美國(guó)能源部對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性和靈活性的研究報(bào)告對(duì)電網(wǎng)改革的描述并不全面
2017年8月23日，美國(guó)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(jié)論與建議。部長(zhǎng)Perry于今年4月研究啟動(dòng)時(shí)，在備忘錄中指出“基底負(fù)載電力對(duì)一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)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(diǎn)。
該研究建議正確處理這些“基底負(fù)荷”電廠（如煤電與核電）所面臨的威脅，但并未強(qiáng)調(diào)這些所謂“威脅”帶來(lái)的更廣泛的機(jī)遇。在關(guān)注基底負(fù)載電力所面臨的威脅時(shí)，該研究忽略了故事的另一個(gè)面：事實(shí)上，美國(guó)正面臨著一個(gè)絕佳的機(jī)遇來(lái)重新思考電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并將投資方向轉(zhuǎn)向分布式可再生能源技術(shù)，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(duì)未來(lái)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，美國(guó)能源部的研究發(fā)現(xiàn)了以下幾個(gè)要點(diǎn)：
? 市場(chǎng)力量正在加快基底負(fù)載電廠退役。美國(guó)能源部認(rèn)識(shí)到市場(chǎng)的力量，尤其是當(dāng)前的低價(jià)天然氣是基底負(fù)載電廠經(jīng)濟(jì)威脅的最大來(lái)源。這與一份得到廣泛推崇的產(chǎn)業(yè)分析結(jié)果相一致，但這份產(chǎn)業(yè)分析否定了可再生能源補(bǔ)貼是煤電與核電廠最大挑戰(zhàn)的論調(diào)。
確實(shí)，美國(guó)能源部研究發(fā)現(xiàn)包括風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電成本的下降以及因此而出現(xiàn)的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電大幅上升等市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)“將額外獎(jiǎng)勵(lì)給予了高靈活性的發(fā)電資源，而不是傳統(tǒng)的基底負(fù)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(chǎng)青睞的同時(shí)也犧牲了老式的、缺乏靈活性的基底負(fù)載發(fā)電廠的利益。
? 市場(chǎng)設(shè)計(jì)需要改善。在美國(guó)電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)成型的時(shí)代，只有大型集中式發(fā)電廠互相競(jìng)爭(zhēng)。而如今，可再生能源（尤其是風(fēng)電與太陽(yáng)能電力）已經(jīng)成為了成本最低的發(fā)電來(lái)源。許多觀察家都同意我們?cè)絹?lái)越需要重新考察如何定義產(chǎn)品與補(bǔ)償市場(chǎng)參與者，從而確保我們的市場(chǎng)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(zhuǎn)變。
而在此之前，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)前市場(chǎng)結(jié)構(gòu)在低價(jià)天然氣的沖擊下，對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的依賴正越來(lái)越嚴(yán)重。這種形勢(shì)帶來(lái)的供應(yīng)約束“會(huì)造成更大的價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，甚至在極端狀況下影響系統(tǒng)穩(wěn)定性?！?/p>
? 強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)靈活性的重要性。研究發(fā)現(xiàn)，美國(guó)能源市場(chǎng)雖然能夠有效提供系統(tǒng)穩(wěn)定性，即持續(xù)供應(yīng)電力的能力，但他們?cè)陔娋W(wǎng)靈活性方面——也就是從干擾中恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的能力——還需要進(jìn)一步提高。美國(guó)能源部的研究建議，我們?nèi)孕琛按_保批發(fā)電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)明確并鼓勵(lì)能夠達(dá)到或促進(jìn)靈活性相關(guān)目標(biāo)的投資。我們應(yīng)該重新思考對(duì)提供這些服務(wù)的資源的定義和補(bǔ)償機(jī)制，包括在需求側(cè)方面。
研究的缺陷
該研究認(rèn)識(shí)到了重要的挑戰(zhàn)，但并未全面展現(xiàn)當(dāng)前我們所面臨的機(jī)遇，同時(shí)也是正在發(fā)生的事實(shí)，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(yīng)的負(fù)擔(dān)能力、穩(wěn)定性和靈活性。研究認(rèn)為退役基底負(fù)載發(fā)電廠的州是在“接受更大的風(fēng)險(xiǎn)，這將會(huì)影響未來(lái)電力供應(yīng)的負(fù)擔(dān)能力、穩(wěn)定性和靈活性?！鼻∏∠喾矗絹?lái)越多的證據(jù)表明積極運(yùn)用可再生能源、能效、需求響應(yīng)和其他分布式能源資源（DERs）等技術(shù)替代老舊且昂貴的化石能源熱電廠的州和國(guó)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(wù)。雖然該研究認(rèn)識(shí)到了這些資源能夠起到的作用，但它卻著重強(qiáng)調(diào)了大型熱電設(shè)施的角色，并給出了可被用來(lái)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(guó)能源部研究認(rèn)為“燃料保證”（即在發(fā)電廠本地保證足夠燃料庫(kù)存）應(yīng)當(dāng)被重視。事實(shí)上，“燃料保證”并無(wú)法保證化石燃料熱電廠的靈活性，因?yàn)槌爽F(xiàn)場(chǎng)燃料供應(yīng)外，這些電廠還面臨著許多其他風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)能夠并且確實(shí)影響著他們向電網(wǎng)輸送電能的能力。雖然研究認(rèn)為燃料保證是“資源組合獲取足夠燃料來(lái)滿足系統(tǒng)需求的能力”，但它并未強(qiáng)調(diào)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(huì)涉及與燃料供應(yīng)干擾相關(guān)的任何風(fēng)險(xiǎn)。
? 可以發(fā)展分布式電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。該研究建議聯(lián)邦和州立部門加速“授權(quán)、再次授權(quán)和批準(zhǔn)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，例如核電、水電、煤電和先進(jìn)發(fā)電技術(shù)?！边@里所反映的是20世紀(jì)對(duì)“電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施”的定義。而今天，最具穩(wěn)定性、靈活性和經(jīng)濟(jì)可行性的“基礎(chǔ)設(shè)施”投資機(jī)遇應(yīng)該包括屋頂太陽(yáng)能、社區(qū)規(guī)模太陽(yáng)能、能源存儲(chǔ)或風(fēng)力發(fā)電。對(duì)過時(shí)“基礎(chǔ)設(shè)施”的加強(qiáng)會(huì)忽略這些新型資源提供的發(fā)展機(jī)遇。
不要錯(cuò)過即將來(lái)臨的機(jī)遇
美國(guó)能源部詳盡的研究報(bào)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(qiáng)調(diào)了使用20世紀(jì)的技術(shù)來(lái)解決這些挑戰(zhàn)，忽略了利用21世紀(jì)創(chuàng)新技術(shù)推動(dòng)美國(guó)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更低成本、更高穩(wěn)定性和靈活性未來(lái)的機(jī)遇。該研究建議美國(guó)尋求“能源統(tǒng)治”，但卻建議我們用過去的手段實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。要真正統(tǒng)治新時(shí)代的能源經(jīng)濟(jì)，我們應(yīng)優(yōu)雅地退役已被時(shí)代淘汰的老舊基底負(fù)載發(fā)電設(shè)施，積極尋求新科技和持續(xù)創(chuàng)新帶來(lái)的機(jī)遇，捍衛(wèi)美國(guó)全球能源轉(zhuǎn)型的領(lǐng)先地位。
作者：Mark Dyson，落基山研究所董事
