電機。
  • 能源利用率高,通常配備了LED照明設備,電冷/熱泵,以及太陽能熱水器等。
  • 牆面隔熱性能好。
  • 具有智能設備和能耗管理系統,比如需求側響應技術,實現自發能源最大化利用。
  • 整體造價貴的一逼 _:(′?`」 ∠):_

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接著我來說說氫儲能技術。

觀點三:由於當前的電解水生氫技術的效率問題,以及尚未出現的大範圍電力過剩局面,使用這種技術去消納可再生能源發電更像是「畫蛇添足」

因為我自己現在是歐洲最大的氫能源機動性項目(H2ME)的研究員。此項目是研究如何使用不同技術生成氫氣,並通過加氫站給燃料電池汽車加氫。根據我的了解,使用多餘風電進行電解水生氫的效率只有20%-30%。我個人不了解氫氣儲能裝置與電池的單位造價對比如何,但是我覺得20%多的利用率還是讓富餘電能生氫技術在當前環境下不具備經濟吸引力。這多餘的電能無論是充入電池還是作為其他用途,對建築使用者來說都應該是更加經濟實惠的。

最後說說電價變化。

觀點四:根據當前新能源發電的平攤成本,即便出現了非常大的可再生能源過剩的局面,電價也是只漲不跌。因為可再生能源發電的實際成本不只有發電成本,還有併網成本。

詳細的知識可以參照我下面兩個知乎日報的答案:

  1. 可再生能源發電和現有化石能源發電矛盾嗎? - Kevin Zhang 的回答。
  2. 大規模個人「發電賣電」是否會對電網造成損害? - Kevin Zhang 的回答

我在這裡簡要說下。電價成本不單單只是其燃料或是可再生能源的設備均攤成本,還應考慮附加的併網安全成本以及過網成本,只是當前環境下是電網為其買單了。可再生能源的不穩定性,註定了它是需要火電或水電為其「保駕護航」以保證電力系統的安全運行。那麼越少的電從電網走,電價必然會越高,否則無法收回成本。所以即便題主所說的絕大多數時間自給自足實現了,那剩餘的時間從電網買電必然要付出高昂的代價。總的來說是賠還是賺,就讓我們拭目以待吧。

另外說說丹麥曾經出現過的負電價情況,也就是電網付你錢讓你用電。注意,這是實時結算電價,不是全網電價,所以不是所有在這一刻用電的人都會有收益。據我了解這是因為風力發電突然過剩,導致如果根據當前的電網需求,要不然要切掉非常多的風電,或者是關停一部分熱電聯產電廠。但是上述兩種手段都不是免費的,電網要給予補償的。所以電網開出負電價,鼓勵周邊國家買電,避免給發電企業補償。從整體上降低電網運行成本。

綜上所述,當前的電力系統運行規則下,電量過剩不太可能出現。即便分散式發電過剩了,電網電價一般也是只漲不跌。

以上,謝謝。

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對電價的影響是雙向的,短期內是上升的。第一,以目前儲能技術的成本來看,加裝儲能的分散式電源會讓實際用電成本大幅增加。同時,儲能成本短期難見下滑。第二,分散式電源會帶來電網成本上升,可能出現的情景是余電上網電價極低,但電網購電價格大幅上升。電網要從有限的售電量中收回電網投資和運營成本,平均下來的用電成本升降都有可能。當然,不同國家的電價形成機制不同,用電成本不一定總是直接決定電價。

舉個澳大利亞的例子,儘管屋頂光伏比率提高顯著,但過去5年的電價也大幅上升。當然,決定電價的原因是多方面的。

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另外,兩個觀點需要明確:

第一,國內電力裝機產能全面過剩跟個人分散式電源基本無關。過去兩年,煤電利用小時數持續下滑,南方地區受水電裝機和大量降水影響,產能利用率更是不足50%,新建煤電項目大多審批受阻;北方風電、光伏裝機過快,併網滯後,電網消納能力不足,大面積棄風、棄光。未來5年,宏觀經濟增長放緩,行業結構繼續調整,預計電力需求增長乏力,產能過剩局面仍將持續。

第二,目前分散式電源合計佔比恐怕不足千分之一,未來居民分散式發電在國內的潛力也相當有限,直接的原因是我們居住環境的限制,30多層公寓的屋頂面積能夠滿足幾戶家庭的自用電?當然,工商業園區的屋頂光伏還是有一定增長空間。


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