什么是清洁能源和气候变化供应链?

2021年11月4日下午2:49
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迈克·雅各布斯
高级能源分析师

随着消费者遭受与气候相关的停电,电网瓶颈限制了低成本、无碳能源的供应,电网正受到更大的公众监督,规划更多的输电比以往任何时候都更受欢迎。

这是有道理的,因为能源输送依赖于基础设施。当风暴吹倒电线冻结燃料管道对于煤堆来说,这种破坏会引起人们的关注,并引发人们对长期准备和规划的质疑。其他时候,消费者会不由自主地注意到不断上涨的能源成本。今年我们受到了干扰而且能源成本高企,再加上新冠肺炎卫生危机和相关的经济混乱。这场完美风暴迫使电力部门专注于计划改善传输,这是保持电力供应和价格稳定的供应链的关键,也是减少碳排放的关键。

提供传输策略

为了提供新的清洁能源,该国需要改变传输方式而且传播策略。第一次,一个组合决策者小组联邦能源监管委员会(FERC)和国家公用事业监管委员协会(州公用事业监管机构)正坐下来讨论传输计划。这与FERC是一致的探索新规则用于输电规划,与电网运营商角力投资者的巨大兴趣在构建新能源供应从风能,太阳能和存储。

第一个真正的大差距:信息

信息对私营部门和公共部门的决策都是至关重要的。UCS评论关于FERC传输规则制定的意见强调,只有当该机构透明地共享传输规划所需的信息时,该过程才会起作用。目前,太多的输电规划工作遗漏了有关州对清洁能源的要求和当地输电业主计划的信息。最引人注目的是,FERC允许公用事业规划者创建一个平行过程,根据不同的需求者,以不同的假设来看待同一个输电网。

电力公司的输电规划包括这些具体类别:可靠性和经济效率规划,当地确定的不属于地区需求的“补充”或“其他”项目,以及“客户资助的升级”(即发电机互联)。FERC要求对州政策进行某种规划过程,但这些规则使得这种规划几乎不存在。目前的规划受到了影响,因为规划者没有他们需要的信息,也不知道何时何地需要这些信息,从而无法做好规划。

这表明,如果没有太多的可再生能源建设,未来输电系统上从一个地区流向另一个地区的能量将会减少。对比下图,北美东部地区使用30%的可再生能源。
在这里,粉红色区域显示了大量的太阳能从东南部流向大西洋中部地区的PJM,如果有高水平的清洁能源的传输。来自NREL的图表东部可再生能源发电整合研究

下一个真正大的差距:新一代

FERC从2003年的一项协议中采用了发电机连接框架,该协议是由独立发电厂业主推动的,他们迫切希望建立一个清晰的途径,使输电进入能源市场。在这样做的过程中,该行业采用了一种新型的输电扩展,由发电机支付。然而,当FERC将连接框架付诸实践时,它绕过了自己的“受益人支付”新传输的原则,因为它假设发电机,过去和现在,是唯一的受益者和没有努力去寻找其他人。

除了忽略以牺牲发电机为代价的输电的更广泛的利益外,用于规划发电机的需求和成本的假设不同于用于输电规划的任何其他步骤的假设。发电机组互联研究包括所有提议的未来发电机组,这些发电机组有一个悬而未决的较早排队的互联请求。网格规划者可以有一个十几个或更多的目的和单独的程序为了传输规划,但除了这个新连接的守门人功能之外,没有一个包括数百个拟议的新发电机。其结果是,每一个希望(通过输电)参与市场的新发电机都要承担连接到已经被假想发电机负担过重的电网的高昂成本。

规划应该考虑未来

PJM而且ISO-New英格兰在制定本地区的输电计划时,不使用国家规定的清洁能源采购。请记住这一点,因为我们现在已经从PJM详细了解了满足PJM地区国家清洁能源要求所需的传输。这份报告包括了各州的能源需求以及到2035年的清洁能源需求,计算了发电厂的数量和类型(风能、太阳能和储能),并将这些放在未来几年的传输系统中。然后,PJM做了输电规划者应该做的事情:测试电网吸收和输送新增电力的能力。增加大量的新电源将使现有的电线过载,并需要新的传输投资来可靠地传输。PJM还报告说,与目前相比,增加这些新供应将降低能源生产成本。

PJM总结了该地区所有州清洁能源需求所需的新变速器。它计算了从现在到2035年建造输电系统的成本,并给出了一些可能发生的情况。最重要的是,PJM的做法是前瞻性的,而不是通常的做法,即为第一个新的可再生能源项目建设,然后开始建设第二个项目,不考虑第三或第四个项目的需求。通过捕捉提前规划的经济效益——使用更少、更大的线路——该研究报告了满足各州需求的实际节省。

看起来不错

PJM报告估计,风能、太阳能和储能系统的传输升级成本(仅传输系统成本)将达到24亿至32亿美元。这实际上是一个小数目。天然气行业曾预测管道建设20年的成本平均每年250亿美元.(需要注意的是,在建造大型建筑时,提前规划的成本要比采取许多渐进步骤、错过效率和规模经济的成本低。)

我们认为PJM和ISO-NE可以通过采用前瞻性的区域输电规划来帮助他们的州,为未来的发电做规划,帮助各州更有效和更经济地实现他们的能源相关目标。国家官员现在是通过清洁能源减少碳排放供应链的一部分,需要把他们的州目标放在一起。告诉他们,清洁能源的目标需要清洁传输的支持。请继续关注,我们将帮助您描述您想要的转换传输。