即使在以电网为中心的经济中，太阳能和风能如何发展

今年早些时候，麻省理工学院的研究人员有一系列分析师对太阳能光伏市场持续增长可能存在的局限性发出警告，上述分析师是最新的一位。简而言之，这些分析师认为，可变的可再生能源在运行时将压低批发价格限制他们的经济成功。

这些担忧已经在其他场合得到了报道(包括VOX,绿色科技媒体和金融时报),主要观察人士认为,未来可再生能源的前景暗淡。

但这些问题确实有道理，还是他们依靠对电网和对电力市场过时的假设？我们认为，这些批评，假设静电网不变的市场机制，可以用来做任何创新看起来很糟糕。

然而，要对未来成本最低、清洁可靠的电力系统进行更全面的评估，就必须考虑可变可再生能源的高比例，以及更有效的市场(和使用)和新技术，从而无缝地、有弹性地整合这些资源。

在这篇文章中，我们认为批发价格下降是一个好的问题，而对经济限制的关注忽略了从供给侧进化、需求侧资源和更新的市场机制中可以得到的补救措施。当全世界聚集在巴黎参加第21届联合国气候变化大会时，这些信息对于制定和追求低碳清洁能源的道路，一如既往地重要。

理解“问题”

已经有越来越多的关注的是可再生能源可变诸如风能和太阳能可以在美国栅格面对的上限通过。该论点是，大量的变量可再生能源将创造供给过剩在一天中的特定时间集中在他们生产的。该臭名昭著的“鸭曲线”这是一个典型的例子——当大量的太阳能光伏发电(PV)的生产被剔除后，加州电网模拟的一个特殊的鸭子形状的日需求曲线。

批评者认为，可再生能源的变化，特别是光伏的这个技术特征 - 未完全与负载相匹配的日发电模式 - 可以有各种形式的发电机，尤其是可再生资源本身的经济后果。

当它可用，抵销较高的边际成本资源（如燃气电厂）生产的可再生资源大量可以出售电力的过剩。由于电力价格通常是由资源具有最高边际成本设定，在市场明确，可再生能源附加一代倾向于降低市场价格。

这个“价值效应”通常会降低对化石生成的收入。这种影响有尤为引人注目的是欧洲在过去，在太阳能日高峰期间，从运营成本高昂的火电厂发电，对化石发电业主来说非常有利可图。

PV大大降低了能源价格，以至于欧盟前10大公用事业公司的市值损失了一半。然而，价值顺序效应也意味着可变的可再生能源自身的利润也可能随着其使用率的增加而降低。一个普遍的结论是，可变的可再生能源只能在电力生产中发挥有限的作用，在较高的采用水平下，批发价值下降，从而被边缘化。

另一方面:三种趋势加速了可再生能源的采用

提出这些论点的分析人士只是详细阐述了微观经济学思维实验的前半部分。他们假设的问题依赖于供求规律，但忽略了两者的重要方面，大大夸大了感知到的“问题”。让我们来看看。

1.供应变化的整体,而不是增量

许多这样的思想实验只考虑添加单一的供应资源(通常是太阳能光伏)，而没有考虑同时发生的许多其他供应方面的变化。在现实中,太阳能光伏、风能和天然气都加入了供应组合同时在很大程度上;前两个通常是互补的，而第三个是可调度的，所以它们一起可以做很多事情来缓和经常描绘的“鸭子曲线”。

与此同时，非经济资产的回收将对批发价格产生抵消作用。例如，即使旧的，肮脏的工厂通常生产成本低，他们也可能退出市场，因为合规升级的高成本或其它固定的侵蚀他们的利润成本。得到的低丰度的供应可能会导致边际供给曲线的合同数量，从而导致更高的价格和可再生能源更高的利润和剩余化石发电机 - 除非需求下降太多，因为它做在工业化世界。

2.需求正变得越来越灵活，而不是一成不变

分析人士认为，可再生能源的可变性将限制其增长，但通常假设批发市场是完全有效的，而零售市场是不变的，需求状况是固定的。这种不完整和不对称的处理忽略了新兴能力利用方程的需求方面。例如,人们喜欢并回应时变定价程序，这些程序是开始大规模推出。许多电器的用电需求包括电热水器和电动汽车在不中断所提供的服务的情况下具有内在的灵活性。此外，新的商业模式(从两方面)公用事业公司和第三方）通过提供无缝的解决方案，不显眼，方便，无需客户成为兼职的能源交易商推动这种方便灵活。

这些因素共同提高了需求的灵活性，这是一种重要的低成本资源，并使消费者能够在一个有效的市场中找到使用和受益于风能和太阳能廉价电力的方法，从而对价格变化做出最自然的反应。换句话说，当可再生能源在一天的特定时间降低能源价格时，需求的灵活性允许客户需求转向那些时光，这将降低能源价格在其他(高峰)时间和提高可再生能源的价格在它们产出最多的时候。

3.存储使可调度的可再生能源，而不是可变的

多样化的供应和灵活的需求将在缓解可再生能源一体化担忧方面发挥重要作用，但在一定程度上，问题仍然存在在电池价格持续下跌和电池可用的值范围意味着剩余的可变性问题可能可以用适当的增量成本来解决。在零售层面，这可能导致增加分布式发电的自平衡（我们已经看到了这一点德国和澳大利亚，它可能影响实用的商业模式在美国)。

目前，存储被视为短期替代调峰发电，并安装了也调峰能力电池可用于平滑可再生能源在电力价格对经济的影响。

以批发为主，可变资源开始饱和的市场，高价小时将激励开发者开始关注存储。已经，存储被看作是一个近期替代峰值功率，并安装了也调峰能力电池可用于平滑可再生能源在电力价格对经济的影响。

存储已经是聚光太阳能(通过熔盐)的一个共同特征，并且成为太阳能光伏越来越普遍的特征。例如，全可再生能源中标在智利最近的一次无补贴电力拍卖中，不仅包括日间低至65美元/MWh的太阳能，也包括夜间的太阳能——通过热电或储电——每晚97美元/MWh。随着存储技术的发展，可变可再生能源成为可调度可再生能源，而可调度可再生能源与可变可再生能源不具有几乎相同的优序效应。当然，我们最近的示范该13种幕后米的分布式存储可以使电池具有成本效益并不一定使他们与许多其他方式实现并网发电的灵活性有竞争力的，但类似的推理的好处暗示丰富的选择范围为避免该问题，狭义约束模型暗示。

全系统思维是前进的道路

Analysts arguing that renewables economically will limit their own continuing adoption generally leave out the considerations listed above — and more important, these arguments are built on incremental thinking, assuming that today’s grid and markets are fixed and only one thing changes (PV or wind-energy market share).

一个更全面、更全面、更准确的分析应该从最终目标(可靠、有弹性、成本最低的能源服务)开始，并推动整个系统的设计以迅速实现目标。

考虑到这一观点，可再生能源的特性——可变的产量和接近于零的边际生产成本——已经引起了如此多的绝望——在奖励有效投资的市场设计中，又增加了一项设计考虑。考虑到供应的多样性，需求的灵活性和新兴技术，如存储，可变可再生能源不太可能面临任何实际的增长限制，即使在当前的电网模式和市场结构。

对现有市场没有什么神圣

但即使可再生能源在当前市场上面临使用限制，也确实存在没有理由，我们必须保持这些市场会是这样的。批发电力市场在很大程度上是历史巧合的产物，它脱离了上个世纪热电厂之间仅相互竞争的模式。

现代市场设计，反映现实和变化的资源混合的21世纪网格，存在率先在德国已经对调整最低成本资源组合的激励措施，可以大有帮助。特别是，将表后分布的能源资源和灵活的负荷纳入能源市场- - -正如在中国所做的那样加州和纽约-可以带来新的能力和细化水平的控制到网格。

整合的挑战？

不断发展的供应，灵活的需求，存储和更新的市场，可以删除限制对电网增加可再生能源。在以后的文章中，我们将重点介绍这些相同的杠杆如何解决共同关注的问题 - 和误解 - 关于可再生能源的“集成成本”。例如，大肆宣传最近论文(PDF)声称，高渗透率的可再生能源必须承担急剧整合成本上升。

但是，原来是在所使用的模型非常严格的假设，与断言热植物现任竞争损害的是击败他们的可再生能源的经济成本相结合的假象。

可再生能源将继续存在

分析人士经常提出的可再生能源的“问题”可能孤立地是真实的，但当考虑到所有的选择时就被夸大了。的确，这些都是有好处的问题:它们是供需的自然力量，向市场参与者发出信号，促使他们多样化资源选择，激励需求的灵活性，并投资于存储和其他新兴技术。

反对风能和太阳能光伏发电的观点认为，这些资源需要更多的补贴，才能在“鸭子曲线”时代生存下来。相反，我们可以开发供应多样性、需求灵活性、存储和市场设计的潜在力量，为所有资源创造公平的竞争环境，而不是拘守20世纪电网的前提。保护旧体制远不如启用新体制，这样创新才能蓬勃发展，企业家才能兴旺发达，所有选择都能充分公平地竞争。