廉价的可再生能源就在这里。为什么电网不为它做计划?

2015年8月20日|下午12:31
迈克·雅各布斯
高级能源分析师

风力发电场和太阳能电池阵列创下了低能源价格的新纪录,在条件合适的情况下,风能低于2.5美分,太阳能低于4美分。这些价格都很便宜,因为新天然气发电厂的电力价格在5-7美分之间,煤炭在6-10美分之间,而核能在这两者之间13和15美分根据一个舰队所有者的说法(核能可以是。不可预测的)。那么,为什么没有更多的电网运营商在计划满足电网需求时将这种能源纳入其中呢?

美国中部和东部的大片地区在夏季早晨刮起了大风。来源:http://hint.fm/wind/

美国中部和东部的大片地区在夏季早晨刮起了大风。来源:http://hint.fm/wind/

风能和太阳能都很便宜

风能越来越便宜是因为新型风力涡轮机用更高的塔和更长的叶片在更多的时间内获得更多的能量。太阳能已经成为便宜得多因为市场规模的不断扩大使得太阳能电池板的生产效率得以提高。这两种趋势都意味着产生更多的能量来自风能和太阳能。风能往往在冬季和夜间更多产,而太阳能,不出所料,在夏季和白天更丰富。由于这些都是互补的,当综合考虑时,可再生能源是需求的坚实贡献者。

风能和太阳能也有帮助

尽管大多数工程分析都将风能和太阳能分开考虑,但它们仍然对满足电网需求做出了重大贡献。PJM,上菜13个州的电力系统该研究显示了风能和太阳能如何在最需要的时候做出贡献。那份报告给出了风力发电机对PJM的贡献为15%,太阳能的范围很窄,每台设备约占60%。2012年之后(研究开始的时候),随着大型涡轮机的部署,风力值将会上升。

新风电场的更高产量(以年容量系数来衡量)将提高风能对满足需求的贡献。我们开始看到年容量系数超过50%的风电场出现在LBNL在2014年使用的数据集中风能技术报告。美国能源部风能项目提供了一个互动地图看看每个州如何用现有的和新的风力涡轮机设计来建造风电场。例如,这表明印第安纳州和俄亥俄州各有500万英亩的风电场,使用今天的技术,风电场的容量系数分别为50%和45%。“不久的将来”涡轮设计有望提供140米轮毂高度俄亥俄州的运力系数超过50%,印第安纳州和伊利诺伊州的运力系数超过60%,当平均值为35-40%时。

那么,电网规则对可再生能源的期望是什么呢?

当电网运营商PJM估计电网需要多少电力,以及这些电力将来自哪里时,它如何对待风能和太阳能?大多数情况下,他们不会计算。本周生效的新规定意味着它们的作用将更小。

这是我们为化石燃料发电厂买单的方式

为了确保作为“容量”资源在电网中的优先位置,发电厂所有者与PJM签订了满足总需求的容量合同。作为每年75亿美元的交换,发电机组承诺可以正常运行。这意味着在需求最难满足的日子里,每个人都能保证有充足的供应。PJM在此计算中包含了电厂停电和恶劣天气的一些概率,但它们不包括夏季可利用太阳能或冬季可利用风能的可能性。随着可再生能源的增长,这可能是一个重要的遗漏。

并不是完全歧视风能和太阳能

PJM程序允许太阳能和风能进入合同承诺,分享付款,并承担不履行的风险,PJM本周大幅提高了这一风险。PJM使用的经济逻辑其他类型的发电机需要全年的承诺,风能或太阳能的所有者可以相互合作,或者任何其他供应商,如果这使他们能够更好地承担新的全年性能要求的风险。

但你可能不喜欢这样做

如果风电场或太阳能电池阵列的所有者没有签订PJM的产能合同,他们仍然可以制造和销售能源,并且通常会努力实现他们的其他义务和目标。PJM的大部分风能和太阳能发电已经属于这一类。当冬天风刮得很大他们对满足需求的贡献是受欢迎的,但他们确实是包括在计划中。

所以,这很糟糕

也许在新的PJM规则下,消费者每年将多支付数亿美元,而可再生能源的贡献却被忽略了。由于PJM设定了其采购规模,并举行拍卖以购买产能承诺,它不承认尚未进入产能市场的风能和太阳能的贡献。关于确切数字的争论取决于供应曲线的斜率和拍卖结果,以及未来几年太阳能的增长。这场辩论应该从现在开始。

更糟的是

由于PJM的新产能规则,赌注更高——PJM估计拍卖结果将比过去几年高出20亿美元。此外,风能和太阳能正在PJM排队建设为了实现各国的政策目标,规模上太阳能增加10倍,风能增加2倍。