德克萨斯州奥斯汀——2010年2月28日,对于德克萨斯州的风能来说是具有里程碑意义的一天,它让云层——以及电子——飞速运转。
在狭长地带,阵风达到每小时47英里,风力发电机向达拉斯、奥斯汀和其他人口中心输送了创纪录的6,242兆瓦电力。下午1点,德克萨斯州电网消耗的所有电力中有22%来自风能。
对于像公共事业委员会主席巴里·史密瑟曼这样自豪的德克萨斯人来说,这些记录证明了该州在美国乃至全球(正如主席所说)作为“陆基风力发电中心”的地位。
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截至2009年底,德克萨斯州风力涡轮机的装机容量达到9,410兆瓦,远远超过了接下来三个最大的风力发电州——爱荷华州、加利福尼亚州和华盛顿州的总和。在一年中,风力发电提供了德克萨斯州5%的需求,如果该州电网目标得以实现,这一比例将增加一倍以上。
德克萨斯州是否为全国公用事业部门转型为扩大可再生能源发电和智能电网技术提供了榜样?还是德克萨斯州电网固有的独立性有力地说明了地区差异如何应对寻求国家能源政策的情况?这两个方面的证据都从孤星州涌现出来。
正如奥巴马总统及其政党在国会的领导人所呼吁的那样,它显然是展示大规模风力发电建设的工程、工业和政治挑战的中心舞台。“如果你愿意,它就是一个实验室,一个试点,一个测试案例,”德克萨斯大学奥斯汀分校高级能源经济学家居尔坎·古伦说。
该州1999年具有开创性的电力放松管制法规几乎是事后才想到的,其中包括一项要求,即德克萨斯州到2009年要开发2,000兆瓦的风力发电。
为了启动市场,它创建了一个能源交易计划,要求电力零售商购买——然后注销——可再生能源信用额度。德克萨斯州在2005年就超过了第一个可再生能源里程碑,比计划提前了四年,并且正在逼近到2025年实现10,000兆瓦可再生能源的新目标。
现在有一半以上的州制定了可再生能源授权或目标,但德克萨斯州走在了前列。
在德克萨斯州寻找答案
德克萨斯州的放松管制创造了批发和零售层面的竞争性电力市场,虽然经历了一些“痛苦的”成长阵痛,正如一位专家所说,但它也促成了创新和实验。数百万个智能电表正在全州范围内安装。奥斯汀是国家主要的联邦智能电网实验——Pecan Street项目——的所在地之一,该项目旨在测试公用事业公司能否从销售千瓦时盈利地转向节约千瓦时。
德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)——该州电网运营商——的系统评估经理沃伦·拉舍尔说:“我们可以非常迅速地将新技术引入市场。”拉舍尔说,“如果所有这些事情结合在一起,我们可能会看到该州电力系统的重大变化。”
德克萨斯州能源顾问马克·布鲁斯说:“你不能从德克萨斯州复制粘贴到加利福尼亚州或宾夕法尼亚州。但德克萨斯州的利益相关者花了很多时间学习如何发展我们的市场。”
也许该州最引人注目的进步是德克萨斯州公共事业委员会在2005年批准了一项计划,即在德克萨斯州西部和中部建设新的输电线路网络,以充分利用其风力发电潜力。委员会正在监督耗资50亿美元建设2,300英里高压线路进入风区的工程。虽然一些项目因选址问题和法院纠纷而延误,监管时间表也很紧张,但专家表示,扩建工程仍有望在2013年至2015年基本完成。届时,该网络将能够处理高达18,000兆瓦的峰值风力发电量。
相比之下,联邦政府关于输电的政策受到地区冲突的束缚,这些冲突涉及谁为可再生能源的长途输电线路付费,以及当地对新线路及其高耸入云的铁塔的反对。在德克萨斯州,所有客户按比例分担线路费用。
想要了解电网可以处理多少风能或太阳能的电网运营商首先会在德克萨斯州寻找答案。
“这帮狗娘养的想偷我的褐煤”
“我感到惊讶,” 罗杰·邓肯说,他直到最近还是德克萨斯州首府奥斯汀市公用事业公司奥斯汀能源的总经理。“我记得10年前我们第一次讨论这个问题时的情景。在我们公用事业公司,工程师们说,有一天你可能会在理论上达到电网20%的电力由风能提供的程度。但这将非常困难;这将是几十年以后的事情,并且超过20%之后,你就会使整个电网崩溃。我不想说没有任何问题,但它们远没有10年前看起来那么棘手。”
混合风能(它确实会随着变幻莫测的天气而变化)需要预测、控制系统和风力涡轮机技术的稳步进步。ERCOT的顾问通用电气能源公司得出的结论是,在2008年的电力需求水平下,电网目前的架构可以处理高达15,000兆瓦的风力发电。“在某个时候,你不能再接纳更多的风力了,”拉舍尔说,除非电网发生重大变化。“我们认为有现成的技术可以解决我们面临的所有问题,”拉舍尔补充道。
未来可能会出现的任何意外都可能首先在德克萨斯州显现。“可以肯定地说,我们处理的风力发电量最多,”ERCOT的运营规划经理约翰·杜马斯说。“我们处理过其他人尚未见过的事情。”
然而,可以肯定的是,如果该州没有在新政中基本上将自己与美国其他地区的电网隔离开来,那么德克萨斯州的风能故事就不会被书写。虽然落基山脉东西两侧的电力线路连接在一起,形成两个同步发电系统,它们的发电厂以近乎一致的节奏运转,但三分之二的德克萨斯州是独立的。今天,该电网由ERCOT管理。
当国会在1935年将联邦电力委员会置于所有批发州际电力销售的管理之下时,德克萨斯州选择退出并一直置身事外。在1976年某天黎明前发生的一起传奇事件中,一家德克萨斯州电力公司秘密地将其位于德克萨斯州威奇托福尔斯附近的线路重新连接到俄克拉荷马州的一家姊妹工厂,以保护其作为州际控股公司的地位。但由于它与其他德克萨斯州公用事业公司相连,它的行为似乎使整个行业突然受到联邦控制。德克萨斯州可能不得不与其他州分享其廉价的燃煤电力。
“这帮狗娘养的想偷我的褐煤!”时任德克萨斯州公用事业公司董事长路易斯·奥斯汀咆哮道,一位前德克萨斯州公共事业专员后来回忆说。经过在法院、立法机构和监管委员会的长期斗争,德克萨斯州的独立性得以 сохранена。
风能已经到来:问问它的反对者就知道了
古伦和他的同事们今年早些时候正在华盛顿规划一次电力政策会议,并正在考虑将德克萨斯州作为其他州的榜样。
他说:“华盛顿的人们告诉我们,他们不想听到这些。他们认为德克萨斯州是一个例外。”
邓肯说,德克萨斯州独特的经济和政治利益的汇合催生了1999年最初的风力发电授权。“西部牧场主和农民看到了收入机会。他们在立法机构中是一股强大的力量。”与此同时,环保组织想要风力发电,一些城市议员看到了廉价电力的希望,他说。
德克萨斯州参议员柯克·沃森(民主党-奥斯汀)说:“立法机构中有强大的领导力量支持它。” 但许多德克萨斯州议员认为,小规模的可再生能源授权不会有什么作用。
2000年,在该法律生效后不久,风力发电机开始提供长期固定价格合同。那个夏天,加利福尼亚州能源危机爆发,导致天然气价格上涨了两倍——以及用天然气发电的价格。
前奥斯汀市议会议员、现任Pecan Street项目负责人布鲁斯特·麦克拉肯说:“突然之间,所有大型商业客户都说,‘伙计,我们可以购买10年期固定价格;我们不在乎它来自哪里。’”
还有另一种方法来衡量风力发电在德克萨斯州日益增长的影响——那就是关注反对的声音。
该州强大的天然气生产商在ERCOT内部发起了一场运动,迫使风力发电机分担满足备用容量要求的成本——即在无风时为满足需求而必须提供的发电量——以及维护稳定输电网络的成本。
价格降低,但有代价
老式风力涡轮机通常没有配备或设计来支持电力线上的电压水平,这是一个关键的稳定性因素,并且不要求提供该服务。(新型涡轮机设计可以帮助保持频率稳定。)
风力发电机开发商表示,要求所有风力发电机改造其涡轮机以解决这个问题将带来沉重成本。当风力发电机无法运行时,对其评估成本的新要求也会如此。行业派别目前正在ERCOT的政策委员会中就这些问题进行争论。上个月,PUC搁置了一项关于该问题的措施,要求进一步进行工作人员分析。
该州最大的发电商表示,这很简单,就是公平:风电行业应该遵守其他人面临的相同规则。
但风电目前并没有遵守相同的规则。
风力发电机可以以零价格将其电力投标到德克萨斯州批发市场,因为它们不支付燃料成本。有时,它们甚至为买家支付每兆瓦时10美元或更多的费用来购买他们的电力,因为如果它们在运行,它们将获得每兆瓦时20美元的联邦生产税收抵免。
布拉特尔集团咨询公司的负责人朱迪·张说,这降低了所有发电商收到的电力批发价格,这符合德克萨斯州市场的运作方式。(风电场的建设资本成本通过零售价格转嫁,张指出。)
古伦说,凭借其较低的价格,风电生产商正在将天然气发电机挤出市场。“这就是为什么天然气发电厂在抱怨,”张说。“所有传统资源都在抱怨。”
德克萨斯大学教授罗斯·鲍尔迪克说,如果不是风力发电机获得的补贴和税收抵免,风电将无法竞争。这些来自纳税人的转移支付将风力发电的成本从每兆瓦时约80美元降至50或60美元,他说。
对于没有补贴的每兆瓦时80美元的成本,他将增加每兆瓦时20至30美元,用于将电力输送到风区的额外输电成本,以及无风时所需的备用服务成本。这使得风力发电的实际价格超过每兆瓦时100美元。
他说:“与减少排放的替代方法相比,这很昂贵。”
德克萨斯州法学教授德鲁·桑利在2008年为保守派德克萨斯州公共政策基金会撰写的一篇论文中提出了相同的观点。“我并不反对风电。我反对补贴。我们在风电上投入了大量资金,但我们没有从中获得回报,”他说。
鲍尔迪克估计,美国必须采取一项国家气候政策,对每吨温室气体排放征收30美元的价格,风力发电才能在经济上实现自给自足——至少目前来看,这个目标在政治上似乎遥不可及。
他说:“我们在德克萨斯州开发了如此多的吉瓦级风电,这很棒。现在重要的是,我们要深吸一口气,重新评估我们试图实现的政策目标。”
下一场战斗:发电增长
为风电生产商工作的顾问布鲁斯说,真正的公平需要计算风电的所有好处。这些好处包括其对减少烟雾和酸雨成分以及汞排放的影响,以及它们对野生动物和食物链的威胁。风力发电减少了对水的需求——传统发电机大量用水——这保护了一种在西南部地区尤其受到威胁的资源。
风力发电倡导者表示,从德克萨斯州风力发电故事中吸取的教训也在为新的能源政策撰写最初的章节,当气候威胁成为美国人的政治现实时,这些政策将是必需的。
“你可以说,由于风电,我们必须购买更多的[电网]服务,所以,好吧,让风电承担成本。你也可以——正确地——争辩说,风力发电提供的好处远远高于这些成本,”布鲁斯说。
“我认为我们尚不知道如何就这个问题达成共识,”布鲁斯说,他曾代表风电生产商处理这个问题。ERCOT董事会中的大多数人“正在深入、认真地审视这个问题。未来还会有更多的投票。”
对于邓肯来说,监管机构餐桌上天然气和风能之间的斗争有一个简单的信息。“当他们开始争论技术规则时,你就知道风能确实到来了,天哪。”
“在德克萨斯州,我们现在正处于风能和天然气之间争夺未来至少十年发电增长的战斗中。“两者都有优点和缺点,至于谁会胜出,则因地区而异,”邓肯说。
这是另一个关注德克萨斯州的原因。
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