[论文解读] Decreasing market value of variable renewables is a result of policy, not variability

Tom Brown, Lina Reichenberg|arXiv (Cornell University)|Feb 7, 2020

Climate Change Policy and Economics被引用 12

一句话总结

本文表明，风能和太阳能等可变可再生能源市场价值的下降，主要由基于补贴的政策驱动，而非其固有的波动性。当碳定价推动部署而非配额或补贴时，风能和太阳能可实现超过80%的渗透率，且不会出现收入侵蚀现象，证明政策设计而非间歇性才是市场整合的主要制约因素。

ABSTRACT

Although recent studies have shown that electricity systems with shares of wind and solar above 80% can be affordable, economists have raised concerns about market integration. Correlated generation from variable renewable sources depresses market prices, which can cause wind and solar to cannibalize their own revenues and prevent them from covering their costs from the market. This cannibalization appears to set limits on the integration of wind and solar, and thus contradicts studies that show that high shares are cost effective. Here we show from theory and with numerical examples how market incentives interact with prices, revenue and costs for renewable electricity systems. The decline in average revenue seen in some recent literature is due to an implicit policy assumption that technologies are forced into the system, whether it be with subsidies or quotas. If instead the driving policy is a carbon dioxide cap or tax, wind and solar shares can rise without cannibalising their own market revenue, even at penetrations of wind and solar above 80%. The policy of subsidy is thus the primary factor driving lower market values, and this decline happens even for dispatchable low-emission technologies; the variability of wind and solar is only a secondary factor that accelerates the decline if they are subsidised. The strong dependence of market value on the policy regime means that market value needs to be used with caution as a measure of market integration.

研究动机与目标

• 解决现有研究显示高比例可再生能源整合具有成本效益，但又担忧收入侵蚀之间的矛盾。
• 探究不同政策机制（尤其是补贴与碳定价）对风能和太阳能市场价值的影响。
• 明确可变性还是政策设计是可再生能源收入下降的主要驱动因素。
• 证明在不考虑基础政策制度的情况下，市场价值并非衡量整合极限的可靠独立指标。

提出的方法

• 在不同政策制度下对电力市场动态进行理论建模，包括碳排放上限和补贴。
• 通过数值模拟比较碳定价与通过配额或上网电价强制部署下的市场收入。
• 对收入构成进行分解，以分离政策影响与发电波动性的影响。
• 使用可调度的低碳技术作为对照，以隔离政策影响与间歇性之间的差异。
• 比较高渗透率情景（风能和太阳能占比超过80%）下的平均市场价格与收入。
• 敏感性分析，评估政策假设如何改变可再生能源市场价值的感知。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高渗透率系统中，风能和太阳能电力市场价值下降的原因是什么？
• RQ2 碳定价与补贴等不同政策工具如何影响可变可再生能源的收入表现？
• RQ3 收入侵蚀在多大程度上由政策设计引起，而非风能和太阳能的物理波动性？
• RQ4 在碳定价制度下，风能和太阳能能否在不出现收入侵蚀的情况下实现超过80%的渗透率？
• RQ5 为何在某些政策背景下，市场价值这一指标无法准确反映整合潜力？

主要发现

• 风能和太阳能平均市场收入的下降，主要由基于补贴的部署政策引起，而非其波动性。
• 在二氧化碳排放上限或碳税制度下，风能和太阳能可实现超过80%的渗透率，且不会出现收入侵蚀。
• 即使在可调度的低碳技术中，补贴制度下市场价值仍呈下降趋势，证实政策而非波动性才是根本原因。
• 只有当风能和太阳能受到补贴时，其波动性才会加速收入下降，因此波动性仅为次要因素。
• 市场价值对政策制度高度敏感，应谨慎用作衡量整合潜力的指标。
• 本研究通过识别政策为关键变量，解决了高比例可再生能源成本效益与收入侵蚀之间看似矛盾的问题。