加州参议院领导人希望加州在 2045 年前将电力完全转为 100% 可再生能源,从而在实现绿色能源目标方面领先全国。
环保人士正在为加州参议院临时议长凯文·德莱昂 (Kevin de León) (民主党) 的计划欢呼,该计划旨在将该州目前到 2050 年实现 50% 可再生能源的目标翻倍并加速推进。 奥斯卡获奖演员莱昂纳多·迪卡普里奥甚至在拥有 1700 万粉丝的推特上发文感谢德莱昂。
美国人口最多的州转为完全可再生电力听起来很理想化。 但几位专家表示,这是可以实现的——很大程度上取决于定义、技术进步和可接受的价格。
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加州大学伯克利分校哈斯商学院经济学教授塞弗林·博伦斯坦 (Severin Borenstein) 表示:“2045 年还很遥远。从现在到 2045 年可能会发生很多事情。”
他补充说,通过电池进行的储能“可能会变得便宜很多。 这可能会使该目标更容易实现,而且成本效益更高”。 他说,风能和太阳能的价格已经接近天然气。“如果能以具有成本效益的方式储存电力,那么就可以更有效地利用电力。”
其他专家警告说,将会产生巨额费用。 前洛杉矶地区公用事业公司南加州爱迪生公司 (Southern California Edison Co.) 环境策略项目负责人埃文·比伦鲍姆 (Evan Birenbaum) 表示,大型太阳能和风能项目通常建在沙漠或其他空旷地区,需要额外的基础设施才能将电力输送到城市。他于 2014 年离职。他现在领导 Chai Energy,该公司专注于降低家庭能源消耗。
比伦鲍姆说:“您需要建造新的输电线路来支持传入的 [可再生] 电力。旧的输电线路可能无法支持。”
他说,公用事业变电站也可能需要升级,并补充说:“您正在谈论的是必须投资数十亿美元来构建新的可再生能源未来。这将由纳税人来支付。”
博伦斯坦说,计算近 30 年后的成本“几乎不可能回答。……想象一下回到 30 年前”,当时现在使用的联网手机还不存在。
他补充说:“很难提前 30 年预测技术。”
电力系统转型
德莱昂的 S.B. 584 法案的出台正值加州领导人发誓要积极推进气候变化政策,并反抗特朗普政府推翻气候和清洁能源措施的任何企图之际。
代表天然气发电和可再生能源发电机的行业组织独立能源生产商协会 (Independent Energy Producers Association) 首席执行官简·斯穆特尼-琼斯 (Jan Smutny-Jones) 表示,该法案的出台也正值加州电力市场经历多年转型之际。
随着一些城市选择社区选择聚合 (CCA),成立购买电力的团体,大型公用事业公司的需求足迹正在萎缩。与此同时,越来越多的人在屋顶安装太阳能发电,而且州政府也要求增加储能。
与此同时,公用事业公司、监管机构、环保组织和其他机构正在应对去年通过的德莱昂法案的影响。 S.B. 350 法案将 2050 年的可再生能源要求提高到 50%,并要求将建筑物的能源效率提高一倍。它还命令所有公用事业公司(包括市政公用事业公司和 CCA)证明它们正在减少温室气体排放方面取得进展。
除了 100% 的要求外,新法案还将把 50% 的最后期限提前到 2025 年。
知情人士表示,该措施旨在作为草案,让人们参与讨论,了解有多少支持,并弄清楚在政治上需要做些什么才能让立法者和有关各方加入。 随着夏威夷和马萨诸塞州也在研究 100% 可再生能源,竞争气氛也开始涌现。
加州最大的投资型公用事业公司大多拒绝就该提案发表评论。 了解会谈内容的人士表示,在与萨克拉门托的立法官员的对话中,他们表示 2045 年的目标还很遥远,他们并不感到恐慌。 但他们想讨论为实现拟议的目标会存在哪些灵活性。
爱迪生国际公司首席执行官佩德罗·皮萨罗 (Pedro Pizarro) 表示,他认为加州在技术上可以实现 100% 可再生能源,因为可以将资源与电池配对。 但他说,经济可行性、可靠性和时间安排方面仍然存在疑问。
皮萨罗在休斯顿举行的 IHS Markit 组织的 CERAWeek 会议上接受采访时表示:“明天可以实现吗?不能。 您没有大规模的储能。 您也没有大规模的可再生能源。您必须建立可再生能源。 您必须建立储能。”
他说,仅靠加州无法解决气候变化,但“我确实认为,长期趋势,当然在加州,可能更广泛地说,将朝着越来越多的可再生能源方向发展。”
他补充说:“最终将实现 100%。”
斯穆特尼-琼斯说,将 50% 可再生能源的最后期限提前到 2025 年的拟议目标可能会让公用事业公司更加担忧。
他说,他们可能会反对购买更多的可再生能源,“因为他们不知道他们的客户是谁”,因为 CCA 和屋顶太阳能的增长正在缩小他们的需求基础。
如何计算成本
加州最大的公用事业公司表示,它们正在朝着实现现有 2050 年 50% 的目标迈进。 该法令要求它们使用风能、地热能、生物质能、小型水力发电和公用事业规模的太阳能。 它们不能计算家庭屋顶太阳能、大型水力发电或核能。
圣地亚哥天然气电力公司 (San Diego Gas & Electric Co.) 现在拥有 43% 的可再生能源。 位于旧金山地区的太平洋天然气电力公司 (Pacific Gas & Electric Co.) 的发电量接近 33%。 南加州爱迪生公司 2015 年为 25%。它尚未更新去年的总数。
全州而言,2015 年的可再生能源发电量为 24.5%,这是最近可用的年份。 专家表示,仅太阳能而言,包括屋顶上的太阳能电池板,加州拥有充足的可再生能源来满足白天的需求。 在某些日子里,太阳能过剩,迫使电网管理人员要求发电厂减少发电量。
加州还进口电力。 根据美国能源信息署的数据,去年,这占加州电网日均需求的四分之一左右。
EIA 可再生电力分析师卡拉·马西 (Cara Marcy) 表示,近年来,进口占总发电量的比例稳步增加。 自 2007 年以来,州内发电量呈下降趋势。 斯穆特尼-琼斯说,这种情况的发生是因为 2008 年的经济衰退,然后随着经济的复苏,人们购买了更高效的电器、电子产品和照明设备。
斯坦福大学土木与环境工程系教授马克·雅各布森 (Mark Jacobson) 表示,该州可以实现 100% 的可再生能源。
他说:“这主要是意志力的问题,”并补充说“从技术和经济的角度来看,这是可以实现的。” 他说,主要的障碍是有些人有经济利益阻止它发生。
他说,除了电池之外,还有各种各样的储能选择。 斯坦福大学晚上在屋顶管道中冷冻冰,白天用融化的冷水来进行空调。 阿尔伯塔省奥科托克斯的一个试点系统使用太阳能和地下加热的岩石进行冬季供暖。
雅各布森反对如果加州的天然气发电厂提前停运,消费者必须承担费用的观点。 他说,如果考虑到与空气污染物相关的健康成本,这些发电厂“维持运营的成本更高”。
雅各布森补充说,虽然以 100% 的电力为目标是一个“良好的开端,但我们必须做得更多。” 他说,电力排放约占温室气体总污染的五分之一。 他说,该国需要解决飞机和船舶的排放问题,并使所有交通运输电气化。
为罕见的高峰期设计
能源咨询公司能源与环境经济学公司合伙人阿恩·奥尔森 (Arne Olson) 表示,寻求 100% 可再生能源的挑战在于如何应对远高于系统平均水平的需求高峰。
在加州独立系统运营商管理的电网中,平均电力需求在 20,000 到 35,000 兆瓦之间。 但峰值已超过 50,000 兆瓦。 他说,这些峰值推动了数十年的基础设施规划。
奥尔森说:“发达世界的每个电力系统都围绕可能出现的最大峰值需求而构建”,从输电系统的规模到配电线路的规模。“每一件基础设施的设计都围绕着它可能在 10 年内遇到的最高峰值。”
奥尔森说:“问题在于我们愿意承担多少费用来确保我们保持我们习惯的可靠性水平。”
他说,随着可再生能源在电力中所占的比例接近 100%,提供电力的成本会越来越高。 这类似于天然气“调峰”发电厂,这些发电厂一年中的大部分时间都处于闲置状态,仅在需要时运行。 他说:“多年来,我们一直都是这样做的。”
Chai Energy 的比伦鲍姆指出,公用事业公司近年来已在基础设施上投入了约 1000 亿美元,现在正在考虑对电池储能进行更多投资。 比伦鲍姆说,公用事业公司为升级以满足该州拟议的 100% 目标而必须支出的任何额外费用“都将花费客户更多的钱”。
他说:“每个人都想把它推得越来越远。 突然之间,灯就灭了,就像在德国一样。” 在那个国家,2012 年发生了一些停电事故,一些人将其归咎于增加了超过电网处理能力的可再生能源,而没有足够的基荷来支持它。
Birenbaum补充道:“我们在加利福尼亚州正在玩一场非常危险的游戏。我们总是试图将负担转嫁给公用事业公司,或者认为技术会解决问题。”
Birenbaum认为,加州需要采取措施减少电力消耗,提高能源效率。他说,大约30%的电力消耗来自浪费,例如开着灯。
定义很重要
立法者需要决定是否坚持当前关于可再生能源的定义规则。
该州不允许公用事业公司将大型水电计入其可再生电力构成。一位熟悉最初可再生能源组合标准立法的人士表示,这样做的目的是防止产生建造更多大型水坝的理由。他说,如果该州考虑实施100%绿色电力授权,这可能是需要重新考虑的一个方面。
近年来,大型水电的发电量占该州电力总量的6%至12%,具体取决于降水量和其他用水需求。
Smutny-Jones表示,他的组织将反对允许大型水电计入,因为将其排除在可再生能源之外一直是该州几十年的政策。
该贸易组织还将反对允许屋顶太阳能计入。他说,屋顶上的太阳能板已经降低了公用事业公司为满足其可再生能源授权而必须产生的电量。这是因为RPS要求是基于零售销售额的百分比。拥有屋顶光伏系统的消费者购买的电力更少。因此,将家庭光伏纳入100%可再生能源将是“重复计算”,他说。
伯克利的Borenstein表示,加利福尼亚州需要考虑如何定义100%可再生电力。他问道,该州是只想要在其境内每秒都提供清洁能源,还是想在一年结束后表示它消耗的所有能源都是清洁能源?
如果是后者,该州可以计算其消耗的电力总量,然后从州外购买其在加利福尼亚州无法生产的电力。Smutny-Jones说,它将签署可再生能源协议,以匹配所需的电力量。
他说:“这实际上更多地归结为一种会计系统。”
如果加利福尼亚州希望始终确保100%的可再生能源,它可能无法扩大其电网,以从其他西部和中西部各州获取电力。Borenstein解释说,加利福尼亚州可能渴望在夜间从爱荷华州获取风力发电,但无法保证加州不会接收到化石燃料发电的电力。
Borenstein说:“电力就是电力。你无法识别进来的电子来自哪里。”
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