《2020年美国清洁、分散、灵活的电力市场》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2019-12-26
  • 在过去的12个月里,美国在气候和清洁能源领域取得了几项重大进展,朝着可再生和分散的电力系统又迈进了一大步,到2020年,很可能会有更多积极的进展。

    以下是我们对2020年美国能源系统的预测:

    科学与政策

    我们期待从气候科学以及对气候变化影响的亲身体验和观察中,更清晰地了解气候科学的传播和影响。可能会有更多的气候紧急状态声明,100%的可再生能源政策出台,更多的“净零目标”设定,以及为了反映紧迫性而提前设定的时间表。

    监管

    我们可能会看到监管机构通过市场和制度措施,以及对清洁能源行业的全面开放和倾斜,来应对科学和政策。

    客户参与、自主生产和灵活性的价值很可能成为持续的趋势,所有人都需要为电网付费,从而平衡了这一趋势。监管机构将开始工作,走在气候议程的前面,反映技术进步、机会和系统的变化,同时鼓励公用事业商业模式的变化和采用有竞争力的、无电线的解决方案来解决网络容量问题。

    客户

    随着更广泛的公民对气候的认识和积极性的提高,我们期望能源和网络公司能提出更多创新的客户价值主张,并能更好地接受客户的意见。

    这将包括增长企业电力购买协议(ppa)满足私人和市政能源目标,能源作为服务(eaa)解决方案在追求他们的目标,那些需要资金支持动态智能/灵活注重客户的关税,和多个能量向量解决方案包括灵活的电动汽车充电和热解决方案对于那些希望其能源需求的整体方法。

    技术

    重要的是,能源转型所需的许多技术要么已经到位,要么即将到位。

    但是,这些技术中有许多需要跨越到商业解决方案,以支持大规模实施,例如,端到端供应链、产品化和价值工程,而其他技术则需要有效的系统集成来管理电力系统和市场的复杂性。

    系统和业务模型

    要使能源系统在成本和性能方面至少达到今天的水平,需要对许多新的清洁能源技术、客户、电网和市场进行更多的协调和协同优化。

    到2020年,我们预计将在系统级别部署更多的互联能源解决方案,包括可再生能源发电,电动车辆运输,海上运输,太空,水和过程热以及客户的其他灵活性。

    我们将在2020年看到风/储能,光伏/储能和光伏/电动汽车等技术的混合,以及将这些技术以不同规模集成到电网和市场的更多解决方案。业务模型创新应该从服务提供商和供应链中继续进行,例如,作为一项服务,以数据为中心,灵活的许可和租赁,以及来自客户的创新。

    金融与投资

    新年应该看到更多的投资资金继续流向清洁能源资产和其他清洁技术,并表现为可再生能源以及相关的运营,市场和系统集成解决方案的不断上升。关于化石燃料和化石燃料发电的经济学事实将继续使投资资金转移到清洁能源上。

    新玩家和进入者

    我们希望在电力供应链中的新的,新兴的和成长中的参与者以及直接市场参与者(包括电动汽车提供,电动汽车充电,储能,电表聚合,灵活服务提供商,混合能源解决方案以及供暖和制冷)中更加突出(服务)解决方案。这将开始对清洁,分散能源系统的性质以及更广泛的系统产生深远的影响。

    未来十年...

    现在,我们可以看到十年的创新,政策,法规和投资对清洁能源转型的许多影响。同时,这些变化只是能源完全脱碳的起点,同时伴随着更智能,更灵活,更分散,以客户为中心的能源系统的创建。未来十年,清洁能源的结构和经验将发生巨大变化,将从少数几个市场向世界各个角落进行重大转变。

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  • 《2020年全球新兴微电网市场发展现状》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-09-01
    • 微电网是一组相互连接的分布式能源(DERs)加用电负荷,或在明确定义边界内的单一能源资源加用电负荷。微电网能够在主电网无法到达的偏远地区独立运行,也可以与主电网并网运行。 彭博新能源财经(BloombergNEF)和国际组织SEforALL近期联合发布《2020年全球微电网市场报告》(以下简称《报告》),聚焦新兴市场微电网。为此,本刊记者专访BloombergNEF相关研究人员,围绕报告就相关问题进行探讨。本文也涉及到一些发达国家的微电网建设情况,这些国家的项目规模和目的往往与新兴市场不同。 记者:近年来,全球各地微电网是如何发展的?增长最快的市场在哪里? BloombergNEF:得益于光伏电池和锂离子电池成本的大幅降低,以及能源管理和控制技术的进步,过去十年里,世界各地安装的太阳能混合动力微电网不断增加,增长速度因地域而异。 微电网能够帮助地区解决电力供应和电力弹性等问题,在撒哈拉以南非洲、南亚、美国和澳大利亚,有更多的项目已经建成。据统计,截至2020年3月,撒哈拉以南非洲、亚洲和岛国(其中一些在拉丁美洲)共有7181个微电网项目在建/运。目前在运的微电网项目共计5544个,其中63%是光伏微电网或光伏混合微电网,21%接入水电,11%接入柴油/重油发电机。目前,现有微电网仅能满足农村小部分的电气化总需求。在欧洲等地区,我们还看不到微电网对电网系统有太多的渗透。 在全球范围内,美国和澳大利亚可能是微电网增长最快的市场。在美国,提高电力系统应对自然灾害的恢复能力是发展微电网的主要兴趣所在。在澳大利亚,我们看到一些新项目已经开始在偏僻孤立地区发展起来,如离网采矿场,用以节约能源成本,减少温室气体排放。 在新兴市场,预计尼日利亚将有更多的项目上线。目前尼日利亚有两个太阳能混合微电网融资项目,这两个项目的预算为2.2亿美元,由世界银行和非洲开发银行提供融资。 记者:请问,商业和工业客户对微电网项目的要求有何不同? BloombergNEF:总的来说,工业用户对高功率输出的需求往往比商业用户大,因此微电网系统的设计需要满足这种需求。一个微电网系统需要根据客户、负荷和位置进行定制。在新兴市场,农村地区的微电网往往既连接小型商业用户,又连接工业用户。 记者:请您简述一下微电网如何改变社区的发电和用电方式、提供灵活性? BloombergNEF:如果在安装微型电网之前,社区无法获得电力,那么微电网提供的电能不仅能够通过提供照明等基本服务改善农村家庭生活质量,而且能够使当地企业创收。使用微电网的影响是多种多样的,并根据项目的不同而有所不同。如果社区已经接入主电网,那么微电网通常会连接到主电网。一旦安装了微电网,电力将主要由微电网供电,但在一些情况下仍使用主电网电力。当主电网发生故障时,社区能够使用微电网的可靠电力。 对于一个并网的微电网来说,是否能将高水平分布式发电纳入到当地能源系统至关重要。微电网在为电力系统提供额外的灵活性和可再生能源集成方面发挥作用。从这一角度来看,微电网更适用于分布式可再生能源已经普及的发达国家。 记者:请问目前微电网技术模式有哪些? BloombergNEF:微电网的技术配置有许多种。技术模型会因发电、电池存储、负载和控制系统的不同而不同。很多发电技术都可以参与到微电网中。例如,在过去十年里已经出现了光伏混合动力微电网,而电池技术在微电网中的应用因项目而异。有些微电网项目将电动汽车充电器作为系统的一部分。 全球微电网市场中增长最快的部分是光伏混合微电网。现有微电网中有32%以柴油/重油(HFO)发电或水电作为电源,但是光伏是当今微电网最常用的发电技术。典型的现代微电网由光伏电源和储能系统组成。开发商倾向于采用铅酸电池,因为采用铅酸电池的前期投入成本较低。随着技术成本大幅下降,开发商也开始采用锂离子电池。经估算,2019年配置储能系统的微电网中有66%采用铅酸电池,32%采用锂离子电池,预计未来两者的市场份额会发生变化。此外,光伏混合微电网组合使用光伏和其他分布式能源,在度电成本和增长速度方面与主电网扩展形成竞争互补关系。 记者:随着可再生能源发电技术及数字化的发展,微电网有哪些变化和趋势? BloombergNEF:结合光伏、电池储能和化石燃料发电的太阳能混合微电网已成为主流。甚至在太阳能和储能技术出现之前就已经有了微电网,但这些系统通常只有一种单一的发电技术,如柴油或水力发电。 根据地理位置的不同,一些风力发电厂会接入微电网。从最优配置的角度来看,控制系统的先进性有助于多个分布式资源的集成,并将其作为一个单一的实体进行管理。远程连接、控制和数据分析为控制系统提供更多可行选择。有了新技术的支持,更加分散的小型分布式供电成为可能。远程监控技术已成为微电网的常用技术,对于安装在农村地区的孤立的微电网,工程师可以监控微电网的运行情况,并进行故障排除。 记者:微电网发展面临的挑战和机遇是什么? BloombergNEF:我们的《报告》聚焦的主要是新兴市场高水平微电网面临的关键性挑战。关键性挑战分别是保障微电网资产现金流的法规、客户需求波动性和项目规模。利益相关者需要应对这些挑战,以促进市场增长。 1.各地普遍缺乏微电网支持政策和法规,特别是保障微电网资产现金流的法规。 在需要对农村电气化进行持续投资的国家中,很少有国家政府机构做出明确规定来保障微电网所有者。而私人投资者往往倾向于支持政策最为有利的市场。 2.农村用户的用电需求通常比较有限,有时甚至无法支付电费。 农村微电网运营商面向的客户往往收入很少、支付能力有限,且需求不可预测天气条件、季节性和作物产量都会对客户支付能力产生直接影响。对于微电网运营商来说,这种不稳定的收入流对财务支持者的风险回报构成巨大风险。无法增加的农村用电需求、有限的用户支付能力也就意味着微电网项目距离实现盈亏平衡需要更长时间,用户的不可靠性是微电网在没有补贴的情况下实现经济可行性的最大障碍之一,这会阻碍私人投资者动用资金支持此类项目。《报告》跟踪了约21亿美元的微电网投资项目,其中能够按期支付的资金仅为13%左右,存在重大风险。 3.项目规模受限。 大多数微电网开发商都是小型企业或初创企业。近年来,随着光伏混合微电网市场的发展,大型和国际公司也开始参与微电网开发。部分企业的参与方式是收购电池储能系统、不间断电源(UPS)和软件控制技术企业;EDF、Enel、ENGIE、Iberdrola、壳牌和东京电力公司等电力企业和石油企业则与开发商合作,或对其进行投资。三井集团和住友集团等日本贸易公司也投资了微电网开发商。 大多数农村微电网的功率范围仅为10~100千瓦。私人投资倾向于更大的交易规模。因此,许多公司不愿投入必要的时间和精力为100万美元或更小金额的项目提供融资。 原文首发于《电力决策与舆情参考》2020年8月7日第31期
  • 《市场设计问题是去年2月美国德州电力危机的主因》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2022-02-17
    • 《POWER》杂志执行编辑亚伦拉森(Aaron Larson),月初采访了美国联邦能源管理委员会(FERC)前专员、麦吉伍兹律师事务所现任合伙人、麦吉伍兹咨询公司的高级顾问伯纳德·麦克纳米(Bernard McNamee),讨论了去年2月美国德州电力危机的主要原因...[1] 2021年2月,称之为‘乌里’(Uri)冬季风暴的严寒的天气事件,引起无数停电,电压下降。德州电力可靠性协会(ERCOT)分散在德克萨斯州和美国中南部的发电机组不能启动,而ERCOT负责管理的电力供应约90%的负载在德州,为了防止电网崩溃,曾下令总计20000 MW的负荷轮流停电[2]。据联邦能源管理委员会(FERC)说,这是“美国历史上最大的手动控制减载事件”。德克萨斯州超过450万人断电,有的断电长达4天之久。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)下属的国家环境信息中心(NCEI)报告称[3],该事件导致全国226人死亡,估计损失240亿美元。 围绕发生的停电事件,很多人互相指责。已经对这些原因进行了某些研究,其中包括FERC、北美电力可靠性公司(NERC)和NERC的区域实体牵头的研究。FERC/NERC报告的关键发现是,迫切需要“更严格的强制性电力可靠性标准,特别是关于发电机冷天气关键部件和系统。”研究发现,冻结问题(44.2 %)和燃料问题(31.4 %)的综合作用,导致75.6 %的发电机组计划外停机、降压和启动失败。 但FERC前专员、麦吉伍兹律师事务所现任合伙人、麦吉伍兹咨询公司的高级顾问伯纳德·麦克纳米(Bernard McNamee)认为,这项研究忽略了造成问题的真正原因。作为《POWER》杂志的播客嘉宾,McNamee说,“我认为现实是,在德克萨斯州有个市场设计问题。那就是,当有更多补贴资源降低电力的整体成本时,没有提供足够的财政激励其他可调度资源,强化他们的系统做过冬准备,供风不吹或太阳不灿烂时可用。” McNamee并没有指责发电商准备不足。他认为,他们只是根据成本效益分析做出决定。McNamee问,“如果你是一家天然气公司或发电商,你认为夏天5到10天可以赚到大部分钱,并不指望在冬天经营并赚钱,那么,为什么要把钱花在应对天气上?花那些钱,无法收回的资本。” McNamee说,“我认为市场设计没有经充分讨论,是发生事情的主要原因之一。” “我认为发生在德克萨斯州冬季风暴的、2020年8月发生在加州的、对于这个国家的其他人真正需要关注的真正的警告信号,是注意市场设计;也许这些市场没有定价的成本,但对可靠性来说是必要的。” McNamee也没有把这个问题归咎于可再生资源的增长。他说,“这并不意味着风能和太阳能不好。它们提供了很多效益。” “不能说一种资源是好是坏。应当考虑一个系统如何共同努力,需要时能满足需求。不能‘平均来说,总有电力’,必须随时可用。” 完整的采访,包括FERC、批量电力系统可靠性、能源市场、独立系统运营商(ISO)和区域传输组织(RTO)、垂直集成规范实用新型、天然气在能源转型中的作用等方面的讨论。 2021年影响美国的20起数十亿美元的天气和气候灾害的大致位置。 资料与注释 1 Aaron Larson,Former FERC Commissioner Says ‘Market Design Problem’ Was a Leading Cause of February 2021 Texas Power Crisis,POWER,Feb 3, 2022 2 Sonal Patel,ERCOT Sheds Load as Extreme Cold Forces Generators Offline; MISO, SPP Brace for Worsening System Conditions,POWER,Feb 15, 2021 3 Aaron Larson,20 ‘Billion-Dollar Weather and Climate Disasters’ Hit U.S. in 2021,POWER,Jan 13, 2022