美國能源部對電網(wǎng)穩(wěn)定性和靈活性的研究報告對電網(wǎng)改革的描述并不全面
2017年8月23日，美國能源部公布了其備受矚目的電網(wǎng)穩(wěn)定性與靈活性研究的結論與建議。部長Perry于今年4月研究啟動時，在備忘錄中指出“基底負載電力對一個運轉良好的電網(wǎng)而言是必要的。”我們研究所曾在一篇博客中駁斥了這一觀點。
該研究建議正確處理這些“基底負荷”電廠（如煤電與核電）所面臨的威脅，但并未強調這些所謂“威脅”帶來的更廣泛的機遇。在關注基底負載電力所面臨的威脅時，該研究忽略了故事的另一個面：事實上，美國正面臨著一個絕佳的機遇來重新思考電網(wǎng)結構，并將投資方向轉向分布式可再生能源技術，從而以更低成本且零碳排放的方式提供與傳統(tǒng)電廠同樣（甚至比傳統(tǒng)電廠更高）水平的系統(tǒng)穩(wěn)定性與靈活性。
研究的正確之處
在對未來電網(wǎng)結構的設計中，美國能源部的研究發(fā)現(xiàn)了以下幾個要點：
? 市場力量正在加快基底負載電廠退役。美國能源部認識到市場的力量，尤其是當前的低價天然氣是基底負載電廠經(jīng)濟威脅的最大來源。這與一份得到廣泛推崇的產業(yè)分析結果相一致，但這份產業(yè)分析否定了可再生能源補貼是煤電與核電廠最大挑戰(zhàn)的論調。
確實，美國能源部研究發(fā)現(xiàn)包括風電和太陽能發(fā)電成本的下降以及因此而出現(xiàn)的風電和太陽能發(fā)電大幅上升等市場發(fā)展趨勢“將額外獎勵給予了高靈活性的發(fā)電資源，而不是傳統(tǒng)的基底負載電廠”。換句話說，靈活性成為了新的追求方向。新的追求在受到市場青睞的同時也犧牲了老式的、缺乏靈活性的基底負載發(fā)電廠的利益。
? 市場設計需要改善。在美國電力市場設計成型的時代，只有大型集中式發(fā)電廠互相競爭。而如今，可再生能源（尤其是風電與太陽能電力）已經(jīng)成為了成本最低的發(fā)電來源。許多觀察家都同意我們越來越需要重新考察如何定義產品與補償市場參與者，從而確保我們的市場規(guī)則能夠正確反映非傳統(tǒng)發(fā)電資源成本與發(fā)電能力的轉變。
而在此之前，研究發(fā)現(xiàn)當前市場結構在低價天然氣的沖擊下，對燃氣發(fā)電機的依賴正越來越嚴重。這種形勢帶來的供應約束“會造成更大的價格風險，甚至在極端狀況下影響系統(tǒng)穩(wěn)定性?！?/p>
? 強調系統(tǒng)靈活性的重要性。研究發(fā)現(xiàn)，美國能源市場雖然能夠有效提供系統(tǒng)穩(wěn)定性，即持續(xù)供應電力的能力，但他們在電網(wǎng)靈活性方面——也就是從干擾中恢復運轉的能力——還需要進一步提高。美國能源部的研究建議，我們仍需“確保批發(fā)電力市場的設計應明確并鼓勵能夠達到或促進靈活性相關目標的投資。我們應該重新思考對提供這些服務的資源的定義和補償機制，包括在需求側方面。
研究的缺陷
該研究認識到了重要的挑戰(zhàn)，但并未全面展現(xiàn)當前我們所面臨的機遇，同時也是正在發(fā)生的事實，即要解決這些挑戰(zhàn)，可再生能源和分布式能源正越發(fā)成為比傳統(tǒng)電廠更好的選擇。
? 分布式能源資源能夠提高電力供應的負擔能力、穩(wěn)定性和靈活性。研究認為退役基底負載發(fā)電廠的州是在“接受更大的風險，這將會影響未來電力供應的負擔能力、穩(wěn)定性和靈活性?！鼻∏∠喾矗絹碓蕉嗟淖C據(jù)表明積極運用可再生能源、能效、需求響應和其他分布式能源資源（DERs）等技術替代老舊且昂貴的化石能源熱電廠的州和國家已經(jīng)證明：這些資源能夠以更低的成本提供相同甚至更好的服務。雖然該研究認識到了這些資源能夠起到的作用，但它卻著重強調了大型熱電設施的角色，并給出了可被用來支持煤電與核電廠發(fā)展的建議。
? “燃料保證”并不能保證能源彈性。美國能源部研究認為“燃料保證”（即在發(fā)電廠本地保證足夠燃料庫存）應當被重視。事實上，“燃料保證”并無法保證化石燃料熱電廠的靈活性，因為除了現(xiàn)場燃料供應外，這些電廠還面臨著許多其他風險，這些風險能夠并且確實影響著他們向電網(wǎng)輸送電能的能力。雖然研究認為燃料保證是“資源組合獲取足夠燃料來滿足系統(tǒng)需求的能力”，但它并未強調以可再生能源和分布式能源資源為主的資源組合，而這些資源能夠更好地滿足這些需求，并且不燃燒任何燃料，不會涉及與燃料供應干擾相關的任何風險。
? 可以發(fā)展分布式電網(wǎng)基礎設施。該研究建議聯(lián)邦和州立部門加速“授權、再次授權和批準電網(wǎng)基礎設施的建設，例如核電、水電、煤電和先進發(fā)電技術?！边@里所反映的是20世紀對“電網(wǎng)基礎設施”的定義。而今天，最具穩(wěn)定性、靈活性和經(jīng)濟可行性的“基礎設施”投資機遇應該包括屋頂太陽能、社區(qū)規(guī)模太陽能、能源存儲或風力發(fā)電。對過時“基礎設施”的加強會忽略這些新型資源提供的發(fā)展機遇。
不要錯過即將來臨的機遇
美國能源部詳盡的研究報告指出了正確的問題并精確描述了我們的電網(wǎng)面臨的諸多挑戰(zhàn)。然而，它卻著重強調了使用20世紀的技術來解決這些挑戰(zhàn)，忽略了利用21世紀創(chuàng)新技術推動美國電網(wǎng)實現(xiàn)更低成本、更高穩(wěn)定性和靈活性未來的機遇。該研究建議美國尋求“能源統(tǒng)治”，但卻建議我們用過去的手段實現(xiàn)這一目標。要真正統(tǒng)治新時代的能源經(jīng)濟，我們應優(yōu)雅地退役已被時代淘汰的老舊基底負載發(fā)電設施，積極尋求新科技和持續(xù)創(chuàng)新帶來的機遇，捍衛(wèi)美國全球能源轉型的領先地位。
作者：Mark Dyson，落基山研究所董事
