美国能源部发布虚假研究以支持燃煤电厂

2018年4月10日|上午9:40
杰里米·理查森
前的贡献者

更新(2018年4月16日):PJM已经发布了自己的响应,指出NETL的报告“得出了一些全面的结论,这些结论并没有得到有关网格操作的具体事实的支持,并驳斥了NETL的说法,即如果没有在炸弹气旋期间派遣的煤炭机组,停电就会发生。

几个月前,美国能源部(DOE)向其国家实验室之一国家能源技术实验室(NETL)提出了一项要求研究影响在电网上出现了一种叫做炸弹旋风在2018年1月初袭击了东北部。NETL进行重要的化石能源技术研发。上周发布的报告使用了有严重缺陷的假设,不准确地将煤炭(在较小程度上,燃料油)描绘成在极寒期间防止大规模停电的救世主,同时大大低估了可再生能源的贡献。它还估计了虚假的煤炭的价值在于提供这些所谓的“弹性”服务。人们不禁要问,这项存在严重缺陷和误导性的研究是否属于政府继续不惜一切代价支持煤炭工业特别是在FERC之后拒绝了美国能源部拯救煤炭和核电站的毫无事实依据的提议去年年底。拥有并运营一批煤炭和核能发电机的第一能源公司(FirstEnergy)立即抓住了NETL的报告,并向能源部申请紧急救助。

区分事实与虚构

报告强调,在寒流期间,化石能源和核能在满足峰值需求方面发挥了关键作用。根据该报告,在六个地区,煤炭提供了55%的每日增量发电量,研究得出结论,至少对PJM互连(管理中西部和大西洋中部12个州以及DC的电网)来说,“由于可用的储备容量和现场燃料的可用性,煤炭提供了最具弹性的发电形式,远远超过所有其他来源“没有它的地区”会不会出现信号不足导致全网停电报告接着说不正确这些“弹性”服务对PJM的价值估计为35亿美元。

真理之块这就是我们所做的需要可用的备用容量在需求高峰时期,特别是在极端天气事件期间,导致对供暖或制冷的需求大幅增加。这在冬季尤其重要,因为在全国部分地区,家庭供暖对天然气的需求会激增,导致价格上涨,可用于发电的天然气减少(因为在天然气管道输送合同中,家庭供暖优先于发电)。报告指出,在使用大量天然气供暖的美国东北部,天然气的短缺导致使用不清洁燃料油发电的增加。

然而,区域传输组织(rto)和独立系统运营商(iso)为寒流做好了准备,市场表现如预期.PJM特别在当地设置了系统,为台风过后的极端寒冷天气做准备2014年极涡美国东部的电力市场是有组织的,向发电厂提供能源(向电网提供电子)或容量(在需要时接通电源并提供一定水平输出的能力)的发电厂支付费用。随着化石能源因为不经济而逐渐退役,大量其他能源正在建设或处于高级规划阶段,并将在需要时投入使用。这就是为什么规划未来的电力需求是至关重要的,这是地区电网运营商的责任——他们非常重视这一点。

电网运营商和可靠性专家看到了这一点对电网可靠性没有威胁从燃煤电厂和核电站的计划退役。北美电力可靠性公司(NERC),其使命是确保该大陆大容量电力系统的可靠性,在其2017年长期可靠性评估与NETL提出的未来煤炭和核能退役的潜在可靠性问题相反,到2022年,该国大多数地区都有足够的储备空间,因为新增的能源超过了预期的退役。PJM,在它措辞强硬的回应第一能源向能源部申请紧急救助的请愿书(见下文),称“毫无保留,对系统可靠性没有直接威胁。

除此之外,这份报告及其伪分析基础确实偏离了轨道.让我们来看看其中的几个误导性观点。

如何量化弹性

NETL决定考虑增量的一代从每种燃料来源——也就是多少更多的在炸弹风暴期间,每一种燃料都产生了电力——作为衡量燃料为电网提供弹性服务的指标。正如他们所说:

“…我们通过评估不列颠哥伦比亚省事件中高于典型冬季一天的每日平均千兆瓦时增量,来检查每个发电来源提供的弹性.”

这是一个虚假的规不仅因为它只是反映了系统中未使用或闲置的发电量,而且因为参考时间段(12月的前26天)是煤和石油发电不多的时期。事实证明,现在有很多燃煤发电能力,因为事实就是如此与天然气相比,运行成本更高.使用这些更昂贵资源的唯一经济意义在于需求将电价推高到足够高的时候,就像炸弹旋风期间那样。

NETL基本上说的是最昂贵的资源是最有弹性的.报告接着指出,这些昂贵资源的高成本代表了“弹性”的价值——这些昂贵的发电机应该为提供这种价值而得到补偿。这是循环推理,这是我们去年秋天听到的同样的论点,作为无事实的DOE FERC提案的一部分,它归结为:我们的资产在市场上无法竞争,因为它们太贵了,所以你(意思是,纳税人)应该支付更多的钱让我们保持在线

NETL的报告本质上是试图发明一个度量标准来定义弹性,这是错误的。关于弹性的含义当然有一些定性的想法:

基础设施弹性是降低破坏性事件的量级和/或持续时间的能力。弹性基础设施或企业的有效性取决于其预测、吸收、适应和/或从潜在的破坏性事件中快速恢复的能力”。- - - - - -NERC 2012

但没有达成一致定量弹性的定义,这是原因之一FERC已经开始研究这个问题

进入产能市场

NETL的报告忽略了另一个关键点。这些资源,在很多情况下,已经有报酬了,随时待命。一般来说,任何一种发电设施都有几种赚钱的方式:提供能源;通过按需提供能力;通过提供所谓的辅助服务(比如电压和频率调节,以确保电网的稳定)。不需要详细解释这些不同的市场是如何运作的,了解这些市场的存在就足够了正常工作

NETL并没有详细分析化石发电机在寒流期间是如何得到补偿的,也没有分析哪些发电厂的运营成本更低,而是提供了一种分析方法极具误导性的粗略计算:它将高于任意基线(见下一节)的每日电费增加乘以寒流的天数。这种计算没有考虑到其中一些发电机已经收到了这些服务的付款通过投标进入市场,并同意在需要时提供额外容量的服务。

挑选可再生能源攻击的基准

NETL的错误分析也瞄准了可再生能源,表明由于“低于平均水平”的可再生能源发电量,煤炭和燃料油等资源不得不上线来弥补空白。

NETL所做的就是经典的挑选.他们将炸弹气旋期间的可再生能源发电量与他们所谓的“典型冬季”进行了比较。但事实并非如此。NETL在12月使用了26天的周期来比较基线生成。风力发电期间的炸弹气旋事件实际上高于预期东北部和大西洋中部的电网运营商。例如在PJM, 1月3日至7日的风力输出比2017年平均输出高出55%,并且始终是1月3日至5日PJM预期的3至5倍。

实际故障率

与其使用NETL有缺陷的分析,不如查看极端天气事件期间不同发电资源的实际故障率,从而更准确地了解可靠性和弹性影响。PJM这样做事实证明。如下图所示,对比了极地涡旋和炸弹气旋期间的强制停电,PJM的分析发现燃煤电厂的故障率与天然气发电厂相似在2014年和2018年寒流期间。例如,在2018年1月7日冬季需求高峰日,PJM报告了8,096兆瓦的天然气厂停电,6,935兆瓦的煤炭停电,5,913兆瓦的天然气供应停电,以及2,807兆瓦的“其他”停电(包括风能、太阳能、水力和甲烷机组)。

NETL的研究完全忽略了煤和核能等基本负荷资源的事实也对可靠性提出了挑战-由于灵活性有限,脆弱性极端天气事件(比如极地涡旋和炸弹气旋)、极端高温和干旱影响冷却水,风暴潮.在极端寒冷的天气里,管道甚至煤堆都会结冰,这意味着煤电厂无法点火。

第一能源乞求施舍

就在NETL报告发布的第二天,公用事业公司FirstEnergy提交请求向能源部申请紧急财政援助拯救不经济的煤电厂和核电站并大量引用了NETL的报告。该请求的依据是《联邦权力法》第202(c)条很少使用的部分允许能源部在紧急情况或战争时期保持发电厂在线的法规。但正如NERC、PJM和其他机构所指出的,目前还没有可靠性危机。请求是一个万福玛利亚关口使公司免于破产,并且是不太可能在法庭上站得住脚

垃圾进,垃圾出。

NETL生成了一个文档,它不值得占用我电脑上几兆字节的磁盘空间。正如我们在评估计算机模型或分析时经常说的那样——垃圾进,垃圾出。这项研究似乎有政治动机,它揭示了对电网如何工作的深刻误解为证明其结论而进行的简单化和误导性计算.它被阴险的、听起来像是分析的语言所掩盖,使它看起来似乎是一项合法的研究。它应该被拒绝的手任何严肃的人都应该客观地看待这些问题——第一能源公司的救助请求也应该如此。