本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
美国能源信息署 (EIA) 的最新数据显示，2016 年前六个月，美国住宅用户支付的电费比 2015 年同期减少了 0.7%。 虽然这种下降可能听起来不大，但这代表了自 2002 年以来住宅电价首次出现下降。
零售电价意外下降的背后原因是什么？ 这与廉价天然气和更多可再生能源的共同作用有关。 为了准确了解这些力量如何压低零售电价，让我们深入探讨如何通过发电厂的调度来确定电力批发市场价格。
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电网运营商通过根据所有可用发电机的“优先顺序”或每兆瓦时电能的边际生产成本（以美元计）对它们进行排序来安排发电。 最便宜的发电机会首先启动，只有在电力需求增加时才会在必要时启动更昂贵的发电机。 电力的批发市场价格等于在任何给定时间生产一个额外单位的电能的成本。 因此，市场价格等于电网运营商当前调度的最昂贵的发电机的每兆瓦时生产成本（以美元计），因为这是如果需要，仍然有额外能力发电的发电厂。
这种解释可能令人困惑，但希望下图可以稍微简化一下。 它使用真实的发电能力和平均燃料价格数据说明了 2013 年德克萨斯电网上的发电机的优先顺序。 各个发电机按照其边际生产成本升序排列。 每个条的高度是生产成本，每个条的宽度是发电机的容量。 电价由当前需求水平（用垂直线表示）与优先顺序供应曲线的交点决定：对于下图所示的需求和燃料价格，每兆瓦时 41.42 美元或每千瓦时 4.1 美分。
电力市场价格由电力需求水平（垂直线）与电力供应价格（堆叠条）之间的交点决定。要了解改变燃料价格、可再生发电量和需求水平如何影响电价，请单击图表访问交互式版本。（来源：Webber Energy Group）
如果天然气价格或可再生发电量发生变化会发生什么？ 单击上面的图表打开交互式版本并找出答案。由于天然气发电机在优先顺序供应曲线中是最昂贵的，因此降低天然气价格会大幅降低电价。 同样，增加可再生发电量会将整个供应曲线向右移动，从而导致电价进一步降低。 对于我在下面的计算器中输入的低天然气价格、高可再生能源情况，价格仅为每兆瓦时 30 美元，或每千瓦时 3 美分，比上图所示的价格低 24% 以上。
降低天然气价格和增加风能和太阳能发电量会降低电价。 （来源：Webber Energy Group）
通过调整优先顺序计算器的输入所说明的动态正是推动美国住宅平均电价下降的原因。 更多的可再生能源和更便宜的天然气等于更低的电力市场价格，这通常会导致消费者更便宜的价格。
但并非所有美国消费者在 2016 年初都看到电价下降。 实际上，毗邻的太平洋各州（加利福尼亚州、俄勒冈州、华盛顿州）和中西部地区（东北中部、西北中部）的居民的电价有所上涨。
尽管发电成本下降，但由于电力输送成本增加，一些地区的电价上涨。 （来源：美国能源信息署）
这些州的住宅电价上涨是由于电力输送成本的增加，这与上面解释的发电成本是分开的。 根据 EIA 的数据，这些州的公用事业公司寻求许可提高费率，以支付电力传输线和天然气管道的成本（这些管道为新的廉价天然气发电厂提供燃料！）。 因此，尽管由于天然气价格低廉和可再生能源普及率提高，电力发电的市场价格下降，但住宅价格实际上有所上涨。
并非所有人的价格都下降这一事实是一个有用的提醒，即我们支付的电费不仅涵盖发电机的成本，还涵盖所有电线、电杆、变压器、控制中心和公用事业员工的成本，这些成本确保电力可靠地从发电厂流向我们的家中。 在我看来，考虑到生产和输送电力所需的所有设备和员工，电费仅为每千瓦时 10-15 美分，这是令人难以置信的。
议程图片来源：美国国家航空航天局