剩余互连和发电机更换互连流程为当前阻碍新发电厂部署的互连瓶颈提供了快速、低成本的解决方案。尽管美国各地的监管机构和政策制定者都努力以可靠且经济高效的方式为客户提供服务,并为预期的电力需求增长做好准备,但新发电机却在互连队列中积压多年。此外,这些发电机面临着越来越昂贵的互连成本,这往往导致它们完全退出队列。使用标准互连队列流程的资源无法快速上线,无法满足电网及其客户的可靠性需求。全国各地的电网运营商都有可能通过剩余互连和发电机更换互连利用更快、更快捷、更低成本的互连途径来应对这些挑战。虽然本报告重点关注由两家区域输电运营商 (RTO) 运营的电网区域,这两个区域输电运营商共覆盖美国中部大部分地区,即中部大陆系统运营商 (MISO) 和西南电力联盟 (SPP),但这些机会和结论在很大程度上适用于其他美国电力市场。
II 12 关于氢能的见解 11 1. 分析师同意这一观点,但并非所有游说者都同意:氢能对于气候中和的作用至关重要,但其次于直接电气化 11 2. 我们应该围绕无悔的工业和电力需求来建设氢能基础设施,并确保以预测的行业需求为出发点进行基础设施规划 15 3. 我们需要大量地质储氢 18 4. 支持无悔应用可再生氢能的政策工具 20 5. 目前尚无可靠的家庭用氢融资策略 22 6. 天然气配送网需要为其商业模式的颠覆性终结做好准备 24 7. 氢能汽车的潜在未来市场每天都在萎缩 29 8. 每 GW 电解必须配备 1-4 GW 的额外可再生能源,其位置应不会加剧电网瓶颈 31 9. 氢能贸易将是区域性的:运输氢气比管道或电缆更昂贵 33 10. 积极确保公众接受对欧洲至关重要充分发挥氢能潜力 35 11. 为了保持行业竞争力,欧盟应从邻国获取廉价氢气,同时从全球市场进口可再生氢基合成燃料 39 12. 我们应该对从碳捕获过程中生产(蓝色)氢气的想法保持开放态度,但要结合严格的保障措施 42
本报告面向各种利益相关者,他们可以帮助加速虚拟发电厂 (VPP) 的起飞。对于不熟悉 VPP 的受众,本报告旨在建立对其价值主张以及目前使用的相关商业模式和技术的基础理解。对于更有经验的受众,本报告旨在催化和组织能源部、州和国家监管机构、政策制定者、公用事业、ISO/RTO、企业、研究组织、倡导团体等围绕起飞挑战和潜在解决方案的对话。基于本报告,未来的努力可以包括近期、无悔的行动以及制定更详细、更长期的路线图,以快速、安全、公平和经济高效地部署 VPP。
GET 因其在更好地利用现有输电系统和为运营商提供更好的态势感知和电网控制方面的潜在作用而越来越受到认可。2021 年 Brattle 的一项研究发现,部署 GET 可以使堪萨斯州和俄克拉荷马州的可再生能源整合率大约翻一番。12 最近,包括全国公共广播电台和 The Hill 在内的全国性媒体将 GET 描述为解决美国目前面临的一些电网挑战的无悔解决方案。13 在其关于互连的 2023 年命令中,FERC 要求输电提供商在互连研究过程中评估替代输电技术,包括一些 GET(PFC),以确定部署的可行性以及相对于传统网络升级的成本和时间节省。
《展望》特别关注天然气开采、风能发电和绿色氢气、二氧化碳储存以及浮动太阳能电池板等创新系统。它还包含了融入更广泛能源系统的想法。除了技术可能性和经济机会外,《展望》还深入了解了政府可能做出的决策以及在所有可能的转型中必须做出的决策(这些决策被称为无悔决策)。它还深入了解了可能相互排斥或导致停滞(称为锁定)的决策。毋庸置疑,能源生产并不是北海唯一的活动。其他活动包括娱乐、捕鱼、航运、军事演习和旨在保护自然健康的北海的活动。这些活动不在本《展望》的讨论范围内。2022-2027 年期间的北海计划将权衡负责任地分配海上空间以进行多种活动的所有方面。
这些方案是短期内必需的,以支持 REZ 中的电网规模发电和存储,并在燃煤电厂关闭时维持电力供应。它们是“无悔”方案,因为它们在所有模拟情景下都使电力消费者受益。虽然“立即交付”中包含的一些方案自进行建模以来已更新为最新的项目信息,但它们大致相似,并且与建模练习的结果相当。在十年内(到 2033 年)交付它们是当务之急,与社区密切合作以管理影响并最大限度地利用利益和机会。• 中西部奥拉纳 (CWO) REZ:增加 4.5 吉瓦的网络容量,新线路将五个新变电站连接到现有网络。• 新英格兰 REZ:增加 6 吉瓦的网络容量,新线路将四个新变电站枢纽连接到贝斯沃特和塔姆沃思-阿米代尔线之间的现有网络。这分为两个阶段,分别为 2.4 吉瓦和 3.6 吉瓦。
中国和德国同为制造业大国,都设置了在本世纪中叶实现净零排放的气候目标,因此在清洁能源转 型领域面临着诸多共同挑战。尽管俄乌冲突全面爆发导致了全球范围的能源安全焦虑,德国仍在为实现 2045 年气候中性目标而加速布局可再生氢能政策和产业,以有效支撑本国的清洁能源转型进程。作为极 具气候雄心的发达经济体,德国在氢能经济领域的经验和教训可以帮助中国培育本国处于起步阶段的可再 生氢产业链。本文从氢能治理结构、提高氢能经济可行性措施和促进氢能应用等方面剖析了德国 2020 年 6 月发布的《国家氢能战略》。结合中国 2021 年 3 月发布的《氢能产业发展中长期规划( 2021-2035 年)》 以及电动汽车在中国的发展历程,作者基于中国具体国情提出了以下有针对性的政策建议: ● 为更好更快建立工业化规模的低碳氢供应链,中国应在充分利用本国现有化石燃料制氢产能的同时激 励可再生氢产能的持续增长。基于中国在电动车发展助力交通行业减排过程中所取得的经验,在氢能 产业链规模化之前,扩大氢能的下游需求与上游的低碳生产应该区分对待。扩大可再生氢产能应与鼓 励氢能大规模应用同时推进,从而在氢能产业链的上、下游之间产生正向激励效应。另一方面,本世 纪初以来全国燃煤发电装机的快速扩张已提前锁定了巨量煤炭需求,中国应以此为鉴,尽量避免进一 步扩大现有化石燃料制氢产能规模。 ● 氢能管制应更多侧重其能源属性。目前,中国仍将氢气作为危险化学品进行标识和监管,对其能源属 性没有予以充分考量和反映。对氢能的危化品定位在生产选址、道路运输、市场准入、终端应用以及 标准化等方面带来了一系列重大挑战。中国未来是否能够更加合理地对氢能进行定位是实现氢能规模 经济性的重要先决条件。 ● 可再生氢在工业深度脱碳中的作用应被优先考虑,并重点聚焦钢铁、石油化工和煤化工产业。鉴于可 再生氢在重工业应用中的巨大潜力,工业脱碳应成为中国实现可再生氢供应链规模经济性的重点领域。 除了尽快将排放密集型的工业行业纳入全国碳排放交易体系,还应考虑将德国乃至欧洲的创新政策和 金融政策工具针对中国国情进行定制和试点,尤其是绿钢的政府采购、碳差价合约和气候友好型原材 料的需求配额。 ● 为更好促进可再生氢在中国的发展,应建立氢能部际协调机制,并最好由国务院直接领导。否则,氢 能治理的职责如果长期分散在在不同部委之间,将会阻碍氢能的长足发展,并使中国错失先机。建议 由该高层协调机制主导对建设跨省氢能管道这一无悔基础设施的必要性和规划展开调查研究,以积极 应对中国氢气生产、消费地理错配的挑战。 ● 中央和地方政府补贴氢能发展时,应在制度设计层面防范“骗补”乱象并促进公平竞争。根据以往补 贴政策实施过程的经验教训——尤其是电动汽车领域——中国氢能监管框架应重视制约与平衡,并纳 入多重监督机制。 ● 为了缩小与发达经济体在氢能核心技术领域的差距,中国应考虑为包括跨国公司与本土企业在内的市 场主体营造更加公平的竞争环境。如果能够大幅加强知识产权保护、积极消除市场准入壁垒,中国将 能更好地深化与发达经济体在可再生氢领域的国际合作,并吸引欧盟特别是德国公司来华展开互利双 赢的技术合作和商业投资。