侵权投诉
当前位置:

OFweek太阳能光伏网

系统集成

正文

【揭秘】美国得州如何从油气州变成风光州?

导读: 几乎没人会预测到美国最重要的石油产区有一天会成为世界上清洁能源市场发展最快的地区。得州电力转型所经历的历史和挑战与中国当今的处境明显相似。但其中一个重要的不同是:得州当时并没有一个基于市场的可再生能源转型案例可以借鉴。

  在中国辽阔的土地上,西部地区拥有丰富的风、光资源,地下蕴藏着大量化石燃料,但却土壤贫瘠、人烟稀少。而在东部沿海地区,光照和风力资源较少,但城市人口与工业发展飞速,电力需求也不断增长。因此,政府必须采取措施将西部电力输送到东部,美国得克萨斯州的情况跟中国很相似。

  两者的相似之处不仅仅体现在地理上:中国和得克萨斯州都建设了高度独立的电网(与美国其他地区不同,得克萨斯州并不向邻近的其他州电网购买或出售电力),两者都敢于实践创新的市场解决方案,并追求更加稳定、低廉和清洁的电能。

  解除管控

  20世纪90年代得州就开始大胆改革,解除对电力部门的管控。过去,这里的消费者无法自由选择电力供应商,电费高低与燃料成本密切相关。但到了2002年,情况突然发生了改变,对电力部门实施去管控化的新立法出现了:

  ˙分解电力服务的各个方面,将过去一体式电力公司分为发电企业、输电企业和电力零售企业;

  ˙为发电企业创造了一个电力批发市场,用简单的容量计价方式补偿基于动态供需关系销售的能源;

  ˙保留了对输电网络的管理,保持稳定的电力输送并协调大规模基础设施建设需求;

  ˙允许零售电力企业通过价格和服务竞争,促进新企业进入市场并鼓励消费者选择最适合自己的服务供应商。

  解除对市场的管控并不是简单地放任自由。得州制定了积极的发展目标,包括提高可再生能源利用比例、控制能源价格、通过州内独立系统运营单位得克萨斯电力可靠性委员会(ERCOT)为2400万人民提供稳定的电力服务等。

  为了鼓励发展更多可再生能源,得州在1999年签署了可再生能源配额制度法案。该法案要求电力公司逐步购买更高比例的可再生能源电力。伴随而来的是风力发电企业为了满足法案的蜂拥而至和输电设施发展的滞后。由于德州西部电力无法被送往东部,2002年风力限电比例高达32%。在得州的某些区域,风力发电装机几乎是输电设施输电能力的两倍。

  因此,得州需要研究如何建造新的输电线路。过去,只有在原有输电线路被新增装机满负荷使用时,才会建设新的输电线路。而风电发电企业并不情愿自己出资修建这些线路,并且随着风电装机增加,(由于限电问题)被浪费的能源量也在增加。

  相对于研究某一特定项目是否应批准建设新的输电线路,得州则着眼于电网整体稳定性。通过研究新的输电线路是否能够对电网整体带来积极的影响,个体风力发电企业不再需要证明一条线路是否能够被充分利用或自行出资建设。这一改变促成整个得州投资了70亿美元建造新的输电系统,新增线路总长接近5800公里。这部分投资通过向州内电力消费者征收监管部门核准的输电费来收回。随着更多高压输电线路的投入使用,风电限电情况从2009年的17%降低至2014年的0.5%,与此同时风电装机却几乎翻了一番,从9GW增长到了16GW。

  太阳能、风能大发展

  在20世纪中期,当美国天然气价格上涨,州内人口不断增加,为了满足工业部门急需的大量电能,得州兴建了一批燃煤电厂。与煤炭相比更清洁的天然气价格在2008年后开始骤降:从2008年6月的12.69美元/百万Btu降至一年后仅3.8美元/百万Btu。现货价格也一直保持较低水平:2008年7月仅为2.82美元/百万Btu。这使得同样作为化石燃料的天然气在较短一段时间内成为满足新用电需求的首选发电方式。

  但硬成本不断下降的太阳能和风力发电方式正在开始挑战燃煤和燃气发电的经济优势。由于得州启用的是经济调度制度,即可变成本最低的发电厂优先运行,可再生能源电力不出意外地战胜了化石燃料电力获得了优先调度。与煤炭和天然气不同,风能几乎是免费的。中东的紧张局势,华盛顿的政治波动或油气网络管道某处发生的爆炸等事件并不会影响风车转动的成本。相反,随着科技不断进步,设备越来越便宜,硬成本还在不断下降。而随着创新的商业模式的出现,软成本(如安装成本和融资成本等)也在降低。

  从1995年到2013年,得州关闭了超过2GW装机容量的燃煤电厂。同样,具有类似装机容量的燃气电厂也被封存。自2002年起,还有1.26GW装机燃气电厂退役。而曾经保证过会带来高额回报的新建燃煤电厂计划也在糟糕的经济性和政治压力影响下销声匿迹了。

  随着燃煤和燃气电厂运行时间减少或被关闭,得州的可再生能源市场开始爆发。从2000年到2015年,风电装机容量增长了90倍,达17.7GW。与美国其他地区相比,该数据十分突出。在2000年,得州的风电装机仅占全美风电总装机的7%,是加利福尼亚州(美国清洁能源发展最积极的地区之一)风电装机的十分之一。但2015年,得州的风电装机贡献达到了全美总量的23%,比加州风电装机高出2.8倍。此外,还有5GW装机的风电项目正在建设当中。

  市场去管控化和增加基础设施的政策将得州西部充足电能输送到了东部人口密集地区,并使得州自2006年起至今一直享有“美国最大风力发电地区”的美誉。此外,得州的太阳能发电装机排名全美第十位。而得益于为风电而建设的高压输电线路网络优势,将会有更多大规模电力公司太阳能发电场在得州西部拔地而起。

  随着化石燃料向清洁、可再生能源转型,实时批发电力市场也得到了飞速发展。相对于需要为每度发电量花费燃料成本的燃煤和燃气等高边际成本发电方式,实时批发电力市场更欢迎风电和太阳能电力等低边际成本发电方式。得州通过市场设计克服的另一大障碍是如何解决可再生能源的可变性。通过将电力市场常见的15分钟增量窗口缩短至5分钟,可再生能源发电者能够通过实时天气观测技术更准确地预测可再生能源发电变化,从而更好地参与市场竞争。这种模式不但保证了持续的系统可靠性,还有利于复杂的竞争方式及可再生能源吸纳管理方式的开发。

  虽然得州电网相对独立,但联邦政策仍然会影响这个市场。在去管控化之后,得州批发电力市场上出现了一系列的价格变化。美国联邦可再生能源电力生产税减免(PTC)政策对每兆瓦时风电提供了最高15美元的税收减免福利,这是全美风电市场的一个利好。但在得州,在低需求但强风时期(即供大于求),有时现货电价可能成为负值。

  这种现象完全颠覆了电力市场:与传统的生产电力获得回报不同,发电企业甚至宁愿向系统运营者支付费用来使其所发电力能够上网。从经济学和市场规则设计方面来看,这是可以理解的。但当这个现象发生时,对于市场参与者而言,却是令人震惊的。这种现象虽然有利于风力发电企业,但它却进一步压缩了其他形式发电企业的利润空间,因为它们在现货电价为负值时,无法获得联邦基金的担保。

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

OFweek品牌展厅

365天全天候线上展厅

我要展示 >
  • 光伏系统
  • 逆变器
  • 薄膜
  • 猎头职位
更多
文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号