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上周,加州州议会通过了 S.B. 350 法案,该法案要求该州到 2030 年底其 50% 的电力来自可再生能源。随着议会的批准,该法案的下一站是州长杰里·布朗的办公桌,预计他将在本月晚些时候将其签署成为法律。该法案是迄今为止最严格的州可再生能源配额标准之一,标志着加州致力于应对从可再生能源生产大部分电力所带来的技术和经济挑战。
可再生能源配额标准长期以来一直被各州用作鼓励采用可再生能源的政策机制。第一个标准于 1983 年建立,当时爱荷华州强制要求其公用事业公司安装 105 兆瓦的可再生电力发电容量。此后,共有 29 个州通过了可再生能源配额标准,强制要求其一部分电力来自可再生能源。另有 8 个州制定了要求较低的可再生能源配额“目标”。

(来源:DSIRE)
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加州现有的可再生能源配额标准已经要求公用事业公司和其他电力服务提供商到 2020 年至少生产 33% 的能源来自可再生能源。该州最大的公用事业公司正在按计划实现这一目标,在 2013 年生产的能源中约有 23% 来自可再生能源。随着新的 50% 可再生能源配额强制要求,加州将推动公用事业公司在未来在其系统中纳入更多的可再生能源。

加州最大的公用事业公司太平洋天然气电力公司 (PG&E)、南加州爱迪生公司 (SCE) 和圣地亚哥天然气电力公司 (SDG&E) 在 2013 年生产的电力中约有 23% 来自可再生能源。(来源:加州公共事业委员会)
加州大幅增加可再生能源发电量的举动,紧随今年早些时候夏威夷通过的立法之后,该立法要求到 2045 年该州 100% 的电力来自可再生能源。加州和夏威夷新的、更严格的强制要求共同表明,可再生能源配额标准在影响电力系统的方式上发生了转变。虽然之前的标准旨在确保一部分电力来自可再生能源,以实现能源安全和环境原因,但加州和夏威夷的强制要求旨在促进电力生产、输送和生产方式的范式转变。
加州电网运营商 (CAISO) 已经表示担心,为满足该州现有的 2020 年可再生能源配额标准所需的额外太阳能可能会在一天中的中间时段(太阳能产量最高时)扰乱电网的运行。在它现在著名的“鸭子曲线”中,CAISO 预测了太阳能产量增加将如何影响必须由传统发电厂满足的净负荷(电力负荷减去可再生能源产量),并发现净负荷可能会从现在的基本平稳过渡到未来的高度可变。

加州电网运营商 (CAISO) 预测,为满足现有 2020 年可再生能源配额标准所需的太阳能增长将导致一天中的中间时段太阳能“发电过剩”,以及傍晚时分传统发电厂的电力需求迅速增加。(来源:CAISO)
由于太阳能发电量在下午早些时候达到峰值,此时电力需求较低,电网运营商担心它将不得不暂时关闭基本负荷发电厂,以便为额外的太阳能腾出空间。由于这些发电厂并非旨在响应电力负荷的波动而开启和关闭,因此人们担心它们可能会被推到其运行极限之外,从而威胁到电网其余部分的可靠性。此外,就在太阳能产量开始在傍晚时分下降时,数百万加州人从工作岗位回家并增加了对电力的需求。为了弥补太阳能同时下降和需求增加的情况,传统发电厂必须以远高于今天的典型速率增加其电力输出,这可能会将这些发电厂推到其运行极限之外。
为了使其 50% 的电力来自可再生能源并遵守拟议的强制要求,加州将不得不重新考虑如何生产和向客户输送电力——而这正是加州立法机构和州长杰里·布朗所押注的。加州已经强制要求公用事业公司到 2020 年安装 1,325 兆瓦的储能容量,并且该州一直是推广客户参与战略的领导者,例如智能电表的普及和需求响应,即要求客户暂时减少能源使用以换取付款。
加州能否实现其雄心勃勃的可再生能源目标?这取决于他们为应对可再生能源的可变性质而实施的战略的有效性。无论如何,全国其他地区肯定会关注。