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观点

能源秘书是错误的:网格准备可再生能源

美国能源秘书Rick Perry预计将发布一份报告,称可再生能源对电网构成威胁。但事实是技术和电池存储的进步使得电网更有能够容纳风和太阳能。

美国能源部(DOE)将很快发布一项研究,该研究断言风和太阳能正在破坏电网,只有化石燃料和核电站可以确保网格的可靠性。

使这种预测不需要额外的权力。它直接从4月14日备忘录由能源秘书瑞克佩里订购了这项研究。Echoing a popular argument of the fossil fuel industry, Perry wrote that pro-renewables regulations issued by past U.S. administrations “threaten to undercut the performance of the grid” and have caused “the erosion of critical baseload resources” derived from coal, natural gas, and nuclear energy. In stating these controversial views, Perry seemed to dictate the study’s findings.

这项研究是由特拉维斯·费舍尔领导的,他在一月份成为能源部的高级顾问之前,一直为化石燃料公司工作能源研究所。在该研究所,费舍尔发表了一份报告称清洁能源政策“单一最大的新兴威胁”给国家网格。鉴于Cyber​​warfare,恐怖主义和极端天气的电网潜在风险,这是一个非常有理由的指控。

佩里和一些化石燃料行业官员认为,由于风和太阳能是间歇性的 - 即,只有当风吹或阳光闪耀时,它们只能运作 - 它们威胁到网格的稳定性。他们认为只有化石燃料和核电站可以提供恒定的力量,他们说网格需要。

随着可再生能源的普及,一系列措施应能使电网保持稳定。

但连续的严格研究- 包括一个被广泛引用的两年的研究该公司发现,可再生能源可以在不扰乱管理得当的电网的情况下,为美国提供多达80%的能源供应。但这并不意味着80%是可再生能源的上限——它只是表明,超过80%的水平没有被彻底调查过。随着可再生能源的普及,一系列措施应能使电网保持稳定。这些措施包括扩大每个地区电网的覆盖范围,以吸收更多的能源,安装更多的传输线,增加电力储存,主要是电池形式。美国能源部2012年的研究预测,到2050年,电池的使用量将增长5倍,这是一个现实的目标,因为电池的效率不断提高,成本直线下降。

与早期的研究相比,佩里是柯萨罗斯 - 他希望它在60天内完成 - 并且似乎解决了政治问题,而不是技术的问题。基于华盛顿州D.C.的执行董事David Pomerantz能源与政策研究所他说,这项研究“是特朗普政府出于政治动机,为支持煤炭的政策创造某种理由的努力,而事实上,这种理由根本不存在。”

特朗普总统发誓要恢复炼塞煤炭行业,行政官员责备促进可再生能源的法规 - 包括前总统巴拉克•奥巴马的干净权力计划 - 煤炭的迅速下降。

但与Perry的备忘录相反,可再生能源的成功并不是如何使煤炭植物不经济 - 天然气的极低成本,这在能源市场中达到价格,做了

风轮机在风暴湖,爱荷华州。

风轮机在风暴湖,爱荷华州。能源部

佩里的思路甚至在共和党人中也远未达成一致。爱荷华州参议员查尔斯·格拉斯利三分之一的电力来自风能他在给佩里的信中驳斥了这项研究,称其为“反风”。另外六名共和党参议员写信给特朗普,反对他提出的削减能源部研发经费的提议,其中包括削减70%的可再生能源研究经费。

不巧合,可再生能源是摧毁的 - 网格论证在他们的生产飙升时出现了。事实上,可再生能源正在触发电力部门的转型,因为昏昏欲睡的公用事业唤醒了脱碳的电气系统的广泛机会。在某些领域,新的未补贴风和太阳能已经比天然气更便宜,并且承诺仍然可以更便宜,因为推出了一种创新和规模经济的创新和经济,包括光伏电池的新材料和更复杂的电力使用方式从高成本到一天的低价度。

可再生能源占了美国新增发电能力的大部分自2015年以来,预计该比例将增长。领先的工业和商业公司正在加入可再生能源。一个例子是伯克希尔·哈撒韦公司沃伦巴菲特的庞然大物控股公司,该公司在五个太阳能电场投资超过60亿美元,其中两家将是全国最大的太阳能装置。

电网是在某些无法逃避的现实下运行的。输往电网的电量必须与消费者从电网中获得的电量相等,否则电站和输电线路可能会发生故障,导致停电。风能和太阳能是多种多样的能源:风力涡轮机没有风就不能转动,太阳能电池板没有阳光也不能工作。化石燃料和核能的倡导者喜欢将这些属性与他们所青睐的能源进行对比,他们声称,这些能源提供不变的能源流动——可靠的“基本负载”供应。

“认为间歇性对电网是一种挑战的想法从根本上误解了电网是如何运行的,”一位专家说。

但作为Matt Roberts,执行董事能量存储协会代表了能量存储行业,使其“间歇性对网格的挑战基本上误解了网格运作的挑战。我们有一个整个工具箱,可以处理间歇性。“

事实上,每一种能源都有其自身的变化。例如,2014年初袭击美国东北部的寒潮导致新英格兰地区四分之三的天然气发电能力瘫痪,原因是合同限制和异常需求阻碍了供应。

2006年,美国能源部的能源信息管理局(Energy Information Administration)报告称,“几乎没有一个月的时间,美国最大的煤炭储备——怀俄明州的保德河盆地(Powder River Basin)的煤炭供应没有被中断。脱轨,冻结,洪水或其他自然发生Amory Lovins是专注于能源研究的联合创始人岩石山研究所,在五月的一篇文章中报道福布斯燃煤电厂有6%到10%的时间会停电,由于种种原因,大约15%的最大理论产出无法使用。这与太阳能和风能设备相比是不利的,后者包含很少的活动部件,很少发生故障。

这网格围绕化石燃料的特质建造,很久以前他们被视为理所当然。在最佳情况下,化石燃料和核电站提供恒定的供应,符合系统最低每日电力需求。随着需求升至午后的Crescendo,当商业和住宅设备都在使用时,相比满足怠速植物容量和较小的“峰值”植物,仅在高峰时段起作用。这种安排有效,但它浪费了未使用的植物能力。

通过当前的标准,煤炭和核电站也是笨重的:当他们不充分运行时,它们会失去效率,并且他们需要几个小时来开始和停止。加油将它们脱离服务 - 在核植物的情况下一次几周。它们缓慢调整到永无止境的电力需求波动,这不仅发生了日常的日常和季节,但分钟到目前为止。

相比之下,现代电网 - 可再生能源,电力存储和智能电网技术的实现 - 快速响应电力需求,并显示大大降低电力成本的承诺。例如,借助互联网链接,“智能”冰箱和水加热炉跟踪电价的变化,最大限度地提高电力使用时,价格较低。当佩里在他的备忘录中宣布为基准电力“是一个充分运作的网格是必要的,”他正在约会自己,就像汽车时代的马爱好者一样。

一个教训应该对共和党人有特别的吸引力:在自由企业得到培育的地方,可再生能源会蓬勃发展。

去年12月,太平洋天然气和电力公司(Pacific Gas & Electric)的一位副总裁对该公司关闭加州代阿布洛峡谷(Diablo Canyon)核电站的解释,可以解读为基本负荷概念的墓志铭文。“系统中有50%的可再生能源,大型基本负载发电机几乎每天、每天24小时都在运行的想法,并不适合市场正如我们期望看到的,“PG&E的史蒂夫夜夜说。

现代化的网格,事实证明,奖品不是基准电源而是灵活的力量。当电力供应突然超过需求时,太阳能电场可以快速关闭,偶尔在加利福尼亚州午间偶尔会发生。如果一个网格覆盖足够宽的地理区域,则供应的变化均匀 - 如果加州南部没有太阳,亚利桑那州可能有很多。达到两个时区的网格进一步达到电力需求,例如,一个时代的人从工作中下班回家并在不同时刻从另一个时间打开他们的空调。这使得能够更有效地使用现有的基础架构,并且避免了建立更多的需要。

在上个世纪,公用事业公司认为作为给定的电力需求量,并调整了电源以等于其。然而,现在,越来越多的换档需求以及供应。随着使用时间的定价,公用设施可以通过在午间的价格下降,当可​​再生电力丰富的价格下降,在午后的需求峰值期间提高价格时,可以改变消费者行为。此外,电力储存行业每年的速度增长超过200%,并使网格更有效。电池可以存储午间可再生能源,然后在需求较高时几小时提供。

甚至电动汽车的电池也可以成为电网的组成部分。电动汽车仍然被视为奢侈品(特斯拉)或奇珍异(雪佛兰Bolt),但销量很可能很快就会飙升,这不仅仅是因为电动汽车没有排放,根据能源顾问、加州清洁能源基金(California Clean energy Fund)董事会成员朱莉·布伦登(Julie Blunden)的说法。电动汽车的发动机比内燃机简单得多,这意味着它们需要更少的维护,而且一旦达到规模经济,它们的成本将低于汽油燃料的汽车。

作为美国汽车市场的领导者,加州已经制定了到2025年在路上行驶150万辆电动汽车的目标,这将有助于推动销售。停放的电动汽车可以利用中午的可再生电力供应高峰,在车主上班时充电。有了现代化的电网,在电力供应突然下降或需求增加的情况下,汽车充电可以暂停,而电力被转移到其他地方,车主可以因中断而得到补偿。

持续范式转变的最大障碍是适应公用事业和法规的缓慢。在一个层面上,难以责怪公用事业,因为他们被组织为通过扩大基础设施进行利润,而不是通过高效或促进其他发电机的电力分配。在可再生能源的出现之前,许多法规都写了许多法规,并没有考虑到新技术。

例如,大陆中部独立系统操作员(MISO)在中西部管理网格,需要在快速频率电力响应市场中使用调速器,该系统调节煤炭厂的电力传输。快速频率市场在供电和需求之间处理二对二次不平衡。由于电池的传输是即时的,因此它们非常适合快速频率传输,但电池不需要调节器。根据MISO的法规,缺乏不包括在市场上。面对所有这些,公用事业和公用事业委员会开始接受重新设计公用事业模式和法规的巨大任务,以保持可行。

佩里的大部分应该是德克萨斯州州长的秘书美国在风能生产方面处于领先地位——该州的风电装机容量超过2.1万兆瓦,是排名第二的爱荷华州的三倍多。在佩里任职期间,德克萨斯州通过建设输电线路来推广风能,这比天然气管道便宜得多。尽管与大多数州不同,德克萨斯州缺乏强有力的“可再生能源组合标准”——一项要求增加可再生能源产量的规定,但风能产量迅速飙升。这一教训对佩里和其他宣称拥护自由市场的共和党人来说应该具有特别的吸引力:在自由企业得到培育的地方,可再生能源会蓬勃发展。