实现100%清洁能源——以及阻碍这一目标的电网运营商

2019年3月11日|上午11:15
图片来源:Vine House Farm/Public domain (Flickr)
迈克·雅各布斯
高级能源分析师

如果我们要履行越来越多的来自城市,公司对于清洁能源,我们需要在正确的方向上采取明确的行动。电力行业混合了私人和公共利益,因此公共政策和市场的结合一直是过去100年公用事业监管的常态。现在,这里是减少化石燃料使用和增加可再生能源的重要场所。

向可再生能源的过渡是在一个管理框架内进行的。最近关于“燃料安全”、“弹性”和“不断变化的能源结构”的争论揭示了电力服务是如何充满了公众利益的。我们的公用事业监管框架已经处理了垄断的成本和避免可能出现的停电的成本。监管机构关注审慎成本和影响社会的非定价“外部性”,如安全、健康和可靠性。公共管理机构制定的公共政策平衡了这些问题。

没有对费用的监管监督,公用事业公司可以筹集资金来建设和运营更高的可靠性。为了避免这个问题变得过于复杂,政策制定者经常寻求有针对性的、可衡量的要求或标准。目前在PJM的实践,13个州的电网市场运营商从伊利诺伊州到新泽西州和北卡罗来纳州,都是如此每年花费2亿到20亿美元在下一个“燃料安全”问题出现之前。

存在可靠性标准

电力系统的可靠性受到密切关注。最大的电力公用事业投资是在一个地区所有消费者共同使用的发电厂。发电厂的电力供应是否充足是衡量电力可靠性的最常见标准,每一家公用事业公司都会比较电力的供应与需求。至少50年来,公用事业公司和监管机构一直使用“十年缺一天,以判断电力供应是否充足。这种概率在预测中估计风险,并为可能同时影响供需的意外事件提供储备或保证金。如果没有这样的标准,公用事业行业就有动力继续建设和运营发电厂,而没有任何手段来判断是否需要增加费用。

用政策解决外部性问题

大部分的环境危害和对社区的影响来自于建设新的发电厂

工厂和老旧的、污染严重的发电厂的持续运营是外部性的,在支付的电价之外。公用事业由公共实体管理,以处理这些外部成本。成本审查和环境标准有助于确定公用事业公司如何提高消费者的费用以达到标准。

随着燃料类型的变化和争论的转变,仍然存在私人利益和公共政策制定者。PJM和新英格兰的另一家电网运营商在清洁能源的公共政策方面遇到了麻烦,此外,市场价格更倾向于将天然气作为发电厂的燃料,而不是煤炭和核能。市场运营商PJM和ISO-New英格兰不符合资格的可再生能源在产能市场中不被视为供应。这意味着,随着各州遵守可再生能源法律,企业买家增加风能和太阳能,PJM和ISO-NE的政策将继续支付多余的化石发电费用,以满足需求,并隐藏电网中可再生能源的数量。这增加了成本,并推迟了化石燃料发电厂的退役及其碳排放。

冬天的风力发电场(图片来源:佛蒙特环境研究协会公司)

PJM和ISO-NE认为有其他的值和属性其他能源资源应该得到更高的报酬。PJM已将合格供应的定义改为全年供应,不再将夏季峰值视为需求峰值的驱动因素。PJM和ISO-NE现在想奖励那些拥有“安全燃料”的工厂。PJM和ISO-NE已经向发电厂提供了各种各样的支付,以提供能源,或准备提供能源,或在短时间内改变他们的能源生产。自20年前市场推出以来,除了能源之外,这些“产品和服务”的定义一直在争论和不断变化。(一位利益相关者统计了PJM向FERC提出的40次修改容量市场规则的请求。)

过去几年,PJM的趋势一直对清洁能源充满敌意。PJM最新的政策转变倾向于“燃料安全”,旨在减少天然气的主导地位。但就像PJM经常发生的那样,这也缺点风,太阳能,需求响应和最新的新技术,能源存储。PJM的前提是,一系列不可能发生的事件可能会对天然气供应和天然气发生器造成压力。

但是PJM发现电网仍然是可靠的。PJM的分析认为,如果特别糟糕的事情同时发生,电力系统将会很好:天气比20年来的1还要冷,市场不会以任何形式的新电厂投资取代关闭的发电厂,在寒流期间天然气管道超负荷并开始爆炸(PJM使用术语“高影响中断”)。PJM对理论上寒流供应的看法忽略了风能在2009年的贡献2011年在德州2014年在PJM

等等,分析说可靠性没问题?

PJM对此的报告说:“PJM系统现在是可靠的,将来也会保持可靠。虽然没有迫在眉睫的威胁,但燃料安全是可靠性和弹性的重要组成部分,特别是在多重风险成为现实的情况下。研究结果强调了PJM探索积极措施来评估燃料安全属性的重要性,PJM认为这最好通过竞争激烈的批发市场来实现。”

我们还需要解决这个问题吗?

PJM正在让利益相关者经历一个过程,对其市场做出新的改变。除了极端寒冷,PJM没有给出任何它认为不可能发生的事件的概率。但这并不是PJM第一次关注管道输送的天然气供应。2015年,PJM发现“天然气行业基础设施的改善使管道和存储基础设施的运营灵活性大大提高,从而提高了网络的弹性,以弥补高度破坏性的天然气侧突发事件。”

现在PJM指出:“没有类似于大容量电力系统规划所需的通用规划标准。”

每天过度建设,随行就市

PJM电力供应有一个持久的丰厚储备边际,加上许多清洁能源,它没有计算,这进一步提高了其安全边际。PJM通过其“可靠性定价模型”(RPM,即容量市场)达到了十年一遇的标准。PJM计算和估计峰值需求加上储备边际,以确定它需要多少容量。在这样做的过程中,这家受监管的私人公用事业公司开始扮演政策制定者的角色。

PJM管理其RPM拍卖的资格、出价和清算机制。一套交织在一起的PJM实践干预能源市场价格,提升产能市场。PJM已经做出了一些改变(据统计有40项)来管理容量市场。这些变化的趋势是在化石燃料发电机上投入更多资金,获得更多基于发电机的供应,并确保资产所有者有稳定的收入。

这些变化的累积结果是过度建设,以及可靠性方面的更大支出。PJM的实践提供了100年1天的估计概率,而不是10年1天的储量边际,每年的成本比标准要求高出2亿到20亿美元。最近的产能市场采购结果显示,PJM的支出超过了所需储备边际的16%,以达到20%的储备边际(2015), 21%的(2018), 22%的(2016)和23%(2017)

总结请

由公共透明组织制定的关于电网可靠性的政策,以及向更多可再生能源的转变,正在被PJM践踏。成本落在消费者身上。其他地区采用了一些或没有采用这些做法。自愿加入PJM的州和地方控制的公用事业公司应该问问谁是负责人,他们是如何执行他们的命令的,以及这是否会导致我们想要去的地方。