煤炭自行车行业困境背后的真正原因

2020年2月24日上午11:04
公共领域
约瑟夫·丹尼尔
前的贡献者

如今,将可再生能源整合到当前的资源组合中确实引起了很多关注。可悲的是,这个问题已经被当作阻碍风能和太阳能发展的一个不必要的障碍。我听到的最普遍的观点之一是,整合可变资源(如风能和太阳能)成本高昂,有时在物理上是不可能的。但是UCS最近分析的数据增加了不断增长的工作这削弱了这些论点。

在这篇博客中,我们将探讨为什么这种论点的前提不仅存在严重缺陷,而且它的整个框架忽略了关于为什么国家首先加入大规模权力池的基本原则和意图。同样值得注意的是,我们确实需要灵活的资源,而化石燃料并不是提供这种灵活性的最佳选择。

在我们开始之前,我想特别感谢UCS的合作伙伴分析师Ashtin Massie感谢她对这一分析的不可或缺的贡献。

一个有严重缺陷的前提

燃煤电厂的发电量在一天中忽上忽下,但一些分析人士似乎对此感到满意假设风能和太阳能是罪魁祸首到煤炭循环。

UCS的最新研究着眼于中大陆独立系统运营商(MISO),该公司从北达科他州到密歇根州,一直延伸到路易斯安那州和密西西比州的海湾州。在MISO中有相当多的风更多的未来在线每年

风能输出的可变性远远小于需求的可变性,在任何给定的时刻,都必须通过电网上可用资源的混合来满足需求。这种关系早在采用风能或太阳能之前就存在了,并将继续存在(至少在我们能够更好地大规模储存电力之前)。

下图代表了2018年MISO四个季节中每个“平均”日的24小时。某一小时内所有资源的总和反映了该小时内的电力需求。

图片来源:Ashtin Massie使用标准普尔全球市场情报提供的数据进行处理

在MISO,在一个普通的夏季,燃煤和燃气发电厂在一天中以相当可观的方式上升和下降。数据证实,燃煤电厂的输出周期是一天中的一个周期。

然而在美国,对数据的仔细研究表明,它不是对风的响应。

煤炭(和天然气)并没有随着风力的输出而循环;他们在骑自行车追货!

在一天的过程中,煤炭(或天然气)产量的差异远远超过了风能,如果煤炭只是为了支持风能的可变性而循环,就不会出现这种情况。煤炭和天然气的产量周期与需求的大幅波动相对应。在夏天,这来自于空调负荷,以保持家庭、办公楼和工业设施的凉爽。在未来,太阳能可以很容易地满足这一需求。

今天在MISO,煤不再是一种基本负荷资源正是这一经济现实推动了燃煤电厂运营的许多变化。需求推动价格,当燃煤电厂最终开始循环时,它是对这些价格信号的反应。在未来,灵活的需求也将能够对价格做出反应,并将与可再生能源和存储协同工作,以满足我们的可靠性需求。

不恰当的框架,我们想要最小化系统成本,而不是个人成本

数据显示,至少对于MISO目前所看到的风电采用水平的电网来说,风电整合对燃煤电厂运营商来说真的不是问题。但风能和太阳能的应用都在上升。近MISO 90%的新增产能将来自风能、太阳能或存储。不难想象,在未来,风力发电一体化可能会在某一天带来挑战。

然而,一些人已经断言,整合可再生能源已经变成了一种“低效”。只有当你从工厂经理的角度来看这个问题时,这样的断言才显得有效。即使是公用事业公司或系统操作员的镜片也不会产生如此短视的视力。

电网运营商应该优化的是最低的系统成本,而不是最低的单位成本。有时单位成本最小化并不会导致系统成本最小化。

将风能集成定义为“成本”或“效率低下”存在一个根本问题。当一个单元的所有者不愿意关闭它(出于避免关闭成本的愿望),系统就被剥夺了更低成本、更有效的资源。什么UCS塞拉俱乐部,以及其他许多研究表明:关闭或关闭燃煤电厂实际上可以降低成本,提高效率。

例如,NREL的一项研究发现,在西部增加风能的采用可能会增加一些发电厂的成本,但对每个发电厂来说都是如此1美元的“集成成本”将带来45- 200美元的系统收益

可以说,新资源的引入使得燃煤电厂运营商可以在很长一段时间内不依赖煤炭。看到这个光荣的视觉摘自去年夏天我们斯坦福大学的一位研究员的客座博客。

图片来源:忧思科学家联盟Emma Spellm188金宝博an

在美国的许多地方,燃煤电厂实际上只在一年中有几个月的经济效益,而风能、太阳能、储能和灵活的需求将使公用事业公司避免昂贵的关闭季节性地经营燃煤电厂

需要燃油中性的市场规则

总而言之,我们确实需要一个灵活的电网。对电力的需求不是恒定的,因此我们需要一个足够灵活的电网来满足这些需求。竞争性市场,经常决定我们的电网经济,可能非常需要市场产品的灵活性,但这些市场规则应该是可用的所有资源的平等基础而不是设置的方式市场容量结果是什么相当大的偏差

如果为一种灵活的产品开发了一个竞争市场,而且是在不可知的情况下完成的,那么煤炭将无法以比其他资源更低的成本提供这种服务。风能、太阳能、储能、灵活需求和天然气都将击败煤炭。

一个人为制造的问题

试图在问题失控之前解决问题是令人钦佩的,但出于对未知的恐惧而制造问题,就不那么好了。简单地说:目前将可再生能源作为替罪羊的说法是不合理的。我们已经大力发展可再生能源现在一段时间以来,每年我们似乎都在学习新的方法,以经济有效地整合更高水平的风能和太阳能。清洁能源技术的应用带来了创新,创新又带来了更多的应用和创新。我怀疑这种良性循环是否会突然停止。