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“加州电力危机”启示:能源转型为什么那么难?

北极星售电网  来源:电网头条  作者:韩煦  2020/8/31 15:08:07  我要投稿  
所属频道: 国外经验   关键词: 电力市场 微电网 电力现货市场

北极星售电网讯云南快乐十分:加州停电似乎戳破了美国梦的泡沫。

作为美国民主党大本营的加州,一向是清洁能源发展的先锋。2018年9月,加州签署名为《加利福尼亚州可再生能源组合标准方案:温室气体减排》的法案,野心昭然:2026年可再生能源供电占全州供电的50%;2030年之前该比例提高到60%;到2045年年底,要实现全行业的100%可再生能源和零碳能源供电。

这样的信誓旦旦,在今夏加州的“电力危机”面前显得弱不禁风,曾经引以为傲的加州野心似乎遇挫。

能源转型为什么那么难?

或许,这次“加州电力危机”能为我们提供一些思路。

一、加州停电演变成政治口水战

8月14日,200万加州人陷入长达4小时的停电黑暗之中。加州重启20年前的应对手段——分区轮流停电。这一停电浪潮,随着加州的高温热潮,在此后的一周一波波上演。为此,加州电网运营商不得不发布紧急警戒,号召居民每天下午3点到10点进入“极度节能”状态。

此番轮流停电,让在能源转型大跨步的加州,不得不面对一个最基本的事实:电力短缺。关于停电的原因,很多专家已经给出答案:极端高温天气、负荷需求攀升、高比例新能源装机、光伏及风机夜间出力不稳定、疫情居家等多重因素叠加,造成了这一看似偶然之必然。

但大选之际,对这一问题的理性思考很快演变为政治口水战。

“推特KOL”特朗普一向对清洁能源持尖锐批判态度,这一事件自然也成为他攻击民主党的子弹:“The Bernie/Biden/AOC Green New Deal plan would takeCalifornia’s failed policies to every American!”(伯尼、拜登和科特兹的绿色新政计划将把加州的失败政策带给每个美国人)

华盛顿邮报网站上的一篇评论也指出,停电事件对美国其他地区的清洁能源发展政策是一个警告。

特朗普对加州能源转型政策“failed policies”的指责,民主党并不认同。尽管加州州长纽森公开承认“这次的停电事件非常突然,没有给我们居民任何准备时间,这是不能被接受的。”加利福尼亚独立系统运营商(CAISO)的CEO 斯蒂芬·贝贝里奇(Stephen Berberich)表示,他并不认为可再生能源是停电的罪魁祸首,关键问题在于,加州没有实现正确的能源组合。

与此同时,抱持能源转型理想的专家们也并不买特朗普的账。

据《华盛顿观察家报》报道,包括美国风能协会加州分会主任丹尼尔·米尔斯·奥斯本(Danielle Mills Osborn)在内的众多专家极力为加州的清洁能源政策辩护,认为新能源不应该为这次加州轮流停电背锅,并且提出需要加快部署各种储能、需求响应机制、微电网项目以提高电网的弹性。

专家更倾向于认为,加州的能源转型方向是正确的,只是转型仍然在路上。

但需要打个问号的是:仅靠储能、微电网、需求响应等技术手段,就能实现加州电网的“进化”吗?

二、能源转型为什么那么难?

8月20日落幕的民主党全国代表大会上,提名为总统候选人的拜登将气候变化列为美国面临的四大危机之一,其他三个为传染病、经济危机和种族正义。

此前,拜登就推出了比加州更为“进取”的能源转型政策:投资2万亿美元,在2035年之前实现100%清洁能源供电。

全清洁能源供电,在中国并不是件陌生事。

自2017年开始,中国在青海省连续4年实现了全省全清洁能源供电的实践(分别为7、9、15、31天)。但这只是短时间的“绿电试验”,并且在最近的一次绿电实践期间,青海电网的最高负荷仅为884万千瓦。

而CAISO官网的数据显示,8月14日加州最大负荷为4600万千瓦。如果考虑到2019年加州的GDP总量约3。14万亿美元,占美国经济总量的14。65%,超过了英法等国家,被一些媒体称为“世界第五大经济体”。在加州实现全清洁能源供电,相当于在中国东部经济发达的省份实现全天候全清洁能源供电,难度可想而知。

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能源转型之难,首先难在合理地进行能源组合。

即使青海新能源天赋异禀,清洁能源装机规模已达到88%,全省负荷需求较低,水光风等互补能力强,但在绿电实践中,青海还是保留了部分火电出力,既能通过大电网送出以保证全清洁供电,又能在必要时备用支撑。这种合理的能源组合,也让青海今年在三江源地区游刃有余地完成“绿电百日”实践,刷新世界纪录。很多专家指出大电网是青海绿电实践的底气。值得注意的是,加州在一心求零碳的过程中,也在激进“弃核”,把核电排除在“能源组合”之外。

2012年,南加州爱迪生电力公司关闭了San Onofre核电站,一举减少了2200兆瓦的电力供应。2016年,太平洋天然气与电气公司宣布不再为Diablo Canyon核电厂申请续签许可证。计划至2025年,这座加州最后一座核电站电厂将同样面临关停的命运。

能源转型之难,还潜藏在很多“隐秘的角落”。

各方利益的交织让能源转型不可避免地政治化,是最难解的原因之一。

很多专家都认可,升级大电网对能源转型意义重大。但在美国,这样的努力却受到了阻挠。今年8月,《大西洋月刊》一篇题为《How a Plan to Save the Power System Disappeared》的报道,全盘还原了两名研究大电网升级的美国国家可再生能源实验室(NREL)的工程师被政治干预研究的过程:

2018年8月14日,30岁的NREL工程师约书亚·诺瓦切克(Joshua Novacheck)在一次学术演讲中介绍他刚起步的职业生涯中最重要的研究——加强美国东部和西部电网之间的连接,将加速风能和太阳能的增长,极大减少美国对煤炭的依赖(即著名的Seams项目)。

演讲尚未结束,听众席上时任美国能源部电力办公室副助理部长的凯瑟琳·杰里扎(Catherine Jereza)就向能源部总部发了一封电子邮件,并引发了一场内部风暴。负责这项研究的两名工程师被NREL停职;为了保护煤炭产业,政府禁止展示此项研究成果,也禁止在NREL之外讨论研究。这项价值160万美元的研究“消失”了。

美国的政治已经干预到大电网升级的科学研究当中。这一点在疫情期间美国科学家的意见被“选择性忽略”中,能够窥得一斑。

另一股不容忽视的潜流就是能源转型所可能带来的民粹主义。

这次加州的电力危机当中,电力现货市场的批发价格一度飙升至1美元1度电。有专家担心这会带来民众抗拒能源转型情绪的反弹。用能成本导致的民粹主义在欧洲已有先例,2018年,法国征收燃油税引发了声势浩大且持久“黄背心”运动。

实际上,在电力市场较为成熟的一些国家,能源转型初期都会伴随着公众用能成本的大幅度上涨。以先行者德国为例,可再生能源附加费的不断上涨,使得居民平均电价从2000年的13.64欧分/千瓦时上涨到2018年的29.42欧分/千瓦时。

价格之外,在可再生能源的开发、输送、消费等过程中,也有一些人对风机噪音污染、光污染、生物多样性等问题的提出异议:谁承担转型成本?谁在转型中受益?上世纪80年代著名的“Not in my backyard”运动,就是针对风电选址的“公平性”之争。

多重之难,也注定了能源转型的复杂性与长期性。

三、通向能源转型之路

能源转型,不容易。各国都在摸着石头过河。

加州遇挫之后,电网运营商表示,问题不在于该州有太多的可再生能源,而是它没有足够的资源。CAISO首席执行官Steve Berberich呼吁加大可再生能源和能源存储的建设力度,并将过剩的可再生能源用来给电池充电,当电力供应紧张时可以使用。

还不够,还要更多。这样的思路是通过增加冗余、甚至是巨大的冗余来实现一个系统整体的可靠,成本必然非常高昂。

这一路子在“人少地大物博”的美国,或许能行,但在中国显然行不通。

中国能源禀赋的显著特点就是,资源中心与负荷中心距离远,资源分布不均衡,且人口众多,人均能源资源拥有量较低。给14亿人民通过“冗余”来实现能源转型,考虑到能源资源、占地空间、用能成本等问题,这一方案并不靠谱。

所以,对中国而言,通过高效的资源配置来解决资源分布不均,是一种非常重要的能力。以优化资源配置推动能源转型,国家电网已经做了很多行之有效的措施。比如特高压工程建设,通过不断升级大电网,走具有中国特色国际领先的能源互联网之路。目前,国家电网是全球接入清洁能源规模最大的电网。

背靠大树好乘凉,这个道理在电网里一样适用。

大电网既能够通过空间维度的资源配置,实现跨区域的能源输送,如复奉、锦苏、吉泉等特高压直流工程有效缓解了中东部地区的负荷压力;也能在负荷中心与资源中心打个“时间差”,当我国中东部地区已经进入晚间负荷高峰时期,新疆的太阳能还在源源不断地发电上网。这种时空双重的资源配置力,正是“大有大的好处”。

强大的资源配置能力,也体现在大电网能够灵活调节负荷。如江苏、山东电网进行的需求侧响应、源网荷储协同的探索。另外,大电网也能够提供跨区域的支援备用,这次加州就遇到周边地区在普遍高温下难以支援电力供应,而在中国,电网“千里送清凉”再常见不过。

能源转型,呼唤强劲的资源配置能力,亟待灵活的调节能力,也需要让科学家的声音能被听见。独木难以成林,单条腿走路很难走远。

或许,道阻且长,但行则将至。

部分参考资料:

[1] How a Plan to Save the Power System Disappeared。 The Atlantic

云南快乐十分[2] California forced to defend green goals a blackouts。Washington Examiner

[3] California Reveals That the Transition to Renewable Energy Isn’t So Simple. Slate magazine

[4]《“黄背心”政治与欧洲能源转型》,《读书》2019年8月

原标题:能源转型为什么那么难?

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