圖7 電力供給的總成本（包括所有系統(tǒng)成本）

這些數(shù)值需要與VRE發(fā)電成本進(jìn)行比較，根據(jù)具體情況，其范圍在陸上風(fēng)力發(fā)電60美元/MWh到光伏發(fā)電130美元/MWh之間。還應(yīng)指出的是，只要VRE的份額仍然是外源成本，系統(tǒng)費(fèi)用基本上不受電廠一級(jí)費(fèi)用下降的影響。誠(chéng)然，系統(tǒng)成本的所有四個(gè)部分（平衡、配置文件、連接和網(wǎng)格成本）都隨著VRE資源的部署而增加，但速度不同。通過將系統(tǒng)成本添加到LCOE計(jì)算中評(píng)估的電廠級(jí)發(fā)電成本中，可以計(jì)算出本研究分析的八種場(chǎng)景的系統(tǒng)供電總成本（見圖ES7）。在電力結(jié)構(gòu)中，VRE占比10%時(shí)，只比只有傳統(tǒng)可調(diào)度發(fā)電機(jī)的參考系統(tǒng)的成本高出約5%，而在中等規(guī)模的系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)的額外成本約為20億美元/年。VRE占比30%時(shí)，成本每年增加約80億美元，即相對(duì)于基本情況增加21%。實(shí)現(xiàn)更具雄心的VRE目標(biāo)將導(dǎo)致更高的成本。如果50%的電力生產(chǎn)是由可再生能源提供的，那么每年的總成本將增加150億美元以上，與基本情況相比，這將增加42%的成本。達(dá)到75%的VRE目標(biāo)意味著最終的電力供應(yīng)成本幾乎翻倍，達(dá)到每年近700億美元，比基本情況高出330多億美元。在電力市場(chǎng)部署低邊際成本間歇性資源的一個(gè)顯著影響是出現(xiàn)零價(jià)格的小時(shí)數(shù)、電力價(jià)格波動(dòng)的大幅度增加以及相應(yīng)的資本成本的增加（這里 未建模）。這種零價(jià)格沒有出現(xiàn)在VRE沒有安裝和低安裝率的兩種情況下，而是在VRE達(dá)到30%時(shí)，每有60小時(shí)的零價(jià)格小時(shí)數(shù)。隨著VRE滲透水平的提高，發(fā)生的次數(shù)顯著增加；在50%的情況下，一年超過1200個(gè)小時(shí)，也就是14%的時(shí)間為零價(jià)格。當(dāng)VRE占比75%時(shí)，有3750小時(shí)，即超過43%的時(shí)間（見圖ES8）。由于模型是在融資約束下建立的，電價(jià)為零時(shí)的頻率越高，電價(jià)為高時(shí)的頻率就越高，從而增加了波動(dòng)性。在75%的VRE滲透率下，每MWh價(jià)格在100美元以上的小時(shí)數(shù)是零或較低VRE安裝率時(shí)的兩倍以上。
圖8  5大情景中批發(fā)電價(jià)的價(jià)格持續(xù)時(shí)間曲線

最后，作為風(fēng)速或太陽(yáng)輻射等自然資源可用性的函數(shù)，VRE的發(fā)電量不僅比可調(diào)度電廠的發(fā)電量變化更大，而且在有限的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)更集中。高發(fā)電周期之后是低或零發(fā)電周期。因?yàn)樗麄兌紤?yīng)對(duì)同樣的氣象條件，風(fēng)力渦輪機(jī)和光伏發(fā)電廠往往會(huì)自動(dòng)關(guān)聯(lián)，即產(chǎn)生不均衡地更多電力；當(dāng)其他電廠同時(shí)的生成和產(chǎn)生更少當(dāng)其他風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠也運(yùn)行在較低的利用率。再加上VRE資源的短期邊際成本為零，這使得VRE發(fā)電的平均價(jià)格隨著滲透水平的增加而下降，這種現(xiàn)象通常稱為自相蠶食。圖48總結(jié)了這一影響，顯示了風(fēng)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電機(jī)組在批發(fā)電力市場(chǎng)上的平均市場(chǎng)價(jià)格，作為它們?cè)陔娏M合中所占份額的函數(shù)。

太陽(yáng)能和風(fēng)能資源在電力市場(chǎng)的平均價(jià)格隨著滲透率的增加呈顯著的非線性下降，而光伏的價(jià)格下降幅度要比風(fēng)能大得多，因?yàn)楣夥偷淖韵嚓P(guān)性更高。即使太陽(yáng)能光伏發(fā)電的滲透率只有12.5%，其價(jià)值也幾乎減半。進(jìn)一步部署太陽(yáng)能光伏發(fā)電能力到17.5%的滲透水平將進(jìn)一步使其市場(chǎng)價(jià)值減半，低于每MWh20美元。因此，即使太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本除以5，其最優(yōu)滲透水平也不會(huì)超過17.5%。類似的趨勢(shì)也可以從陸上風(fēng)力發(fā)電中觀察到，它比太陽(yáng)能光伏有更高的負(fù)荷系數(shù)，其發(fā)電時(shí)間跨度更大。在22.5%的穿透水平下，每兆瓦時(shí)的風(fēng)能價(jià)值會(huì)降低25%。對(duì)于30%以上的滲透率，風(fēng)電市場(chǎng)價(jià)值低于50美元/MWh，而所有電力的平均價(jià)格為80美元/MWh。負(fù)載系數(shù)更高的海上風(fēng)力發(fā)電可能表現(xiàn)出不那么明顯的下降，但沒有包括在研究中，因?yàn)槠湔wLCOE明顯高于包括核能在內(nèi)的其他低碳技術(shù)。最后，實(shí)現(xiàn)更具雄心的可再生目標(biāo)也意味著必須更頻繁地削減總投資。因此，VRE電廠的投資減少出現(xiàn)在30%的滲透率水平，并隨其份額急劇增加。在VRE占比為50%的情況下，部署的邊際VRE機(jī)組的削減率在10%以上。在以75%的VRE生成份額為特征的場(chǎng)景中，必須縮減約18%的VRE機(jī)組，并且部署的最后一個(gè)單元的縮減率超過36%?？s減可以理解為一個(gè)指標(biāo)，表明VRE的系統(tǒng)價(jià)值低于其系統(tǒng)成本，即在一定時(shí)間內(nèi)減少VRE的產(chǎn)出構(gòu)成成本最低的可選擇項(xiàng)。