揭穿关于清洁能源转型的四个神话，第1部分：“鸭曲线”

这是由4部分组成的系列文章的第1部分-在接下来的几天中，我们还将发布以下内容：误区2：荒谬＃3：必须减少或储存过多的可再生能源。清洁能源通过提高利率来增加消费者成本，而误解四：天然气是减少排放的主要原因。

作者：Robbie Orvis，Michael O’Boyle和Energy Innovation的Hallie Kennan

美国的电力系统正处于一个明显的拐点：随着退休人数的增加，燃煤电厂一直处于历史低位，天然气价格处于历史低位，而发电量却在增加，电力销售趋于平缓，极端天气事件迫使基础设施更具弹性，以及可再生能源价格暴跌，使低碳或零碳能源的成本与传统燃料相比具有竞争力。

现在可以快速减少电力部门的温室气体排放，而不会从根本上破坏电网的运营，成本或可靠性。但是，由于我们依赖于可变可再生发电的更高份额，电网将需要更实质性的转型。一些批评家认为，技术，财务和制度上的壁垒将阻止电力部门的重大脱碳，或者至少会提高成本。但是，事实和经验很容易揭露四个常见的清洁能源神话，事实表明，在不牺牲负担得起的，可靠的服务的情况下，实现低碳能源的未来是可能的。

误解1：“鸭子曲线”为可再生能源整合设定了上限

现实：可以动态管理电力负载，以降低斜坡需求

与基于燃料的发电不同，可再生能源（如风能和太阳能）无论何时需要，都不能依靠储存的燃料来发电。白天，太阳能特别集中，而风的变化更大。但是，两种资源都随天气而变化。这为习惯于专门分配电力以满足需求的电网管理人员提供了一种新的思维方式。

幸运的是，无数解决方案可以补偿由于可再生能源份额增加而造成的可变性。对“鸭子曲线”的担心被夸大了，白天，当白天大量的太阳能和风能在下午晚些时候造成斜坡问题时（需求上升，但太阳下降）。例如，没有必要保留很少使用，昂贵的备用化石燃料为基础的系统，该系统的大小可100％备份至太阳能和风能。当太阳落山而风较少时，需求方的灵活性，明智的费率设计，存储集成和增强的区域协调性有望成为低成本，低碳的替代方案，以“让鸭子飞起来”。

一种选择是需求响应（DR），可以消除对峰值资源的需求，该资源只需要每年打开几次，并且这样做的成本要比天然气峰值器或化学品存储低得多。DR是指用于平衡和减少电力负荷的一组需求方选项，包括客户对随时间变化的价格的响应和“紧急”需求响应，在这些响应中，直接为客户付款以实时减少能耗。

即使只有很少的时间使用灾难恢复也可以产生巨大的好处。例如，下图显示了到2050年在加利福尼亚州增加5吉瓦（GW）的DR容量如何有效地取代每年仅用几个小时的化石燃料发电厂（红线）。此外，如果我们假设具有技术功能的设备（例如智能恒温器或停放的电动汽车）可以允许到2050年每年调用40或50次汇总的DR，则可以消除另外5 GW的容量需求（灰线）。DR避免了10 GW的昂贵，最少运行的峰值容量。

虽然10吉瓦的灾难恢复听起来可能很多，但一些市场已经在以相似的规模采购灾难恢复。例如，服务于美国中大西洋地区的批发市场PJM互连已经拥有2017/2018年的12.3 GW承诺DR。这几乎是其峰值负载的8％。

DR还具有极高的成本效益：自从DR引入PJM以来，容量市场价格已大幅下降，PJM估计DR参与每年可节省2.75亿美元。PJM严重依赖DR来管理2013-2014年极地涡流期间的燃料短缺和需求激增，这也大大提高了系统的可靠性。到2020年，灾难恢复行业的价值预计将达到近600亿美元，这也就不足为奇了。

当然，灾难恢复只是电网运营商和规划者可用于管理可再生能源可变性的众多选择之一。电池技术也具有重大前景。自2010年以来，锂离子电池成本已经下降了65％，到2050年，这些新的负载调节资源将提供更大的潜力来取代碳基发电，尤其是肮脏的峰值发电站。

一起拉

准确估算电力部门脱碳的成本无疑是一项艰巨的工作，因为成本快速下降，技术众多，市场运营以及其他细微差别。偏爱过时的系统的机构惯性进一步使这一情况蒙上了阴影。

不过，越来越明显的是，当今可用的技术和选择可以成功地使电力部门脱碳。为了经济高效地实现许多州和国家/地区已经制定的目标，决策者必须拥有最佳的可用信息，并用其指导决策。

此外，当今的经济对可再生资源的投资极为有利，这使决策者们意识到要避免灾难性气候影响是必要的。天然气价格低廉和能源效率技术的普及意味着公用事业费用将保持在较低水平，从而为早期对可再生资源的投资提供了缓冲。资金成本处于历史最低水平，鼓励可再生能源开发商进行投资。最后，联邦政府针对太阳能和风能的税收优惠政策达到了顶峰。

避免有关电力行业脱碳的这四个常识，可以帮助分析师和政策制定者寻求实现可负担，可靠，清洁能源未来所需的解决方案。