張家口和北京將聯(lián)合舉辦2022年冬奧會，可再生能源是這兩個城市的重點規(guī)劃之一。去年，保爾森基金會發(fā)布了《風(fēng)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(xué)習(xí)，盡管可再生能源與人口密集區(qū)相距較遠(yuǎn)，仍可以實現(xiàn)可再生能源的大規(guī)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(guī)劃，尤其是建立活躍的電力現(xiàn)貨市場;二是調(diào)整平衡電力地區(qū)，將可再生能源調(diào)度到以前相互隔離的地區(qū);三是增加可再生能源電力輸電線路投資。
基于上述結(jié)論和其他考量因素，報告建議在京津冀地區(qū)開展可再生能源消納試點，把更多的風(fēng)電和太陽能電力從張家口輸往北京和河北省南部地區(qū)。此后，中國國家能源局發(fā)文，要求在京津冀地區(qū)開展電力市場建設(shè)試點，重點是直接電力交易和現(xiàn)貨市場。
《風(fēng)光無限》報告發(fā)布之后，美國和歐洲的可再生能源消納領(lǐng)域也有新的進(jìn)展，進(jìn)一步證實了報告得出的結(jié)論。總體上，美國的可再生能源電力持續(xù)快速增長。德克薩斯州的能源改革得到近鄰地區(qū)的認(rèn)可并予以推廣。風(fēng)能普及率高的地區(qū)正在推進(jìn)大型輸電項目，開拓新市場。
德州和其他地區(qū)的清潔能源持續(xù)發(fā)展
德州的風(fēng)能和太陽能發(fā)電能力持續(xù)增長：該州目前有18吉瓦的風(fēng)電裝機(jī)容量，提供了全州電力消費量的15%。2017年3月23日，風(fēng)電一度滿足了該州50%以上的電力負(fù)荷，創(chuàng)下新紀(jì)錄。太陽能裝機(jī)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(chǎn)。重要的是，德州正在逐步淘汰煤電產(chǎn)能，以太陽能、風(fēng)能和天然氣發(fā)電代之。此外，德州還在不斷建設(shè)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(shù)產(chǎn)業(yè)積極簽署風(fēng)電采購協(xié)議。德州的電價本來就在全美最低之列，在推出零售競爭、現(xiàn)貨市場和可再生能源專用輸電線路之后，電價還在進(jìn)一步下降。而且，盡管不再有所謂的“基礎(chǔ)荷載電力”，德州的電網(wǎng)依然非常可靠，棄風(fēng)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(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展項目，現(xiàn)升任美國能源部長。
其他州開始將德州當(dāng)作潛在的低碳能源供應(yīng)地。雖然德州的電網(wǎng)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(qiáng)與相鄰地區(qū)的連接。擬議項目之一是新建一個直流電網(wǎng)，稱為SouthernCross，與美國東部電網(wǎng)相連，建成后可以將德州的廉價風(fēng)電輸送到美國東南部地區(qū)。該項目需要建設(shè)一條644公里長、500千伏的直流電線路，能將2吉瓦風(fēng)電從德州輸送到亞拉巴馬州和密西西比州。項目開發(fā)商預(yù)計，通過提高德州境內(nèi)的風(fēng)電和輸電線路利用率，該項目將促使德州風(fēng)電投資增加，風(fēng)電裝機(jī)容量可增加3吉瓦。與消費者付費的德州州內(nèi)電網(wǎng)系統(tǒng)不同，SouthernCross將由使用輸電線輸出電力的風(fēng)電廠付費。根據(jù)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(jīng)驗表明，大規(guī)模輸電投資有利于清潔能源發(fā)展，于是美國其他地區(qū)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(lián)邦政府的批準(zhǔn)，其中許多項目專門為風(fēng)電和太陽能而設(shè)。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(fēng)電翻越位于懷俄明州的北美大陸分水嶺，進(jìn)入人口密集的南加州地區(qū)。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(shè)成本超過30億美元，開發(fā)商希望在2020年完工。西部快速輸電線項目已經(jīng)論證多年，但在最近幾個月相繼獲得美國兩大重要政府機(jī)構(gòu)(土地管理局和西部地區(qū)電力管理局)的批準(zhǔn)。
正在申請各類批準(zhǔn)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(qū)域，計劃將5000～7000兆瓦的廉價風(fēng)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(yè)都在積極參與，這說明低成本風(fēng)電輸電項目可以創(chuàng)造其他項目無法比擬的經(jīng)濟(jì)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(xiàn)貨市場的建立和平衡地區(qū)的調(diào)整。在美國大平原和西部地區(qū)，這類改革在過去、現(xiàn)在和將來都很關(guān)鍵。例如，大平原各州同屬SoutheastPowerPool(SPP)，這是一個制定市場規(guī)則并運(yùn)營電網(wǎng)的地區(qū)性輸電組織。該組織在2013年建立了IntegratedMarketplace，這是包括現(xiàn)貨市場和日前電力市場在內(nèi)的綜合市場，取代了之前由16個獨立運(yùn)行的、以雙邊合同為主的市場組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，將能源和輔助服務(wù)交易并入一個覆蓋SPP全區(qū)的單一機(jī)構(gòu)的管理之下。一項獨立研究顯示，SPP綜合市場在運(yùn)行的頭兩年就為用戶節(jié)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(nèi)布拉斯加州、南達(dá)科他州、北達(dá)科他州、蒙大拿州部分地區(qū)、懷俄明州、明尼蘇達(dá)州和艾奧瓦州的公用電網(wǎng)，進(jìn)一步推動該地區(qū)提高風(fēng)電消納能力。
加州設(shè)定2030年可再生能源占比目標(biāo)為50%，并且加州與美國西部地區(qū)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(nèi)華達(dá)州經(jīng)營的電力公司PacifiCorp推出了“電力調(diào)配市場”(EIM)，為這兩個州的用戶節(jié)省了大量開支，受到廣泛贊譽(yù)。西部快速輸電線進(jìn)入PacifiCorp經(jīng)營區(qū)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(wǎng)運(yùn)營商互連，形成一個真正的跨州電網(wǎng)。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(yōu)化發(fā)電資產(chǎn)利用率，從而每年為加州用戶節(jié)省15億美元。可再生能源方面的優(yōu)勢特別突出：當(dāng)加州的太陽能資源變?nèi)鯐r，懷俄明州和西北部地區(qū)的風(fēng)能可以大量發(fā)電。加州與亞利桑那州的太陽能可以相互平衡，彌補(bǔ)兩地的早晚用電高峰缺口——亞利桑那州的太陽能可以彌補(bǔ)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(xiàn)在暫緩?fù)七M(jìn)，但電力消納最終會進(jìn)一步改善。
中國的城市如何借鑒美國的可再生能源消納經(jīng)驗?人們常說城市可以在應(yīng)對氣候變化方面發(fā)揮表率作用，但在可再生能源消納方面，美國重視的是地區(qū)層面的市場改革與電力傳輸。美國的經(jīng)驗表明，市場規(guī)劃才是可再生能源消納的最大障礙，并不是技術(shù)。雖然城市有一些獨立推進(jìn)可再生能源消納的途徑，例如分布式太陽能，但長遠(yuǎn)來看，即使是分布式能源也要依賴于可再生能源交易和調(diào)配地區(qū)的拓寬。加州與德州的經(jīng)驗說明，這些改革不但可以節(jié)省資金、改善環(huán)境，還可以增強(qiáng)企業(yè)和消費者的信心，推動可再生能源發(fā)展更上一層樓。
