布魯克林微電網的成長

紐約市一個社群為彙集當地可再生能源所做的努力,反映了向分散式電力生產和消費的更大推動

瑪莎·卡梅倫為使她的家自給自足付出了巨大的努力。這位在布魯克林高檔的公園坡社群居住了40年的居民,在2010年她的三層棕石建築的屋頂上安裝了18塊光伏板,在溫暖的月份裡,它產生的電力足以執行這棟建築的一樓和二樓。卡梅倫沒有電池來儲存能量,所以她依靠電力公司來吸收她太陽能電池板的電力,並透過現有的電網將其反饋給她。本質上,她是紐約市公用事業公司聯合愛迪生(Consolidated Edison)的能源生產商,該公司以批發價從她那裡購買電力,並從她的每月電費賬單中扣除這筆款項。

在這種安排下,卡梅倫永遠無法從她的貢獻中獲利。她也不能管理自己的電力供應。而且,當社群的電力中斷時,電力公司也會關閉她的電源,以免她產生的能量透過線路遷移並傷害到在那裡工作的人。如果電網像2012年超級風暴桑迪期間那樣長時間失效,那麼首要任務是恢復醫院、避難所和社群中心的電力供應。在實現這一目標之前,即使陽光高照,電子也不會從卡梅倫的屋頂流出。

但這種情況可能很快就會改變。卡梅倫和她的許多鄰居已經簽署了一個名為布魯克林微電網的專案,該專案正在安裝基礎設施,使公園坡社群的一小部分建築群——以及鄰近的戈瓦納斯社群的另一處建築群——能夠脫離更大的電網。微電網將獨立分配當地來源的電力,而無需公用事業公司的干預。


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效仿愛迪生

在短期內,布魯克林微電網將在風暴、網路攻擊和其他災難性中斷期間作為備用選項執行。“該專案的主要推動因素是面對電網事件時的彈性,”LO3 Energy的創始人勞倫斯·奧爾西尼說,該公司成立於2012年,現在為布魯克林微電網專案提供資金。“在發展的任何階段,重點都將是保持對社群的健康和福祉至關重要的設施的正常執行。”但在長期內,LO3安裝的基礎設施——以及它計劃建立的企業實體——可能會使參與者走上完全擁有社群產生的電力的道路,使他們有權決定如何分配電力,並可能鼓勵進一步投資可再生能源。

微電網並非新概念。當托馬斯·愛迪生首次讓全國用鎢絲燈照亮每家每戶時,他構想了一個由小型、獨立的公用事業供應商組成的網路,他們利用靠近家園的發電資源。然而,當交流電在電力傳輸中勝出成為標準時,遠距離傳輸電力立即變得可行。於是,美國電力分配的集中化開始了。

一個多世紀後,一系列環境、技術和經濟壓力最終推動我們走向分散式分配。可再生能源的價格大幅下降,這意味著像卡梅倫這樣的人在屋頂上安裝光伏陣列在經濟上是合理的。根據波士頓可再生能源研究公司Greentech Media Research的資料,2015年,太陽能開發商為美國增加了約7.3吉瓦的發電容量——高於2010年的不到1吉瓦——其中約四分之一來自屋頂安裝。與此同時,美國電網繼續老化並暴露其脆弱性,促使一些州讓擁有高比例當地發電的社群對其分配擁有更多控制權。

加利福尼亞州是最早推動微電網採用的州之一,今年它成為第一個要求公用事業公司與可以利用這些資訊建立微電網的團體分享分配規劃資源的州。加利福尼亞州也是少數幾個採用社群選擇聚合的州之一,這是一種法律選項,允許當地政府購買社群產生的電力,並與他們投資者所有的公用事業公司直接競爭,將其出售給居民。

根據為社群爭取環境問題的非營利組織地方自力更生研究所(ILSR)的資料,今天,微電網僅提供美國所有發電容量的0.1%。而且,幾乎所有微電網都只建在七個州,這些州都通過了鼓勵採用微電網技術的立法。然而,ILSR預測,未來5到10年內,微電網的數量將翻一番或兩番。

加速發展

紐約州政客們一直在爭先恐後地趕上,2014年,州長安德魯·科莫宣佈了一項名為改革能源願景的新計劃。作為該計劃的一部分,他的政府正在透過一系列名為競賽紐約獎向全州的微電網專案撥款4000萬美元。該計劃由紐約州能源研究與發展管理局(NYSERDA)執行,其目的是資助該州從設計到安裝的微電網。第一輪比賽已於去年結束,併為83個團體資助了可行性研究。“這基本上是將公共資金投入到今天建設微電網更困難的過程之一,即首先使其起步,”ILSR的研究員兼微電網報告的共同作者馬特·格里姆利說(pdf)。

根據格里姆利和奧爾西尼的說法,最大的障礙之一是每個社群都有不同的需求,併為等式帶來了不同的資產組合。例如,布魯克林微電網選擇了公園坡社群的一個街區,因為它擁有高密度的屋頂太陽能電池板。“一切都必須由社群的需求驅動,”格里姆利說。“因此,這種資金基本上只是將所有這些不同的社群供應商和公用事業公司都放在同一張桌子上。”

布魯克林微電網目前未使用NYSERDA的獎勵資金,但它將競逐下一輪資金。與其他專案一樣,現在的目標是讓儘可能多的人加入。據奧爾西尼說,迄今為止,已有130多座建築物(包括標誌性的棕石房屋、公共住房大樓和學校,以及一家雜貨店、加油站和消防站)簽約成為布魯克林微電網的一部分。

宏觀視角

圍繞美國微電網未來的最大問題之一是,當更大的電網正常工作時,如何在日常基礎上從中獲得財務價值。“對我來說,最大的障礙仍然是證明商業案例的合理性,”國家可再生能源實驗室的工程師山姆·布斯說,他幫助包括奧爾西尼在內的團體部署微電網。“你將進行所有這些投資,這些投資將在不太可能發生風暴或恐怖襲擊或其他事情時使你更具彈性。你如何利用你投入到這個微電網中的資產,並弄清楚如何在大部分電網都存在時使其產生價值?”

對於公園坡的居民來說,彈性實際上是次要的考慮。紐約州目前正在試驗社群選擇聚合的分配模式,這意味著布魯克林微電網可能很快就會有法律選擇在財務上脫離聯合愛迪生。大多數布魯克林微電網的業主註冊時都認為,他們正在為社群生產自己的電力的未來奠定基礎,任何利潤都將留在當地,並被輸回不斷增長的可再生能源基礎設施中。

為了為未來做好準備,奧爾西尼現在正在將布魯克林微電網建立為一家公益公司(一家在環境責任方面受到高標準約束的公司),他打算將其作為一家合作社與其他居民共同擁有。社群將擁有新增到電網中的任何新的可再生能源,居民將有權決定如何使用這些資產。這就是為什麼像住在瑪莎街對面的鮑勃·索切利這樣自己無法安裝太陽能電池板的人也支援這個專案的原因。透過在布魯克林微電網公益公司中持有股份,索切利將有權決定他的社群投資哪些能源,這將使他能夠將他通常支付給聯合愛迪生的錢重新投入到他的社群,以資助智慧電錶等節能基礎設施。“這給了我一種參與的方式,”他說。

對於卡梅倫和她的鄰居來說,控制社群資產的財務控制權是朝著擺脫化石燃料邁出的一步,這在他們的社群本身就是一種價值。她補充說,“我們正在努力做的一件事是擠出一點點社群控制的能源。”

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