【觀察】未來電網還需要基荷嗎？
我們不能因推行過時的基底負載電力概念而扼殺創新。今年四月，美國能源部長里克•佩里宣布了一項為期60天，針對電力市場設計和電網穩定性的研究計劃，旨在評估當前市場設計在充分補償基底負載（例如燃煤和核
2.“小時-天”時間尺度。在中等時間尺度中，由于終端電力服務需求和太陽能、風能發電量都有較大波動，所以電網需要不同資源在一天中的數小時內保持能源供需關系的平衡。清潔能源在提供此類服務方面已經具備了優勢；同時，它們還是數十億美元規模的美國電力需求響應市場的重要基礎。
例如，由零售電力公司和批發市場運營商所運營的需求響應項目的負荷總量高達60吉瓦左右。在峰值容量的競爭中，需求響應常常是成本最低的電力來源，能夠輕松戰勝新建燃氣發電設施。
此外，同樣的技術也越來越多地應用于提供智能負荷轉移，而不僅僅是減少負荷，從而在數小時內平衡供需關系。
智能空調、熱水器以及電動汽車等都是最具發展前景的技術，但至少30%的美國電力需求量都具備一定的彈性，能夠用于提供電網價值。
如果能夠全面采用熱存儲技術（例如冰蓄冷空調）那么這一領域的發展前景將更加可觀。
例如，通過控制建筑材料儲存熱和冷的能力，使房屋的暖通設備的使用能夠與可再生能源的供給相匹配。
3.“周-月”時間尺度。在特定地理區域內，風能和太陽能等可再生能源發電量并不總能精準地匹配各個季節的能源需求。我們在無風和陰天時應如何滿足電力需求？這對低碳電網的運營帶來了一個不小的挑戰。
雖然這在目前，甚至數十年內都還不是一個緊迫的問題，所以市場尚未發出信號激勵這方面的創新解決方案。然而，許多證據已證實，一旦市場發出對這種解決方案的需求，大量的先進技術就會涌現。
艾森豪威爾將軍的名言就曾為一個有潛力的創意提供了靈感：“如果一個問題無法被解決，那么就將其放大。”也就是說，擴展問題的邊界，直到其將解決方案囊括在內。
例如，將熱力和電力問題結合起來處理，比將二者分開更容易解決。耦合電力加熱設備與熱電聯產電廠相結合，能夠利用大風和晴朗天氣的“富余”電力替代燃氣供熱。與同樣能在無風和陰天日子里提供足夠電力“超容量”可再生能源系統相比，這種系統更具經濟效益。
此外，問題也可以從地理的角度被“放大”。風能與太陽能電力所需求的天氣情況及時段常常是不同的，因此兩者可以通過互補達到最佳狀態，尤其是在互聯系統覆蓋了足夠大的地理區域的情況下。
的確，長距離高壓輸電線路雖然在美國還有待發展，但在中國和其他國家已十分普遍。它們能夠將低成本、高容量的風能從偏遠區域輸送到需電量大的城市，從而補充當地可再生能源的不足。
或者，甚至更簡潔的方法是，我們可以通過光纖電纜將數據中心負荷的電量需求轉移至可再生能源富余的電網區域。這樣理論上可以使云技術對能源越來越大的需求量在全球范圍內真正地跟隨太陽能和風能的腳步移動，而不會帶來任何專用輸電設施方面的增量成本。
如果這些技術在今天尚未實現商業應用，這并不是由于技術的欠缺或實際條件的限制。事實上，這是由于季節性能源平衡的問題在數十年內還不會對我們造成影響，因此我們尚未應用市場的力量來解決這些問題。
從混亂的爭吵到和諧的交響曲
在過去的幾個月里，關于電網未來的論述已然演變成了一場現有基底負載發電廠（及其說客）和新市場利益之間的口舌之戰。隨著當前低價（但并不穩定）天然氣造成的需求量下降和能源價格跳水，如今的基底負載發電廠毫無疑問成為了輸家。
瑞銀最近發布的分析顯示，即使是全新的燃氣電廠都無力勉強維持，只得被廉價出售。電廠擁有者只能依靠于尋求官僚介入和開展所謂“研究”等手段來幫助他們吶喊助威，從而試圖迫使今天的勝利者為昨日的失敗者買單。
我們需要終止這場爭吵并讓市場發揮作用。市場能夠起到一個交響樂隊指揮的作用：協調每一種能源設施發揮作用的時間和地點，就像樂隊中的樂器一樣，從而為終端用戶提供最大價值。最美妙的交響曲需要許多不同樂器在正確的時間以正確的音量發揮自己的作用。沒有一支樂器需要一直演奏，但樂隊整體卻在持續創造美妙的交響曲。
當前，協調美國電網的指揮者們正在發出一個千真萬確的信號：我們已不再需要任何新建基底負載發電廠，同時現存的此類發電廠也即將迎來退出歷史舞臺的時刻。
與一個普遍存在的誤解相反的事實是，扼殺掉化石燃料火電廠的經濟性的甚至并不是可再生能源，而是低價的天然氣。如果老舊的基底負載發電廠連燃料價格的異常波動都無法應對，那么它們還如何能夠在低價風能和太陽能的發展浪潮之中存活下來呢？
價值萬億美元的問題
由此可見，我們正面臨著一個風險高昂的抉擇。美國大約有50%的現役熱電裝機將在2030年達到退役期限——而如果用電需求保持平穩甚至萎縮，這一期限還將更快到來，給這些電廠的盈利能力帶來更大壓力。
如果我們簡單聽取美國能源部關于“基底負載對一個優質電網的運轉而言十分必要”這一過時假設，我們將重新投資于相同種類的熱力電廠，而正是這類電廠造成了上文描述的無休止的爭論。
如果這樣，我們會將高額成本投資在這些新建資產中，而其中許多資產的價值隨著能效、可再生能源和其它清潔能源的發展而被迅速抹殺，如果用電力行業術語表示，它們將被“擱淺”。
這將極大地影響美國經濟在全球的競爭力，尤其是面對中國、印度、歐洲等已經在積極從事可再生能源轉型，從而確保今后數十年享受超低電力成本的國家時。除了資產擱淺的風險外，這種發展路徑還將以直接（電廠運營本身）或間接方式（因在不符合氣候穩定性資源上投入的資本浪費）造成數十億噸的碳排放。
相反，如果我們能夠學習美國領先的幾個州和其他國家的先進經驗，發展一個主要基于可再生能源的彈性電網，就能夠以同樣可靠并且成本更低、風險更小的方式為我們的經濟增長提供動力。
我們可以選擇利用可再生能源產業無與倫比的創新能力來降低風能和太陽能電力的供應成本。同時我們還能夠促進先進的美國企業和行業新貴的創新能力，在供需兩側最大程度的利用這種低成本能源。
我們只有有限的機會來做出正確的抉擇。今天，我們應該抓住美國能源局研究計劃和當前批發市場改革爭論所提供的機遇，從而確保未來的電力市場將能夠為我們的社會發展目標服務，而不是背道而馳。
原標題:電網需要交響樂式的和諧
責任編輯：lixin
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與本站無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
