为什么美国电力系统的转型至关重要
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科学家和其他专家表示,减少温室气体排放是缓解气候变化、减少桑迪(Sandy)等超级风暴的频率和严重性、保护人口稠密、不断缩小的海岸线所必需的。
事实上,能源信息管理局的2013年度能源展望早期发布的预测很好地预测了美国2040年的温室气体排放以上而不是接近80%下面到2050年达到1990年的水平。
解决美国对全球温室气体排放的贡献的一个关键杠杆是电力部门的转型。美国电力系统排放的温室气体约占全国总量的40%。虽然气候是电力系统面临变化的主要驱动力,但绝不是唯一的。电网安全、电网恢复能力(特别是在多次自然灾害导致数百万人长时间断电的情况下)、经济发展和快速发展的技术所带来的客户日益增强的能力,都是同样相关的变革驱动力。
但面对许多人认为势在必行的变革,这种变革正在缓慢进行。国家气候立法进展停滞不前。促进可再生能源、效率和其他分布式能源的法规正在重新评估;可再生能源公司、公用事业公司和客户之间的摩擦正在增加;监管机构和电网运营商正在寻求解决方案,以可靠和经济有效地将更高水平的分布式能源整合到系统中。电力行业必须找到新的方法来打破目前的僵局,最大限度地减少冲突,并制定切实可行的解决方案。
为什么电力系统的变革如此具有挑战性?在某种程度上,这是因为改变电力系统显示出了某种迹象Rittel和·韦伯r称为邪恶的问题.棘手问题的边界定义不明确,包括许多——往往是相互冲突的——技术、经济和社会层面。它们是新颖和独特的,以前没有被解决过,也没有“对或错”的答案。它们不利于反复试验。每一个行动都有真正的结果,并且没有立即测试一个解决方案是否有效。事实上,改造美国的电力系统被恰当地比作试图在飞行途中重建一架飞机。
此外,一个多世纪以来为美国客户提供廉价、可靠电力的公用事业公司正面临重大挑战。发电厂和电网基础设施正在迅速老化,需要在未来几年进行大量投资,但这些长期投资决策必须在快速变化的环境中做出。人们要求公用事业公司支持提高效率和可再生能源的水平,但管理其商业模式的监管结构往往不能准确地补偿或激励这些行动。电网将继续在可靠和经济有效地整合效率、可再生能源和其他分布式资源方面发挥关键作用,必须修改游戏规则,使公用事业公司的商业利益与其他参与者和客户的利益保持一致。
在落基山研究所,我们试图回答这些挑战的是电力创新实验室(eLab),它开启了对话和更多。eLab的方法利用最佳实践促进策略、关键思想领袖和实际实验来推动电力系统的创新。它的目标是为最重要的技术、经济、监管、商业和社会障碍制定切实可行的解决方案,这些障碍阻碍了该行业的发展。为了在电力系统改造的棘手问题上取得进展,RMI的实验室采用了三个关键因素:
1.一个完整的、全系统的视角
电网是世界上最大的人造系统。通过识别问题之间的相互联系,我们可以避免(或至少预期)意想不到的后果,并寻找机会利用一个解决方案来创造更多的解决方案。从这个角度出发,我们可以开发出更有可能坚持的解决方案,因为它们能够灵活地应对不断变化的条件,预测未来的行动,或推动更划算的选择。
2.参与解决方案开发
eLab由30多位思想领袖和决策者组成,代表着电力系统的一个缩影——公用事业公司、联邦和州监管机构、可再生能源公司、智能电网公司、大客户和非政府组织——他们定期召开会议,分享见解,围绕可能产生冲突的问题进行合作,以形成突破性的想法和对话。此外,eLab正在推动几个深入的项目,以充实问题并开发真正的解决方案。通过采取这种参与式的方法,我们可以制定出反映不同行为者需求的解决方案,从而有可能加快吸收和防止目前减缓行动的那种交通堵塞。
3.这是一种培养创造性、生理性思维的环境
棘手的问题是新颖的——它们不可能通过“上次奏效”的最佳实践解决方案来解决。“eLab采用经过验证的创新方法来促进新的、有创意的和实用的解决方案——通常是通过以不同和独特的方式将已有的想法整合在一起。
无论是与实验室有关的,还是与实验室以外的,都出现了需要新型解决方案和正在取得实际进展的例子。想象一下,如果:
- 加州可以成功地开发一个“净计量2.0”概念,可能包括新的费率结构或公用事业商业模式,支持分布式太阳能产业的持续增长,同时也公平地补偿公用事业公司为客户提供的服务。
- 科罗拉多州的柯林斯堡市可以成功地展示一个45MW净零能源区,称为FortZED.它的成功需要市政府、市政公用事业、科罗拉多州立大学、科罗拉多清洁能源集群和许多其他社区利益相关者之间的密切合作。
- 美国海军可以使用分布式能源和智能电网控制来展示一个更有弹性的电网,从而将超级风暴桑迪造成的停电的严重程度和持续时间降至最低。
美国电力行业正处于一个拐点,该行业面临的风险是严峻的,而切实可行的解决方案的前景是真实的。该行业正处于十字路口:布拉特尔集团(Brattle Group)估计到2030年,电力行业将需要进行高达2万亿美元的基础设施投资,仅仅是为了保持系统运行。这笔钱可以更多地投资于维持现状,也可以用来抓住这个机会,做出真正的改变。
要做到这一点,该行业必须制定正确的规则——创造一个公平补偿所有参与者(公用事业、可再生能源和其他资源公司、客户)所提供服务的环境,并支持灵活性和创新。利用和扩大新技术和新想法所创造的机会可以支持向更可持续、更安全、更廉价的电力系统过渡。要抓住这些机会,需要采取新的方法,增加承担风险的意愿,并在将集体决定前进道路的所有行动者之间进行真正的对话。
由artiticphoto /Shutterstock提供的输电线路照片