说到太阳能发电,加州做得很好——也许太好了。太多清洁、廉价、丰富的能源?这是真的,因为来自公用事业规模设施和广泛分布的屋顶装置的高水平太阳能生产发生在白天,而白天的需求可能不是最高的,电网供应的电力也很充足。
季节性地,在某些条件下,这会导致电网上的能源供过于求,并要求削减发电资源,包括风能和太阳能。我们应该把这看作是一个机会,进一步减少化石燃料发电,建立一个更强大、更有弹性和更高效的电网。
我们面临的挑战是将白天的清洁可再生能源供应与实际的电力需求相匹配,目前电力需求在晚上达到峰值。幸运的是,加州准备将这一挑战转化为机遇,将电力储存在电池中,以便在需要时使用。
那么,问题是什么呢?
在阳光明媚的日子里,当太阳能发电将传统基本负荷发电的需求推低到白天的预测水平以下时,可能会出现供过于求的情况。这个净负荷,或者预测负荷和已知太阳能资源的预期发电量之间的差异,用加州独立系统运营商(CAISO)所称的“鸭子曲线”来说明。
鸭子的“肚子”显示了在高峰生产时间太阳能发电的预期影响。随着太阳能部署的增加,鸭子的肚子可能会继续扩大,需要昂贵的削减太阳能或基本负荷资源。更重要的是,高峰需求越来越多地出现在太阳下山后的傍晚时分。这就要求CAISO大幅提高发电量,即鸭子的“脖子”,使用化石燃料的峰值电厂,直到基本负荷资源能够处理负荷。这种能源供需平衡必须持续下去,以减轻供应过剩和供应不足的风险,正如鸭子曲线所示,太阳能的影响是一个特别昂贵和有影响力的情景。
现在正在做什么?
为了应对Duck曲线,公用事业公司和加州公用事业委员会已经开始设计费率和关税,以更好地反映时变定价,从历史上的容量分级定价转向动态的使用时间(TOU)费率。这意味着房主在晚上下班回家后,要为开灯、开洗碗机和洗衣服支付多得多的费用。为了控制他们的公用事业账单,消费者可以变得更加节能和节约能源,但他们也可以投资于自我发电,以抵消对电网电力的需求。
解决办法是什么?
太阳能+储能为解决这一难题提供了一个可靠的解决方案。通过将中午产生的太阳能储存在家中的电池中,并在当天晚些时候使用,加州人可以在用电高峰和电价较高的时候减少对电网发电的依赖。
当太阳能与电池存储系统大规模结合时,加州人不仅可以节省资金,还可以减少电网的压力,缓解鸭子曲线。由于几乎是瞬时的响应时间,电池存储可以平稳地增加和调节供应,取代峰值电厂,同时减少间歇性(不是连续可用的电力)。能源储存还可以增强弹性,并推迟公用事业传输和分配升级-所有这些都将在长期内节省纳税人。潜在的社会效益是巨大的,包括节约成本、扩大消费者选择、更清洁的环境、强劲的清洁技术市场和就业增长。
政策如何提供帮助
加州的政策长期以来一直在推广太阳能,认识到气候变化的威胁以及化石燃料燃烧产生的持续温室气体排放。目前,人们的注意力集中在能源储存上,参议院第700号法案(Wiener)正在通过立法机构,以创建一个旨在促进太阳能和能源储存增长的市场转型计划。
为了最大限度地提高太阳能+储能的效益并减少温室气体排放,政策制定者必须继续建立以良好的公用事业费率和关税为基础的适当价格信号,以及清晰透明的互联规则。但他们也必须部署设计合理的市场转型计划,有效地覆盖所有企业和居民,特别是低收入客户,他们的能源费用占总收入的比例高于其他人群。
在这个价格变化和公用事业费用上涨的时代,太阳能和储能的结合提高了电网的稳定性,最终将帮助加州人更好地控制他们的能源使用,并为该州的清洁能源未来做出公平的贡献。投资于激励能源储存技术,就像加州为太阳能所做的那样,将是非常值得的。