获得更多的风能和太阳能是100%可能的,但不是100%直接。这是为什么

2018年6月25日|下午3:25
迈克·雅各布斯
高级能源分析师

风能和太阳能的价格打败化石燃料的成本一代中许多地方在美国,我们有很大的机会用更多的可再生能源取代我们的能源供应并使其现代化——我们可以做到这一点可靠地。忧思科学188金宝博家联盟(Union of Concerned Scientists)向电网运营商表示祝贺,他们证明用风能和太阳能取代旧能源不会导致可靠性问题。在美国和欧洲,电网在没有煤炭的情况下运行,风力发电占60%在所有的混合中。北美电力可靠性公司可靠性评估主任曾表示通过规划,任何级别的可再生能源在电网上可以工作。

创造了一小时内使用可再生能源的地区记录。图表UCS。

可再生能源和储能替代了传统发电

来完成能源转型,还有增加风能和太阳能的建设在美国,可再生能源和储能将不得不以越来越技术化的方式取代传统发电。

事实上,一些电网实践对大规模可再生能源的增长至关重要。它们包括:

  • 扩大传播,
  • 增加操作灵活性(例如:将可更新预报与现有时间表结合起来),以及
  • 通过集中调度或合并,加强与邻近公用事业区域的协调。

运营商在这些实践中取得了稳步进展,已经创造了可再生能源产量的记录。

价值超越风能和太阳能的贡献

今天风能和太阳能的头号产品是能源。风在吹,廉价的能源在流动。阳光普照,能源廉价。

拥有大量可再生能源的电网表明,可变性并不是表演的障碍。电力合同、可再生能源信用和生产税收抵免的经济学都奖励能源生产最大化。

当需求不那么高,可再生能源更加丰富时,挑战就会显现出来。电网仍然需要供需的物理平衡。在这种情况下,电网价格是低的或负的,基于下一个单位的边际成本。非常低的价格可能预示着削减风险,并阻止买家和卖家增加更多的可再生能源。

UCS对每年超过50%的能源来自可再生能源的几种情况进行了分析,以寻找如何减少预测的削减。我们的检查确定了能降低风能和太阳能的削减吗随着可再生能源在能源结构中的比重越来越大。

风能和太阳能的市场价格超过了化石燃料的价格,这表明了技术的进步。

增加风能和太阳能,还是增加天然气?

当研究和决策考虑到新的能源供应时,他们从现有的电力系统开始。在没有其他变化的前提下,讨论新工厂投资的价值和影响是必要的早期步骤。

但接下来发生的事情非常重要。任何新的能源供应(天然气、风能、太阳能、煤炭或核能)都有整合和传输的需求,并通过一系列策略进行管理。了解一个新工厂何时运行,需要多少传输,是否会向邻近的公用事业地区出口-这些都是发现新工厂价值的核心考虑因素。

有些解决方案需要时间和金钱,比如修建新的输电线路,从供应丰富的地区向有需求的人口中心输送电力。通过派遣和拒绝更昂贵的供应来限制供应过剩是预期的,也是正常的,但可能会达到这样的地步:过犹不及变成了自己的挑战。例如,在一个拥有大量水电和现有风能的地区,如果没有任何化石燃料装置可以拒绝,大量的新风需要传输和出口选择。

化石燃料在供过于求和减产中扮演了什么角色?

每当需求不是最高的时候,就会有一些发电设备闲置。当电网运营商认为只有化石能源才能提供灵活性和辅助服务时,他们就会保持化石能源发电的运行,即使这将可再生能源发电挤出市场。

为了从燃气发生器获得这种灵活的储备,该装置至少在其最低水平上打开并运行。对于燃烧涡轮,最低生产水平通常是发电机容量的35%70%用于联合循环工厂。由于这种灵活性只有在机组生产的能量达到或超过这些水平时才可用,以70%的速度运行联合循环机组将挤占可再生能源,导致更多的削减。这已经在夏威夷而且加州,以及在研究中重复

这将如何影响风能和太阳能的未来增长?

对于未来可再生能源发电的买家和卖家,都将对能源减少的预期感到失望。当现有的合同结构专注于最大限度地生产能源时,其价值主张是在供应日益充足的情况下销售更多的商品。在这些情况下,供应和需求利益都在绕过可再生资源的辅助服务和储备的机会。

一个实用程序有更多的洞察力和适应储备实践的能力,可以开发更多的技术来更好地利用可再生能源。

随着更多的风能和太阳能的建设,我们将看到需求相对较低的可再生能源的高渗透率,并导致在更多的时间内价格较低。在这种情况下,从可再生能源中获得辅助或基本服务的能力对于推动天然气下线是最重要和最有利的。这也与缩减开支的风险最大的时候相吻合。

是什么阻碍了我们实现这些解决方案?

这不是技术的问题。存储和可再生能源技术可以提供基本服务,辅助服务或储备。这些风力方面的能力而太阳能已经被技术提供者证明,由行业专家,甚至由加州ISO委员会。在全球范围内提供储备和服务的先进电网存储的发展轨迹是在这些幻灯片中叙述

我们将何去何从?

目前使用的合同和收入结构是障碍。买方和卖方之间的双边协议不同的合同将造成差异。

行业中的例子提供了替代方案。承包传统发电功能,而不假设所有的收入都是基于生产。根据容量和性能,储能合同正在出现,收益与总使用小时数分开。在面对扩大风能和太阳能在能源供应中的作用的挑战时,提供商品能源以外服务的其他技术所使用的收入模式将是有用的。

对于那些想要逐步支付的人来说,也许可以从签订一份合同开始,在一年内分割付款。在存在缩减风险的几个月里,产能补贴是有意义的。在剩下的时间里,利用能源补贴来最大限度地提高产量。

随着电网供应的变化,风能和太阳能在供应中所占的比例越来越大,可再生能源的买方和卖方将希望保持可再生能源安装的最高价值。将化石能源排除在调度之外的一个关键策略是使化石发电机变得多余和不必要。当化石设备被用于辅助服务,而风能或太阳能被限制时,让我们把问题变成解决方案。减少化石能源,减少可再生能源,从而增加对风能和太阳能的需求。