化石燃料与可再生能源:可靠性的代价?

2023年6月12日|下午2:58
佩德罗可以见到效果
迈克·雅各布斯
高级能源分析师

当电力可靠性的承诺在恶劣天气下失效时会发生什么?燃气发电厂的业主怎么能自称可靠,却不努力购买燃料呢?

我们知道,消费者为电力的可靠性付费,并在供应紧张时承担成本。我们现在知道,天然气发电厂的业主会这么做强烈否认对自己的失败负责。我们也知道,极端天气将给可靠性带来更多挑战。

公用事业公司,以及州和联邦政府监管机构,做出了一系列有问题的决定,共同造成了我们今天的处境。

三十年的放松管制使得私营公司,而不是公共监管机构,能够对可靠性做出关键决定。在许多地方,州和联邦公用事业监管机构将有关能源供应的决定委托给市场。由于公司和政策制定者不愿意为确保可靠性付出太多,他们都认同这样一种理论,即供求规律将以低成本提供充足的供应。

实际上,削减成本导致公用事业公司过度依赖短期天然气供应商,使供应不足的天然气看起来可以满足需求。这可能是灾难性的。想想2012年飓风桑迪袭击纽约市和新泽西州北部时发生的事情吧。风暴来袭后,备用发电机的所有者在医院数据中心市政工程设施发现他们都与同一家低价石油运输公司签订了合同,而该公司没有能力运送足够的石油来应对需求的飙升。

同样的情况也发生在使用化石燃料的发电厂,主要是通过管道输送的甲烷(“天然”)气。电力系统被依赖天然气的发电厂困住了,当需要天然气来维持照明时,这些发电厂无法获得天然气。这是一个长期存在的问题,联邦能源管理委员会(Federal Energy Regulatory Commission)将在明年早些时候着手解决这个问题开会议和一个论坛届时,该公司将解决极端天气下的可靠性以及旨在提供可靠电力供应的市场等一系列问题。

困在过去和未来之间

过去,州和联邦的政策允许电力公司垄断能源供应,而监管机构则监督公司的超支。监管机构和消费者没有竞争的电力供应来比较成本或性能,公用事业公司声称每个发电厂都“需要可靠性”。

有一段时间,公用事业公司将自身利益和可靠性结合起来,反对技术创新和放松管制。然而,市场和竞争的倡导者最终赢得了这场政策斗争,并对可靠性给予了一些——但不够重视。

在从公共监管的垄断到竞争的转变过程中,电力公司将重点放在夏季需求上,这推动了对能够发电的工厂的需求。能力)以及发电厂发电所需的燃料。电力行业一再转向天然气,通过管道获得天然气,这些管道主要用于在冬季输送取暖燃料燃料来源夏季用电高峰需求.天然气似乎是可用的,国家政策制定者顺应了市场的力量,他们提出的担忧太少了可靠性风险.这个系统在过去运行得非常好,从1990年到2014年,天然气发电厂完全主导了新电厂的投资。

在这个国家的大部分地区,发电厂的选择现在都是通过竞争的市场.只要电力行业对夏季可靠性的强调没有受到挑战,燃气发电厂就可以削减其他类型的可靠性成本,而这些成本没有被市场定价。天然气市场仍然不重视灵活性或者提供电力需求所需的冬季可靠性。最近的一些冬季的风暴揭示了燃气发电厂经常无法获得燃料。这种燃料不足导致电力中断。与此同时,随着越来越多的化石燃料被燃烧,碳被释放到空气中,极端天气事件变得越来越普遍。这是一个恶性的反馈循环。

可再生能源竞争

既然可再生能源在经济上具有竞争力,公司正在建造更多的风能和太阳能设施。新的可再生能源工厂超过了根据美国能源情报署(eia)的数据,在过去9年中,有8年全国新建了化石燃料设施。同时,较低的成本和储能技术的进步也使其成为一项有吸引力的投资。这些变化戏剧性地减少燃烧化石燃料作为能源的数量。

随着天然气和煤炭燃烧的减少,以及可再生能源的作用越来越大,电力行业不确定电网可靠性的正确衡量标准是什么。(过去,发电厂的可靠性价值是其夏季容量和计划外停运率的乘积。)今天,电网运营商认识到电厂已经相关的中断.推动这场辩论的是天然气供应冬季失败.电网运营商是现在重新考虑燃气发电厂的可靠性如何受到重视。

在没有燃料供应的情况下竞争

一旦电力行业采用了市场,政策制定者的下一步就是试图通过一个市场来确保电力供应的可靠性竞争性拍卖.由于意识到并非所有天然气厂都将可靠性作为其业务战略的一部分,区域电网运营商越来越努力地制定规则,以激励绩效和惩罚不绩效。燃气发电厂燃料不足去年冬天现在面临处罚,并试图转移责任.与此同时,风力发电场生产远远超出预期。

我们能解决这个问题吗?

依赖天然气的问题现在是显而易见的。市场力量正促使私人投资转向可再生能源。能源储存,结合风能和太阳能,是排队进入电网,进一步取代化石燃料。监管机构和公用事业公司可以更新市场规则和可靠性措施,这样可再生能源加储能电站就能得到与其他电站相同的待遇联合循环(燃气轮机加蒸汽轮机)发电厂。现代化电网规划者对可靠性的衡量也会有所帮助。我们不能浪费时间来准备一个可靠的系统,这个系统承认可再生能源日益扩大的作用。