美国可再生能源储量丰富，但是可再生能源究竟能为电力系统贡献多少电量？近几年
美国可再生能源装机呈快速增长趋势，尤其是风电与光伏发电，未来电力系统如何消纳更
高比重的间歇性电量？不同类型的可再生能源是否有一定的协同作用，在更大区域内整合
可再生能源在多大程度上有助于电量消纳？

　　美国可再生能源实验室与麻省理工学院牵头，美国能源部实验室、工业界、高校与政府
部门等各界人士共同参与，完成了《美国可再生能源发电前景研究》。

《前景研究》采用两种模

型进行分析，分别为区域能源调度系统模型（

Regional Energy Deployment System Model）

与电网安全模型（

GridView Model），着重研究不同可再生能源发电量比重对电源结构、输

电设施以及消纳措施等方面的影响，同时针对

80%可再生能源发电量情景进行敏感性分析，

而且考虑到了电量需求因素的影响。这对美国以及其他国家可再生能源发展具有重要借鉴意
义。

　　二、情景及假设介绍

　　美国可再生能源发展受很多因素制约，包括政策与制度制约、技术发展水平、市场驱动
因素等等。对未来可再生能源发展进行准确估计较为困难，为此《前景研究》设计十几种情景
方案进行分析。考虑到未来可再生能源发电量比重在

80%的可能性较大，《前景研究》在情景

分析时分别考虑了技术发展水平、条件限制以及需求情况等因素制约。

　　为设定参考基准，《前景研究》设计了低需求基准情景，对

2050 年相关情形假设如下：

（

1）能源效率得到提高，电力需求增速放缓；（2）可再生能源成本与性能方面的改善，

与目前联邦及各州政策有关；（

3）可再生能源政策制定主要受现有法律制约；（4）碳减

排政策没有实行，空气污染条例与现状相同。在此情景中，常规电源发展迅速，可再生能源
发展缓慢。

　　考虑未来可再生能源发展不确定性，即可能受到政策、市场、技术等方面影响，为此《前
景研究》设计了一系列探索性情景，着重考虑

2050 年可再生能源发电量不同比重（30%～

90%，增量为 10 个百分点）对电源结构、输电设施及电网灵活性等方面影响，至于技术进
步方面，假设出现了小规模技术进步。

　　

2050 年，可再生能源电量比重为 80%可能性较大，此前提下，《前景研究》进行了敏感

性分析，分别考虑技术进步、输电设施、电网灵活性、资源供应量等因素的影响。涉及到的情
景包括：

80%RE-NTI 情景（80%可再生能源发电量—技术保持在 2010 年水平）、80%RE-

ITI 情景（80%可再生能源发电量—小规模技术进步）、80%RE-ETI 情景（80%可再生能源
发电量

—大规模技术进步）、输电约束情景、灵活性约束情景以及资源约束情景。

　　电力需求情况与两方面因素有关，即人口增长与经济发展。在低需求假设中，新型技术、
积极的社会态度以及相关的政策等促使能源效率得到提高。在此假设中，电力需求在未来几
十年增速较慢，

2050 年电力需求量约 3.92 万亿千瓦时；不过在高需求假设中，能源效率仍

然保持目前水平，导致

2050 年电力需求量高达 5.1 万亿千瓦时。

　　三、可再生能源电量比重增加的影响