為了應對普遍存在的局地環(huán)境污染、能源安全與全球氣候變化問題，能源轉型已經成為越來越多國家的選擇。而發(fā)展風電與光伏成了能源轉型的主要與重要內容。風電與光伏具有區(qū)別于傳統(tǒng)化石能源機組的波動性、間歇性的出力特點。要實現(xiàn)高比例的可再生能源利用，電力系統(tǒng)需要適應可再生能源的這一特點。
那么，可再生能源在系統(tǒng)中的最優(yōu)份額如何？相應的，要適應這一可再生能源的份額要求（以滿足各種物理、排放約束），化石能源對應的最優(yōu)份額在何種水平？現(xiàn)實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)存在相對數(shù)量的過剩產能，公共政策的關注視角應該在哪個方面？這是本文探討的主要問題。
?風電光伏的最優(yōu)份額?
可再生能源發(fā)展多少，發(fā)展多快的問題，不應該從系統(tǒng)平衡的視角出發(fā)，而應該從節(jié)能減排需要的“必要性”出發(fā)。這也是需要反復強調“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，而電力系統(tǒng)是條件。系統(tǒng)的平衡與成本最小化無論在運行還是新建環(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高于目前的水平。但是，也肯定不會是100%，因為100%的波動性可再生能源，物理的平衡約束都可能無法滿足。此外，可再生能源開發(fā)大到一定程度，其開發(fā)的成本會上升，而自身的市場價值卻在下降，因此必然也存在一個依賴于政策環(huán)境（可能會影響市場的電價，也就是可再生能源避免的成本）最優(yōu)的水平。
對這些政策與各種競爭性技術（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期，會導致截然不同的最優(yōu)份額的結果。目前的實證研究給出的結果范圍在20%-70%左右，而且結果高度依賴于生物質發(fā)電與碳回收方面（二者聯(lián)合可以構成負排放）的利用程度。這無疑是一個需要繼續(xù)研究的方面。
當然，這僅是考慮部分現(xiàn)實約束的情況。如果現(xiàn)實中，其他的競爭性技術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一步加大。比如碳回收目前仍舊是一個充滿風險與缺乏社會接受度的技術，而能源效率提升也總是處于“理論潛力很大，實際實現(xiàn)程度非常有限”的境地，我國一直倡導的節(jié)能優(yōu)先仍舊處于缺乏機制設計與集體行動邏輯、不知道相對什么優(yōu)先的套話階段。
因此，總體上，從“多一點還是少一點”的問題出發(fā)，我國的可再生能源的發(fā)展份額，距離其最優(yōu)份額還非常之遠，仍舊需要堅定的政治與政策承諾，為相關產業(yè)的投資者提供確定穩(wěn)定的長期預期，降低投資風險從而降低資本成本，促進更快的成本下降。
?基于剩余負荷曲線與Screening Curve的2020年化石能源最優(yōu)電源結構?
筆者之前的文章一再強調，煤電的過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？這可以通過剩余負荷曲線(總負荷減去需要優(yōu)先調度的可再生能源)與Screening Curve的結合來簡單推算。
