谁需要“基本负载”电力?(或者，让市场发挥作用)

今年4月，美国能源部长里克·佩里发表讲话宣布了一项为期60天的研究在电力市场设计和电网可靠性方面，旨在评估目前的市场设计在多大程度上未能充分补偿“基本负载”(燃煤和核电)发电厂。

的备忘录（PDF）这项研究提出了一个奇怪的“事实”:“基本负载电力是一个正常运行的电网所必需的。”This notion has been thoroughly disproven by a diverse community of utilities, system operators, economists and other experts that moved on from this topic years ago. To these practitioners, this premise seems as backward as if President Dwight Eisenhower, instead of launching the interstate highway system, had called for restudy of the virtues of horse-drawn carriages.

如今，电网需要从不同的资源，而不是基荷电厂的灵活性。利用市场的力量来帮助我们选择报价之间的决定避免了数万亿美元的错误的最佳机会 - 和碳排放亿吨 - 在过去的一个世纪的技术盲目进行再投资。

现代电网不需要基荷

与低成本的可再生能源相比，美国公用事业公司运营电网的基本负荷份额一直在下降。与此同时，在大西洋彼岸，可靠性和可再生能源的采用水平都高于美国;值得注意的是，当时英国的灯光没有熄灭最近，英国电网在没有任何煤电的情况下运行了一整天对于自1882年第一次，2025年预示其计划淘汰。

Analytically, scientists working for the Department of Energy’s (DOE’s) own world-renowned national laboratories, among others, consistently have shown that grids with moderate-to-high (30–80 percent) shares of renewable energy, and commensurately lower shares of baseload capacity,同样可靠地工作和至少为弹性作为基于化石燃料的发电系统，但与低运营成本和风险。

公用事业主管，也越来越多地看到，不仅是基荷不需要一个可靠的电网不祥之兆，但它是一个快速变化的能源格局在经济不兼容。国家电网公司的CEO说过到2015年，“基本负载电力的想法已经过时了”，因为消费者寻求更便宜、更接近他们的资源来满足他们的需求。美国最大的公用事业公司之一PG&E的一位高管，说过他说，“在未来的电网中，大型基载发电机几乎一直运行的想法……只是不太适合我们期望看到的市场条件。”

不仅是基荷不需要一个可靠的电网，但它是一个快速变化的能源格局在经济不兼容。

甚至在田纳西州，该州最近的立法机构通过一项法案冻结该州的风能发展，田纳西河谷管理局的首席财务官承认是不断变化的电网风景“让我们所有人都非常关心作出任何长期赌注”上大，新的，昂贵的发电厂。

奇怪的是，能源部研究的陈述前提没有考虑到经验证据、分析的严密性和财务现实，这些因素在至少10年的时间里一直在驳斥基本负载论点。尽管自西屋(Westinghouse)和爱迪生(Edison)的时代以来，电力传输的物理原理并没有发生重大变化，但满足这些物理限制的比较经济学选择却发生了天翻地翻地的变化。

可靠性是系统属性，而不是单位属性

没有人会否认我们的经济需要一个可靠的电网，在那里电力供应必须满足需求在任何时候，但没有理由认为我们需要单个的发电厂一直运行。这是一件好事，因为这样的植物根本不存在。

基荷电厂已经被迫停运的时间的2％（核）和10％（煤）之间，并且是昂贵的备份时，他们意外地失败，因为他们在做的不便热浪和寒流(PDF)当他们最需要的时候。这是真的，即使他们有一方面,“燃料”因为他们不使用燃料 - 一种应用于更容易以太阳能和风力发电比煤电厂，在这些可再生能源不依赖于牵引燃料远道而来的特性令人费解的术语。

因此，在电网的整个历史中，各种资源的组合总是以最低的成本保证可靠性的最便宜的方式。在过去，这种多样化的投资组合将基础负荷工厂与造价更低、更灵活的工厂(天然气涡轮)结合在一起。这种结合让电网适应负荷的变化，而负荷的变化往往比风能和太阳能的生产更难以预测。

与五年前相比，今天的不同之处在于，低成本能源的默认选择实际上是风能和太阳能，它们的长期价格已经固定了将其他新建核电站、燃煤电厂和燃气电厂的成本——甚至仅仅是旧电厂的运营成本。考虑到这些可再生能源难以置信的低成本和仍在下降的成本，灵活性比以往更重要——幸运的是，灵活性也比以往更便宜、更清洁、更丰富。

灵活性是境界的新硬币

将清洁能源资源可靠地集成到电网运行中的灵活性有多种形式，而且在任何时间尺度上都有。有三个主要的用例需要考虑，对应于可靠电网的各种操作需求:

1.几秒到几分钟：在这些短时标，电网需要“配套服务”来维持的可靠性和保证需求和供应总是匹配。传统上，这些服务是由化石或具有备用容量的水轮发电机提供，但越来越多，这已经成为高性价比的分布式能源等新的清洁能源替代购买它们。

例如，在加利福尼亚州公用事业规模的太阳能厂显示(PDF)已经被调节的可再生电力的他们的首要任务，支付给料入电网非常可靠的固态电力电子设备 - 其中许多配套服务的可作为植物的逆变器的一个有价值的副产品来提供。在PJM电网聚合器控制热水器的数量平衡二对二的需求和供给之间的不匹配。而且重要的是，这些和其他清洁能源资源往往提供更好的配套服务比他们抵消了植物化石（更快，更精确的响应信号），使他们获得美国联邦能源监管委员会的下支付更多的“绩效工资”的规则。其他资源，包括电动车和专用电池，越来越多地参与这些相同的市场，提供许多有价值的服务使用已由其主要用例支付的硬件(汽车驾驶或电池备用电源)进入电网。

2.数小时至数天：在这些媒体的时间表，电网需要一个可以在一天的时间平衡能源供应和需求作为最终使用的服务以及太阳能和风能生产潮起潮落都需要资源。（其他类型的可再生能源发电的，由地热和小水电燃烧废物，变化不大。）清洁能源已经在提供这些服务脱颖而出;的确，他们是价值数十亿美元的美国市场需求响应的面包和奶油。

例如，约60gw (PDF)的负荷被登记在由零售公用事业公司和批发市场经营者运作的需求反应计划中。需求响应通常是高峰容量竞争拍卖中成本最低的资源，轻而易举地击败新燃气发电。越来越多地，同样的技术可以用来提供智能负荷转移，而不仅仅是削减，以平衡供需跨越小时。智能空调,热水器和电动汽车是最有希望的选择之一，但至少有30%的美国电力需求至少有一定的灵活性，可以用来提供电网价值。如果能充分利用蓄热技术——例如，冰蓄冷空调，或者只是控制建筑，让它们“适应”储存在自身材料中的冷热，巧妙地定时使用与可再生能源供应相匹配的冷热设备，从而提供持续的舒适性。

电位是即使充分利用储热的更大的 - 冰蓄冷空调，例如，或者只是控制建筑物，这样他们海岸热或存储在他们自己的材料冷，从利用加热的提供恒定的舒适性和巧妙地冷却设备定时匹配再生耗材。

3.几个星期到几个月：在一个特定的地理区域内，来自风能和太阳能的可再生能源生产并不总是与季节间的能源需求紧密匹配。有人认为，这对低碳电网的运营构成了挑战:我们如何满足平静多云天气的需求?因为这不是今天的问题，也不会是几十年的问题，市场信号还没有被用来激励创新的解决方案。然而，有很多证据表明，一旦市场发出需求信号，有能力且充足的技术就会介入。

一个很有前途的想法从当时的gen那里获得了灵感。艾森豪威尔的建议是:“如果一个问题不能解决，就扩大它。”That is, expand its boundaries until they encompass what the solution requires.

市场可以扮演交响乐指挥的角色——协调个人能源的时间和地点，就像管弦乐队中的乐器一样，能够提供最大的价值。

例如，热电问题一起解决比分开解决更容易。耦合电加热装置（PDF）通过热电联产，风能和阳光充足的日子里“多余的”可再生电力可以抵消燃气的供暖，提高了在平静和阴天提供足够能源的“超大”可再生能源系统的经济性。扩大问题也可以意味着在地理上扩大。风能和太阳能在不同的天气模式和时间中发挥着最佳的作用，特别是在更大的地理区域内相互连接时，它们往往会相互加强。事实上，长距离高压输电线路目前在美国正在开发中但在中国和其他国家已经很普遍的是，它可以将低成本、高容量因素的风能从偏远地区转移到城市，很好地补充了当地可再生能源的可用模式。

或者更优雅地说，有可能的通过光纤电缆，将数据中心的负荷消耗转移到拥有过剩可再生能源的电网。这可以让云不断增长的能源需求跟随太阳和风环游世界，而无需在专用传输上增加任何支出。

如果这些技术在今天没有商业化，那并不是因为缺乏技术实力或物理学的某些局限。相反，这是因为季节性能源平衡的问题几十年后才会出现，而我们还没有释放出市场的力量来解决这些问题。

从对骂交响乐

在过去的几个月里，关于电网未来的讨论是尖锐的，让人想起了在现有的基础负荷电厂(和他们的说客)和亲市场利益集团之间的争吵。与需求下降和暴跌能源价格由于目前低（但内在挥发性）天然气价格，在任职者，毫无疑问，正在失去。即使是全新的天然气工厂不能勉强度日，并正在转售为在美元的便士，根据近期瑞银分析。发电厂的主人们只能求助官僚主义的干扰和“研究”是找到新的方式来帮助他们大声呼喊，使今天的获奖者可被迫支付昨天的失败者。

我们需要剪短这种对骂，让市场做他们的工作。市场，在他们最好的，可以作为一个交响乐的指挥 - 协调何时何个别能源资源，如管弦乐队中的乐器，可以提供最大的价值给最终客户。最甜蜜的交响乐整合多台仪器，在正确的时间，正确的音量。没有仪器播放所有的时间，但乐团不断地创造出美妙的音乐。

现在，协调美国电网的指挥正在发送明确无误的信号我们当然不需要任何新的基本负载，现在是时候为现有的基本负载工厂考虑计划他们的最终弓。而且，与普遍的误解相反，甚至不是可再生能源扼杀了化石燃料发电厂的经济这是廉价的天然气。如果老旧的基础负荷发电厂都无法应对大宗商品燃料价格的变幻莫测，它们又怎能指望在廉价的风能和太阳能不断上涨的浪潮中生存下来呢?

万亿美元的问题

因此，我们面临着选择，而且风险很高。到2030年，美国大约有50%的热力发电装机容量将达到退休年龄——如果需求保持平稳甚至持平，这个时间可能会加快收缩，给盈利能力带来额外压力。如果我们采取面值能源部研究过时的假设“基载电力运转良好的电网是必要的,“我们会投资,同比,在同一类型的发电厂,让我们直接进入这个有争议的和他大吵。

这样一来，我们就锁定在大量的费用来支付新资产，其中许多可能会变成“搁浅”，在工具的说法，在效率，可再生能源等清洁替代能源的发展迅速清除这些投资的价值。这将会给我国经济的全球竞争，特别是对中国，印度和欧洲，这是已经转向更积极的可再生能源，以锁定超低电力成本几十年来能力的障碍。除了受困资产风险，这一途径将锁定在碳排放亿吨，直接（如果我们真正运行所有的植物）或间接（通过对与气候稳定不相容的资源浪费资金）。

另外，我们可以采取心脏从领先的美国各州和其他国家的弹性网格的经验，主要基于可再生能源的教训，同样是一个可靠的，昂贵和更危险更低的方式来驱动我们不断增长的经济。我们可以选择利用可再生能源行业的创新令人难以置信的倾向在降低风能和太阳能的交货成本。我们可以解锁新的创新，从当今领先的美国公司以及来自勇敢暴发户，在这两个供应方和需求方的灵活性，最佳整合这个低成本的能源。

我们只有有限的机会来做出正确的选择。今天，我们应该抓住能源部研究报告和当前批发市场改革辩论所提供的机会，以确保未来的电力市场服务于，而不是违背我们社会的目标。