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德克薩斯是如何從油氣州變成"風光"州的

2016-09-27 來源:搜狐財經 瀏覽數:710

在中國遼闊的土地上,西部地區擁有豐富的風、光資源,地下蘊藏著大量化石燃料,但卻土壤貧瘠、人煙稀少。而在東部沿海地區,光照和風力資源較少,但城市人口與工業發展飛速,電力需求也不斷增長。

  在中國遼闊的土地上,西部地區擁有豐富的風、光資源,地下蘊藏著大量化石燃料,但卻土壤貧瘠、人煙稀少。而在東部沿海地區,光照和風力資源較少,但城市人口與工業發展飛速,電力需求也不斷增長。因此,政府必須采取措施將西部電力輸送到東部,美國得克薩斯州的情況跟中國很相似。
  
  兩者的相似之處不僅僅體現在地理上:中國和得克薩斯州都建設了高度獨立的電網(與美國其他地區不同,得克薩斯州并不向鄰近的其他州電網購買或出售電力),兩者都敢于實踐創新的市場解決方案,并追求更加穩定、低廉和清潔的電能。
  
  解除管控
  
  20世紀90年代德州就開始大膽改革,解除對電力部門的管控。過去,這里的消費者無法自由選擇電力供應商,電費高低與燃料成本密切相關。但到了2002年,情況突然發生了改變,對電力部門實施去管控化的新立法出現了:
  
  分解電力服務的各個方面,將過去一體式電力公司分為發電企業、輸電企業和電力零售企業;
  
  為發電企業創造了一個電力批發市場,用簡單的容量計價方式補償基于動態供需關系銷售的能源;
  
  保留了對輸電網絡的管理,保持穩定的電力輸送并協調大規模基礎設施建設需求;
  
  允許零售電力企業通過價格和服務競爭,促進新企業進入市場并鼓勵消費者選擇最適合自己的服務供應商。
  
  解除對市場的管控并不是簡單地放任自由。德州制定了積極的發展目標,包括提高可再生能源利用比例、控制能源價格、通過州內獨立系統運營單位得克薩斯電力可靠性委員會(ERCOT)為2400萬人民提供穩定的電力服務等。
  
  為了鼓勵發展更多可再生能源,德州在1999年簽署了可再生能源配額制度法案。該法案要求電力公司逐步購買更高比例的可再生能源電力。伴隨而來的是風力發電企業為了滿足法案的蜂擁而至和輸電設施發展的滯后。由于德州西部電力無法被送往東部,2002年風力限電比例高達32%。在德州的某些區域,風力發電裝機幾乎是輸電設施輸電能力的兩倍。
  
  因此,德州需要研究如何建造新的輸電線路。過去,只有在原有輸電線路被新增裝機滿負荷使用時,才會建設新的輸電線路。而風電發電企業并不情愿自己出資修建這些線路,并且隨著風電裝機增加,(由于限電問題)被浪費的能源量也在增加。
  
  相對于研究某一特定項目是否應批準建設新的輸電線路,德州則著眼于電網整體穩定性。通過研究新的輸電線路是否能夠對電網整體帶來積極的影響,個體風力發電企業不再需要證明一條線路是否能夠被充分利用或自行出資建設。
  
  這一改變促成整個德州投資了70億美元建造新的輸電系統,新增線路總長接近5800公里。這部分投資通過向州內電力消費者征收監管部門核準的輸電費來收回。隨著更多高壓輸電線路的投入使用,風電限電情況從2009年的17%降低至2014年的0.5%,與此同時風電裝機卻幾乎翻了一番,從9GW增長到了16GW。
  
  風能大發展
  
  在20世紀中期,當美國天然氣價格上漲,州內人口不斷增加,為了滿足工業部門急需的大量電能,德州興建了一批燃煤電廠。與煤炭相比更清潔的天然氣價格在2008年后開始驟降:從2008年6月的12.69美元/百萬Btu降至一年后僅3.8美元/百萬Btu。現貨價格也一直保持較低水平:2008年7月僅為2.82美元/百萬Btu。這使得同樣作為化石燃料的天然氣在較短一段時間內成為滿足新用電需求的首選發電方式。
  
  但硬成本不斷下降的太陽能和風力發電方式正在開始挑戰燃煤和燃氣發電的經濟優勢。由于德州啟用的是經濟調度制度,即可變成本最低的發電廠優先運行,可再生能源電力不出意外地戰勝了化石燃料電力獲得了優先調度。
  
  與煤炭和天然氣不同,風能幾乎是免費的。中東的緊張局勢,華盛頓的政治波動或油氣網絡管道某處發生的爆炸等事件并不會影響風車轉動的成本。相反,隨著科技不斷進步,設備越來越便宜,硬成本還在不斷下降。而隨著創新的商業模式的出現,軟成本(如安裝成本和融資成本等)也在降低。
  
  從1995年到2013年,德州關閉了超過2GW裝機容量的燃煤電廠。同樣,具有類似裝機容量的燃氣電廠也被封存。自2002年起,還有1.26GW裝機燃氣電廠退役。而曾經保證過會帶來高額回報的新建燃煤電廠計劃也在糟糕的經濟性和政治壓力影響下銷聲匿跡了。
  
  隨著燃煤和燃氣電廠運行時間減少或被關閉,德州的可再生能源市場開始爆發。從2000年到2015年,風電裝機容量增長了90倍,達17.7GW。與美國其他地區相比,該數據十分突出。在2000年,德州的風電裝機僅占全美風電總裝機的7%,是加利福尼亞州(美國清潔能源發展最積極的地區之一)風電裝機的十分之一。但2015年,德州的風電裝機貢獻達到了全美總量的23%,比加州風電裝機高出2.8倍。此外,還有5GW裝機的風電項目正在建設當中。
  
  市場去管控化和增加基礎設施的政策將德州西部充足電能輸送到了東部人口密集地區,并使德州自2006年起至今一直享有“美國最大風力發電地區”的美譽。此外,德州的太陽能發電裝機排名全美第十位。而得益于為風電而建設的高壓輸電線路網絡優勢,將會有更多大規模電力公司太陽能發電場在德州西部拔地而起。
  
  隨著化石燃料向清潔、可再生能源轉型,實時批發電力市場也得到了飛速發展。相對于需要為每度發電量花費燃料成本的燃煤和燃氣等高邊際成本發電方式,實時批發電力市場更歡迎風電和太陽能電力等低邊際成本發電方式。
  
  德州通過市場設計克服的另一大障礙是如何解決可再生能源的可變性。通過將電力市場常見的15分鐘增量窗口縮短至5分鐘,可再生能源發電者能夠通過實時天氣觀測技術更準確地預測可再生能源發電變化,從而更好地參與市場競爭。這種模式不但保證了持續的系統可靠性,還有利于復雜的競爭方式及可再生能源吸納管理方式的開發。
  
  雖然德州電網相對獨立,但聯邦政策仍然會影響這個市場。在去管控化之后,德州批發電力市場上出現了一系列的價格變化。美國聯邦可再生能源電力生產稅減免(PTC)政策對每兆瓦時風電提供了最高15美元的稅收減免福利,這是全美風電市場的一個利好。但在德州,在低需求但強風時期(即供大于求),有時現貨電價可能成為負值。
閱讀上文 >> 發展海上風電 還需邁過幾道坎?
閱讀下文 >> 風電能源不為人知的環境危害隱患

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