大規模輸電投資有利于清潔能源發展

2017-11-14 14:38:09 能源評論　點擊量：評論 (0)

大規模輸電投資有利于清潔能源發展張家口和北京將聯合舉辦2022年冬奧會，可再生能源是這兩個城市的重點規劃之一。去年，保爾森基金會發布了《風光無限》報告，指出這兩個城市可以向美國德克薩斯州和德國學習，盡

大規模輸電投資有利于清潔能源發展

張家口和北京將聯合舉辦2022年冬奧會，可再生能源是這兩個城市的重點規劃之一。去年，保爾森基金會發布了《風光無限》報告，指出這兩個城市可以向美國德克薩斯州和德國學習，盡管可再生能源與人口密集區相距較遠，仍可以實現可再生能源的大規模消納。德克薩斯州和德國的專家們把可再生能源的成功消納歸功于三個重要因素：首先是市場規劃，尤其是建立活躍的電力現貨市場;二是調整平衡電力地區，將可再生能源調度到以前相互隔離的地區;三是增加可再生能源電力輸電線路投資。

基于上述結論和其他考量因素，報告建議在京津冀地區開展可再生能源消納試點，把更多的風電和太陽能電力從張家口輸往北京和河北省南部地區。此后，中國國家能源局發文，要求在京津冀地區開展電力市場建設試點，重點是直接電力交易和現貨市場。

《風光無限》報告發布之后，美國和歐洲的可再生能源消納領域也有新的進展，進一步證實了報告得出的結論。總體上，美國的可再生能源電力持續快速增長。德克薩斯州的能源改革得到近鄰地區的認可并予以推廣。風能普及率高的地區正在推進大型輸電項目，開拓新市場。

德州和其他地區的清潔能源持續發展

德州的風能和太陽能發電能力持續增長：該州目前有18吉瓦的風電裝機容量，提供了全州電力消費量的15%。2017年3月23日，風電一度滿足了該州50%以上的電力負荷，創下新紀錄。太陽能裝機容量雖然只有500兆瓦，但超過1吉瓦的新增太陽能正列隊投產。重要的是，德州正在逐步淘汰煤電產能，以太陽能、風能和天然氣發電代之。此外，德州還在不斷建設新的輸電線路。

新增輸電線路和可再生能源為德州帶來了巨大的利益。需要可靠低碳能源的全球技術產業積極簽署風電采購協議。德州的電價本來就在全美最低之列，在推出零售競爭、現貨市場和可再生能源專用輸電線路之后，電價還在進一步下降。而且，盡管不再有所謂的“基礎荷載電力”，德州的電網依然非常可靠，棄風率極低。

推廣德州模式

美國政壇兩黨都將德州視為可再生能源的成功典范。德州前州長里克˙佩里主持了德州的輸電網絡擴展項目，現升任美國能源部長。

其他州開始將德州當作潛在的低碳能源供應地。雖然德州的電網長期以來一直相對孤立于美國其他州，但目前正在考慮加強與相鄰地區的連接。擬議項目之一是新建一個直流電網，稱為Southern Cross，與美國東部電網相連，建成后可以將德州的廉價風電輸送到美國東南部地區。該項目需要建設一條644公里長、500千伏的直流電線路，能將2吉瓦風電從德州輸送到亞拉巴馬州和密西西比州。項目開發商預計，通過提高德州境內的風電和輸電線路利用率，該項目將促使德州風電投資增加，風電裝機容量可增加3吉瓦。與消費者付費的德州州內電網系統不同，Southern Cross將由使用輸電線輸出電力的風電廠付費。根據2017年的最新估計，這條輸電線路將在2021年之前建成并投入使用。

德州的經驗表明，大規模輸電投資有利于清潔能源發展，于是美國其他地區也紛紛效仿。目前，約有十幾個大型輸電項目正在申請州政府和聯邦政府的批準，其中許多項目專門為風電和太陽能而設。值得一提的是兩個項目：“西部快速輸電線項目”和“大平原東部清潔輸電線項目”。

西部快速輸電線項目的核心是，讓低成本風電翻越位于懷俄明州的北美大陸分水嶺，進入人口密集的南加州地區。該項目是一個600千伏的直流電輸電項目，輸電線跨越多個州，總長超過1000公里，輸電能力為3000兆瓦。項目建設成本超過30億美元，開發商希望在2020年完工。西部快速輸電線項目已經論證多年，但在最近幾個月相繼獲得美國兩大重要政府機構(土地管理局和西部地區電力管理局)的批準。

正在申請各類批準的第二個大型輸電線項目是大平原東部清潔輸電線項目。該項目是一條耗資20億美元、長度超過1000公里的直流電輸電線路，從俄克拉荷馬州到田納西州的田納西州流域管理局區域，計劃將5000～7000兆瓦的廉價風電和其他可再生能源電力輸送到美國東南部。還有幾個類似項目也在醞釀之中，許多私營企業都在積極參與，這說明低成本風電輸電項目可以創造其他項目無法比擬的經濟價值。

不過，新建輸電線路只是大格局中的一部分。德州的案例顯示了市場改革的重要性，尤其是現貨市場的建立和平衡地區的調整。在美國大平原和西部地區，這類改革在過去、現在和將來都很關鍵。例如，大平原各州同屬Southeast Power Pool(SPP)，這是一個制定市場規則并運營電網的地區性輸電組織。該組織在2013年建立了Integrated Marketplace，這是包括現貨市場和日前電力市場在內的綜合市場，取代了之前由16個獨立運行的、以雙邊合同為主的市場組成的復雜網絡，將能源和輔助服務交易并入一個覆蓋SPP全區的單一機構的管理之下。一項獨立研究顯示，SPP綜合市場在運行的頭兩年就為用戶節省了2.4億美元，帶來了34億美元的輸電項目投資。2015年，SPP吸收了內布拉斯加州、南達科他州、北達科他州、蒙大拿州部分地區、懷俄明州、明尼蘇達州和艾奧瓦州的公用電網，進一步推動該地區提高風電消納能力。

加州設定2030年可再生能源占比目標為50%，并且加州與美國西部地區整合是一個必然趨勢，所以西部快速輸電線項目才有存在的價值。2014年，在加州和內華達州經營的電力公司PacifiCorp推出了“電力調配市場”(EIM)，為這兩個州的用戶節省了大量開支，受到廣泛贊譽。西部快速輸電線進入PacifiCorp經營區域后終止，將電力輸入EIM市場。

2015年，加州的一項立法提案鼓勵獨立電網運營商互連，形成一個真正的跨州電網。圍繞這項提案的多項獨立研究表明，這將降低可再生能源采購費用，減少儲備要求，優化發電資產利用率，從而每年為加州用戶節省15億美元。可再生能源方面的優勢特別突出：當加州的太陽能資源變弱時，懷俄明州和西北部地區的風能可以大量發電。加州與亞利桑那州的太陽能可以相互平衡，彌補兩地的早晚用電高峰缺口——亞利桑那州的太陽能可以彌補加州早間用電高峰的缺口，而加州的太陽能可以滿足亞利桑那州傍晚的用電高峰需求。雖然這些旨在提高可再生能源消納的項目現在暫緩推進，但電力消納最終會進一步改善。

中國的城市如何借鑒美國的可再生能源消納經驗?人們常說城市可以在應對氣候變化方面發揮表率作用，但在可再生能源消納方面，美國重視的是地區層面的市場改革與電力傳輸。美國的經驗表明，市場規劃才是可再生能源消納的最大障礙，并不是技術。雖然城市有一些獨立推進可再生能源消納的途徑，例如分布式太陽能，但長遠來看，即使是分布式能源也要依賴于可再生能源交易和調配地區的拓寬。加州與德州的經驗說明，這些改革不但可以節省資金、改善環境，還可以增強企業和消費者的信心，推動可再生能源發展更上一層樓。

(作者系保爾森基金會中國研究部研究員)