谁需要“巴塞尔”的力量？（或者，让市场工作）

4月，美国能源秘书瑞克佩里宣布了一项为期60天的研究关于电力市场设计和电网可靠性，旨在评估目前的市场设计在多大程度上未能充分补偿“基负荷”(燃煤和核电)发电厂。

这备忘录(PDF)这项委托研究提出了一个奇怪的说法:“基负载电力是一个运转良好的电网所必需的。”多年前，由公用事业公司、系统运营商、经济学家和其他专家组成的多元化团体已经彻底推翻了这一观点。在这些实践者看来，这个前提似乎是落后的，就好像德怀特·艾森豪威尔(Dwight Eisenhower)总统没有启动州际高速公路系统，而是呼吁重新研究马车的优点。

如今，电网需要各种资源的灵活性，而不是基于基准电厂。利用市场力量来帮助我们在选项之间决定提供最佳机会，避免多批钱的碳排放和碳排放的缩略图 - 在过去的世纪技术中盲目再投资。

现代电网不需要基负载

美国的公用事业至少有十年的舒适体验，运营网格，相对于低成本可再生能源，基准电力份额下降。同时，在大西洋，可靠性和可再生能源采用水平高于美国;值得注意的是，灯光未能在英格兰出去最近，英国的电网在没有任何煤电的情况下运行了一整天这是自1882年以来的第一次，预示着它计划在2025年逐步淘汰。

分析而言，在美国能源部(DOE)自己的世界知名国家实验室工作的科学家们，以及其他一些人，一致地表明，中等至高份额(30 - 80%)的可再生能源电网，以及相应份额较低的基础负荷能力电网，尽可能可靠地工作至少和化石燃料发电系统一样有弹性，但是较低的运营成本和风险．

公用事业公司的高管们也越来越多地看到了不明不白的事实:不仅基础负荷对于一个可靠的电网来说是不必要的，而且它与快速变化的能源格局在财务上也不相容。国家电网的首席执行官说2015年，“基载电力的想法已经过时了”，因为消费者寻求更便宜的、离他们更近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的一名高管，说在未来的电网中，“大型基载发电机几乎一直在运行的想法，与我们预期看到的市场条件不太相符。”

对于一个可靠的电网来说，基负载不仅是不必要的，而且它与快速变化的能源格局在财务上也不相容。

甚至在田纳西州，立法机构最近通过一项法案冻结国家的风力发展，田纳西州谷权威的首席财务官承认不断变化的电网格局“让我们所有人都非常担心在大型、新型、昂贵的发电厂上进行长期押注”。

那么，这是好奇的，即DOE研究的规定的前提是忽视，考虑到经验证据，分析严谨和金融现实，在一起，一直在将基础争论解散至少十年。虽然自游房子和爱迪生的日子以来，电力输送物理学并没有有意义地改变，但达到这些物理限制的选项的比较经济学已经颠倒过来。

可靠性是一个系统属性，而不是单位属性

没有人否认我们的经济需要一个可靠的网格，电力供应必须在所有时间匹配需求，但这没有理由认为我们需要一直运行的个人发电厂。这是一件好事，因为这样的植物根本不存在。

基本负荷电厂被迫停运在2%(核能)到10%(煤炭)之间当它们意外失败时，进行备份的成本很高，因为它们在运行过程中会很不方便热浪和寒流(PDF)，当他们最需要的时候。即使他们拥有，这也是如此“燃料在手上，”一种令人费解的特征令人费解的术语，其比煤炭植物更容易应用于太阳能和风力的特征，因为这些可再生能源不依赖于远处的拖曳燃料 - 因为它们没有燃料。

因此，在整个电网的历史中，多样化资源的组合一直是保证可靠性的最便宜的方式，而且成本最低。过去，这种多样化的投资组合将基载电厂与建造成本更低、更灵活的电厂(天然气涡轮机)结合在一起。这种组合让电网能够适应负载的变化，而负载的可预测性往往不如风能和太阳能生产。

与甚至五年前相比，今天的不同情况是，实际上是低成本能源的默认选择，实际上是风和太阳能，已经长期固定价格露面新的核，煤气和天然气植物的成本 - 甚至只是旧的运营成本。鉴于那些可再生能源的“令人难以置信的低且仍然下降的成本，灵活性比它更重要 - 幸运的是，灵活性也更便宜，更清洁，比以往任何时候都更加丰富。

灵活性是这个领域的新币

灵活性地将清洁能源可靠地集成到网格操作中有多种形式，并且在所有时间尺度上都有多种形式。有三个主要用例需要考虑，对应于可靠网格的各种操作需求：

1.秒分钟:在这些短时间，网格需要“辅助服务”以维持可靠性并确保需求和供应总是匹配。传统上，这些服务由化石或水电发电机提供备用能力，但越来越多地，从分布式能源和其他新的清洁能源替代方案采购它们就会变得具有成本效益。

例如，加州的一个公用事业规模的太阳能发电厂已显示（PDF）许多这些辅助服务可以作为工厂逆变器的有价值的副产品来提供。逆变器是非常可靠的固态电力电子设备，其主要任务是将可再生电力送入电网。PJM网格中的聚合器是控制热水器的机队平衡供需之间每秒的不匹配。重要的是，这些和其他清洁能源经常提供比它们正在抵消的化石植物更好的辅助服务（对信号的较快和更准确的响应），因此他们根据联邦能源监管委员会的“履行薪酬”规则更多。其他资源包括电动汽车和专用电池，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主要用例已经支付的硬件（为电池驾驶或电池备用电源）来使用硬件。

2.小​​时到几天：在这些中等的时间尺度上，电网需要能够在一天的时间内平衡能源供应和需求的资源，因为终端使用服务以及太阳能和风能生产的需求都有起伏。(其他类型的可再生能源，从地热能、小型水力发电到废物燃烧，变化不大。)清洁能源已经擅长提供这些服务;事实上，它们是价值数十亿美元的美国需求响应市场的面包和黄油。

例如，大约60 GW（PDF）载荷的载荷响应计划纳入零售公用事业和批发市场运营商。需求响应通常是竞争性拍卖峰值容量的最低资源，轻松击败了新的燃气发电．同样的技术越来越多地被用于提供智能装载换档而不仅仅是削减开支，而是在数小时内平衡供需。智能空调，热水器和电动车是最有希望的选择之一，但美国至少有30%的电力需求具有一定的灵活性，可用于提供电网价值。如果能充分利用蓄热设备——比如蓄冰空调，或者只是控制建筑，让它们将热或冷储存在自己的材料中，通过巧妙地使用与可再生能源供应相匹配的加热和制冷设备，提供持续的舒适，那么这种潜力就会更大。

如果能充分利用蓄热设备，比如蓄冰空调，或者只是控制建筑，使其利用自己材料储存的热或冷，通过巧妙地选配与可再生能源供应相匹配的供热和制冷设备，提供持续的舒适。

3.周到几个月：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不同季节的能源需求密切匹配。有人认为，这给低碳电网带来了操作上的挑战:我们如何满足平静、阴天的需求?因为这不是今天的问题，未来几十年也不会是，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，一旦市场发出需要的信号，有能力和充足的技术可以介入。

一个有希望的想法是从当时的gen。艾森豪威尔的建议是:“如果一个问题无法解决，那就扩大它。”也就是说，扩展它的边界，直到它们包含解决方案所需的内容。

市场可以充当交响乐的指挥 - 协调何时以及在乐团中的仪器中的单独能源，可以提供最大的价值。

例如，它比单独解决热量和电力问题更容易。耦合电加热装置（PDF）通过热电联产，在有风和阳光的日子，“过剩”的可再生电力可以抵消天然气供暖的影响，从而提高了“超大”的可再生能源系统的经济性，该系统可以在平静和阴天提供足够的能源。扩大这个问题也意味着在地理上扩大它。风能和太阳能倾向于通过在不同的天气模式和时间发挥最佳效果而相互加强，特别是在更大的地理区域内相互连接时。事实上，长距离高压输电线路，根据美国的发展但在中国和其他国家已经很普遍，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，在那里它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，这是可能的通过光纤电缆将数据中心负载的消耗移动到具有多余可再生能源的网格。这可以让云的越来越多的能源需求来遵循世界各地的太阳和风，没有任何渐进的经验。

如果这些技术今天不是商业的，那就不是缺乏技术实力或物理学的一些限制。相反，它是因为季节性能量平衡的问题几十年来，我们还尚未释放市场的力量来解决它们。

从呐喊比赛到交响乐

在过去的几个月里，关于电网未来的讨论一直是尖锐的，让人联想到现任的基础负荷电厂(及其说客)与支持市场的利益集团之间的一场争吵。与需求下降和暴跌的能源价格由于目前低（但固有的挥发性）天然气价格，毫无疑问的现任者正在失败。即使是全新的煤气厂不能勉强维持，现在正以一美元几美分的价格转售最近的UBS分析．发电厂所有者留下来诉诸上诉官僚干扰还有一些“研究”找到了新的方法来帮助他们更大声地呐喊，这样今天的赢家就可以被迫支付昨天的输家。

我们需要缩短这个喊叫搭配，让市场工作。市场，最佳，可以充当交响乐的指挥 - 协调各个能源，如管弦乐队的仪器，可以为最终客户提供最大的价值。最甜蜜的交响曲在合适的时间内整合了许多乐器。没有任何乐器一直播放，但整体持续创造了美妙的音乐。

现在，协调美国网格的导体正在发送明显的信号我们当然不需要任何新的基础，而且时间已经到了现有的基石工厂考虑计划最终弓箭。与常见的误解相反，它甚至没有可再生能源，这些可再生能够杀死化石发电厂的经济学 -这是廉价的气体．如果旧的巴塞尔电厂无法处理商品燃料价格的变幻莫测，他们怎能希望在廉价风和太阳能升起的浪潮中幸存下来？

万亿美元的问题

因此，我们面临着一个选择，而且风险很高。到2030年，美国约50%的热发电能力将达到退休年龄，如果需求保持平稳甚至持平，这个时间线可能会加快收缩，对盈利能力施加额外的压力。If we were to take at face value the DOE study’s outdated assumption that "baseload power is necessary to a well-functioning electric grid," we would reinvest, like-for-like, in the same kinds of power plants that have led us straight into this contentious shouting match in the first place.

这样做的话，我们将锁定购买新资产的巨额成本，用公用事业公司的话说，其中许多资产可能会“搁浅”，因为效率、可再生能源和其他清洁能源替代品的进步会迅速抹去这些投资的价值。这将给我们的经济在全球竞争的能力造成障碍，尤其是与中国、印度和欧洲的竞争。这些国家已经在更积极地转向可再生能源，以在未来几十年锁定超低的电力成本。除了搁浅的资产风险之外，这条路径还将锁定数十亿吨的碳排放，无论是直接(如果我们真的运营所有这些工厂)还是间接(将资本浪费在与气候稳定不相容的资源上)。

另一方面，我们也可以从美国主要州和其他国家的经验中吸取教训，即主要基于可再生能源的灵活电网，是为我们不断增长的经济提供动力的一种同样可靠、成本更低、风险更小的方式。我们可以选择利用可再生能源行业令人难以置信的创新倾向，降低风能和太阳能的交付成本。我们可以从今天的美国领先企业和勇敢的新贵身上，在供应和需求方面的灵活性释放新的创新，以最好地整合这种低成本能源。

我们做出正确选择的机会有限。今天，我们应该抓住美国能源部的研究和当前关于批发市场改革的辩论提供的机会，以确保未来的电力市场服务于而不是与我们社会的目标相反。