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电力供应的全部成本

2019-07-09 10:33
ERR能研微讯
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电厂级生产成本

电厂级生产成本仅限于上图ES.1中所示的三个类别中的第一个和最小的一个。经济合作与发展组织核能署于1983年开始报告发电成本预算中的电厂级成本,比较核电站(NPP)和燃煤电厂成本。国际能源署于1989年加入经济合作与发展组织核能署出版本报告。两家机构共同更新了1992,1998,2005,2010和2015年的研究,以评估各种技术的平准化电力成本(LCOE)。

LCOE表示不同基本负载技术的折扣终身成本,平均超过发电量。其目的是为监管电力系统中的电力设施的投资选择提供信息,但在放松管制的电力系统中其相关性较低,在发电机的使用寿命期间,收入在不同时期内变化。LCOE也无法捕获某些技术的系统成本(参见下面的图ES.2)。尽管有这些限制,但由于其简单性和透明性,它通常仍然是有吸引力的第一参考。

图ES.2不同发电技术的电厂级成本

图ES.2不同发电技术的电厂级成本(续)

电网级系统成本

虽然系统成本一直存在于非捆绑式电力系统中,但在过去几年中,随着许多经合组织国家部署大量间歇性可再生能源(VRE),该主题已成为焦点。这种系统效应通常分为以下三大类:

剖面成本与VRE输出的间歇性有关,它们能够证明,在有VRE发电的情况下,提供剩余负载通常更为昂贵。因此,即使VRE的电厂级成本与可调度技术的成本相当,整个系统也会变得更加昂贵。

图1.2:VRE生产对调度生产者剩余负荷的影响的案例

表1.1由于风能和太阳能的涌入,调度运营商的损失

平衡成本与因不可预见的电厂停运而产生的电力生产不确定性或与生产相关的预测误差有关。与发电相关的不可预见的电厂停运或预测错误要求进行更大数量的旋转备用。VRE发电量的不确定性也可能导致常规发电厂的爬坡和循环增加,发电厂调度效率低下,总体而言,系统成本更高。

由于发电厂的位置限制,电网和连接成本反映了对输配电网基础设施的影响。虽然所有发电厂都有一些选址限制,但对VRE的影响更为显著。由于地理位置的限制,可能有必要修建新的输电线路或增加现有基础设施(电网加固)的容量,以便将电力从生产中心输送到负荷。此外,分布式光伏资源的高份额可能需要对配电网进行大量投资,尤其是在发电量超过需求时,允许电力从生产商流入电网。连接成本(即将发电厂连接到最近的输电网连接点的成本)也可能很高,尤其是在必须连接远程资源的情况下,有时海上风也会如此。

任何对系统影响的量化都是具有挑战性的,不仅因为所涉及现象的内在复杂性,而且因为系统成本在很大程度上取决于所分析的系统的个别特性、所考虑的时间范围以及技术评估及其在发电组合中的份额。此外,发电组合的构成以及对未来技术的可用性和成本的假设在系统成本评估中起着关键作用。随着时间的推移,创新和技术进步可以进一步改变系统。因此,对系统成本的任何估算都受到重大不确定性的约束,不能轻易地外推到不同的系统或不同的环境中。

图ES.3提供了一个基于文献调查和经济合作与发展组织核能署研究核能和可再生能源的不同可调度和可再生技术的电网级系统成本重建示例:低碳电力系统中的系统效应(经济合作与发展组织核能署,2012年),尽管从那时起间歇性可再生能源的增长提供了证据,其结果仍然保持良好。这个说明性的数字的目的不是为一个特定的系统提供一个系统成本的估计,而是帮助可视化这些效果,并给它们的价值一个数量级。虽然不确定性相当大,但大多数估计认为,与VRE集成相关的电网级系统成本很大,并且与发电份额(即渗透水平)成比例增加。相比之下,煤炭、天然气、核电或水电等可调度技术的系统成本至少要低一个数量级。

图ES.3  VRE占10%和30%份额的发电技术的电网级系统成本。

图1.3 德国电力市场的风电装机和负价格

鉴于系统影响的程度以及对电力市场的影响,各国政府和决策者应尽可能引入旨在内部化的政策。更具体地说,所有技术都必须暴露在市场价格之下,并承担将电厂连接到输配电(T&D)基础设施的全部成本。

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