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运维常规故障排查:此项费用主要取决于发电设备的规模。
运维突发故障排查:此项费用主要取决于发电产能的多少。
能源消耗成本:此项成本主要是针对火电。
其他额外费用:污染治理费用、基础设施相关部件的维护、更换、故障维修等费用,这些主要取决于当地环保部门出台的相关标准和要求。针对光伏发电,研究工作也考虑到了对土地的征用等问题。
总成本计算结果中还包括两项隐形成本。一个是当可再生能源发电超过电力需求,并且无法再进行存储不得已而丢弃的那一部分发电成本。另一个是平时处于闲置状态的火电厂的运维成本,这些火电厂是在可再生能源发电出现供不应求时,用于弥补电力空缺。
为了计算出能够合理实现消纳的可再生能源利用比例,此次研究选择了独创的最优化问题求解法。该优化计算法首先对100% 化石能源发电(包括60% 天然气和40% 的煤炭)的成本和发电量进行计算,然后从6 种不同的可再生能源或方法中( 太阳能光伏、太阳能光热、陆上风电、海上风电、储能容量、储能时间) 选择一项逐步代入其中进行优化计算。经过层层运算后,从中选出从化石能源发电转向可再生能源发电成本最低的路径。
在运算过程中,每加入一种可再生能源发电技术,就要考虑到收益递减的问题。计算初始阶段,新加入的可再生能源发电技术的新增电力都是可以被消纳的,但是随着投入量的加大,在电力生产高峰时,电力产能将会超过电力需求,此时过剩的电量就无法被消纳。由此带来的结果就是成本的上升,阻止成本继续上升的方法就是代入另一种可以与其形成互补的可再生能源发电技术,并依此类推。通过这样的方法,优化计算法就会计算出各类不同的可再生能源发电技术都将以怎样的比例分配,才能更好地发挥自己的经济效益。整个优化计算法总共运行三次,分别针对正常能效模式(101TWh/a)、中级能效模式(86TWh/a )以及高级能效模式(64TWh/a )三种不同情景模式进行计算。
3、研究结果
此次的研究结果首先肯定的是,即使在以色列发展可再生能源条件有限的情况下,可再生能源也可以在电力消费中占到比较高的比例。优化计算法表明,随着可再生能源发电技术的推广, 可再生能源电力消费也会逐步增加,尽管增幅比较缓慢。当前,以色列开发可再生能源的条件十分有限,要实现可再生能源在电力消费中比例的上升还有许多亟待解决的问题。此次的研究计算证明,以色列在实现能效大幅提升的情况下,可再生能源在能源结构中的比例可以高达80% 以上。
研究根据优化计算法的结果得出,从100% 化石能源逐渐向可再生能源过渡的初始阶段,电力生产的总成本是呈下降趋势的(尽管可再生能源的发电成本还是高于化石能源)。这种趋势的形成原因是:在早期阶段,成本较低(因为无需燃料成本)的可再生能源替代了成本高昂且不环保的化石能源,仅这一点就大幅降低了发电成本和其他的额外成本,而且所有的可再生能源电力都可以被消纳。但运行一段时间后,成本开始如预期所料呈上升趋势,即总成本的消耗又回到了没有使用可再生能源的模式中。研究把这种情况称为“收入中立”,这是由于利用可再生能源而省出来的部分资金又被重新投入到可再生能源发电设施的建设中。
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