可再生能源削减101:实际上根本不是问题的问题

2019年6月25日|上午10:30
公共领域
马克Specht
西部各州能源经理/高级分析师

又到了每年的这个时候。雪几乎融化了,关于春天鲜花的生动记忆开始渐渐消失在过去。再一次,新闻报道开始四处传播创纪录可再生能源的生产可再生能源的削减也再次成为初夏的新闻话题。但是为什么呢?

道理很简单:在春天和初夏,充足的阳光、狂风和湍急的河流共同产生了大量的可再生电力。但这一切都发生在气温温和的时候,这意味着人们一开始就不需要使用太多的电力(在春天,你通常不需要打开空调)。由于电网必须始终保持平衡,以使发电量完全等于用电量,因此不可避免地,有时可用电量超过我们的用电量。这种过剩的电力导致了可再生能源的减少,这是一种有目的的将可再生能源的发电量降低到原本可以生产的水平以下。

所以现在是我们重新开始年度讨论的时候缩短记录最近都被打破了问题”(或者缺乏)所有浪费的可再生电力。虽然在加州独立系统运营商(CAISO)的服务范围内,可再生能源的削减在过去几年中呈上升趋势(见下图),但可再生能源的削减仍然只占所有可再生能源的百分之几。

但让我们退一步,问一个更基本的问题:为什么会出现这样的限制呢?

可再生能源的削减在CAISO已经稳步上升在过去的几年里,随着加州向电网中添加了更多的风能和太阳能。然而,在2018年,CAISO中只有2%的太阳能被削减CAISO期望2019年,只有3-4%的太阳能将被削减。(被削减的能源绝大部分来自太阳能,而不是风能。)

减少使用的原因

两个主要原因可再生能源削减背后的原因是:全系统供过于求和局部输电限制。

  1. 系统范围的供应过剩是大多数人在解释可再生能源限制时想到的。当大规模的可再生电力需求不足时,这种限电现象就会发生。这方面的例子经常发生在春天的几个月里,可再生能源的产量可以超过电力需求。
  2. 本地传输约束是一个经常被遗忘的可再生能源减少的原因。当一个地区有大量的可再生电力,而没有足够的传输基础设施将电力输送到可以使用的地方时,就会发生这种限电现象。一个很好的例子其中德克萨斯州的风能削减率从2009年的17%下降到2014年的0.5%,主要原因是修建了额外的输电线路,将风能从当地地区输送到可以使用的地方。

在加州大部分地区运营电网的CAISO一直在跟踪由于这两个原因导致的弃电量。令人惊讶的是,在2019年的前五个月,超过一半的削减由于本地传输限制而发生。这并不是一个反常现象——大约占总数的五分之三2018年削减也是由于当地的传播限制。

减少缩短

2019年前5个月,CAISO中超过一半的可再生能源削减是由于当地的输电限制。

低水平的限电与其说是一个问题,不如说是一个现实。在大多数情况下,建设利用每一滴可再生电力所需的所有基础设施(如传输线或能源储存)根本没有经济意义。但是,随着弃电程度的提高,人们不会把弃电视为一个问题,相反,所有那些原本会被浪费掉的清洁能源实际上带来了一个不可思议的机会。

CAISO提出了八种解决方案(如下图所示),可以充分利用过剩的可再生电力。忧思科学188金宝博家联盟已经做到了支持许多这些解决方案.比如我们的2015年研究证明了如果可再生资源,如太阳能和风能,可以大幅减少弃用操作灵活提供当前所提供的网格服务类型污染严重的天然气发电厂

CAISO的八个解决方案缩减。

让我们明智地削减开支

这就引出了我的主要观点,大家听好了:要减少使用,所需的解决方案类型取决于您试图减少的使用类型。

虽然CAISO的8个解决方案中的任何一个都可以帮助解决系统缩减问题,但当涉及到局部缩减时,就完全是另一回事了。让我举几个例子:

  • 存储、需求响应和电动汽车金宝博的网址所有这些都能帮助缓解系统的缩减(前提是它们被操作来这样做),但除非这些技术得到部署,否则它们对缓解局部的缩减没有多大帮助在当地在哪些地方发生了限行。
  • 扩展西部能源失衡市场可能有助于缓解系统缩减,但对局部缩减没有太大帮助。这一扩张将允许过剩的可再生能源在整个美国西部出售,但由于可再生能源电力被困在一个特定的位置,没有足够的传输到其他地方,当地会出现限电现象。增加参与整个西部市场的实体数量无助于减少当地的限电现象,因为电力仍会困在当地。

这一切都意味着,我们需要聪明地对待如何解决削减“问题”。每年,加州都在削减可再生能源的数量上创造新的记录。但这并不意味着你可以通过在电网上的任何旧地方插入电池来耗尽所有的能量。这意味着,在投资存储等资源时,我们需要聪明在哪里我们正在进行这些投资,因为把它放在正确的地方可以增加可用来储存的多余可再生能源的数量。

给智者一句忠告

所以,总的来说,限行不是一个问题,而是一个机会。但对于那些一直幻想着利用加州过剩的可再生能源的人来说,建立一个比特币挖矿操作或者投入数千台烤面包机开一家牛油果吐司工厂,我有一些坏消息要告诉你。无论你在哪里建立你的新企业,你都无法利用加州所有被削减的可再生能源。然而,如果你把你的牛油果吐司工厂放在正确的地方,你可能会吸收更多的可再生能源,否则会减少。