德克薩斯州奧斯汀——2010年2月28日,對於德克薩斯州的風能來說是具有里程碑意義的一天,它讓雲層——以及電子——飛速運轉。
在狹長地帶,陣風達到每小時47英里,風力發電機向達拉斯、奧斯汀和其他人口中心輸送了創紀錄的6,242兆瓦電力。下午1點,德克薩斯州電網消耗的所有電力中有22%來自風能。
對於像公共事業委員會主席巴里·史密瑟曼這樣自豪的德克薩斯人來說,這些記錄證明了該州在美國乃至全球(正如主席所說)作為“陸基風力發電中心”的地位。
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截至2009年底,德克薩斯州風力渦輪機的裝機容量達到9,410兆瓦,遠遠超過了接下來三個最大的風力發電州——愛荷華州、加利福尼亞州和華盛頓州的總和。在一年中,風力發電提供了德克薩斯州5%的需求,如果該州電網目標得以實現,這一比例將增加一倍以上。
德克薩斯州是否為全國公用事業部門轉型為擴大可再生能源發電和智慧電網技術提供了榜樣?還是德克薩斯州電網固有的獨立性有力地說明了地區差異如何應對尋求國家能源政策的情況?這兩個方面的證據都從孤星州湧現出來。
正如奧巴馬總統及其政黨在國會的領導人所呼籲的那樣,它顯然是展示大規模風力發電建設的工程、工業和政治挑戰的中心舞臺。“如果你願意,它就是一個實驗室,一個試點,一個測試案例,”德克薩斯大學奧斯汀分校高階能源經濟學家居爾坎·古倫說。
該州1999年具有開創性的電力放松管制法規幾乎是事後才想到的,其中包括一項要求,即德克薩斯州到2009年要開發2,000兆瓦的風力發電。
為了啟動市場,它建立了一個能源交易計劃,要求電力零售商購買——然後登出——可再生能源信用額度。德克薩斯州在2005年就超過了第一個可再生能源里程碑,比計劃提前了四年,並且正在逼近到2025年實現10,000兆瓦可再生能源的新目標。
現在有一半以上的州制定了可再生能源授權或目標,但德克薩斯州走在了前列。
在德克薩斯州尋找答案
德克薩斯州的放松管制創造了批發和零售層面的競爭性電力市場,雖然經歷了一些“痛苦的”成長陣痛,正如一位專家所說,但它也促成了創新和實驗。數百萬個智慧電錶正在全州範圍內安裝。奧斯汀是國家主要的聯邦智慧電網實驗——Pecan Street專案——的所在地之一,該專案旨在測試公用事業公司能否從銷售千瓦時盈利地轉向節約千瓦時。
德克薩斯州電力可靠性委員會(ERCOT)——該州電網運營商——的系統評估經理沃倫·拉舍爾說:“我們可以非常迅速地將新技術引入市場。”拉舍爾說,“如果所有這些事情結合在一起,我們可能會看到該州電力系統的重大變化。”
德克薩斯州能源顧問馬克·布魯斯說:“你不能從德克薩斯州複製貼上到加利福尼亞州或賓夕法尼亞州。但德克薩斯州的利益相關者花了很多時間學習如何發展我們的市場。”
也許該州最引人注目的進步是德克薩斯州公共事業委員會在2005年批准了一項計劃,即在德克薩斯州西部和中部建設新的輸電線路網路,以充分利用其風力發電潛力。委員會正在監督耗資50億美元建設2,300英里高壓線路進入風區的工程。雖然一些專案因選址問題和法院糾紛而延誤,監管時間表也很緊張,但專家表示,擴建工程仍有望在2013年至2015年基本完成。屆時,該網路將能夠處理高達18,000兆瓦的峰值風力發電量。
相比之下,聯邦政府關於輸電的政策受到地區衝突的束縛,這些衝突涉及誰為可再生能源的長途輸電線路付費,以及當地對新線路及其高聳入雲的鐵塔的反對。在德克薩斯州,所有客戶按比例分擔線路費用。
想要了解電網可以處理多少風能或太陽能的電網運營商首先會在德克薩斯州尋找答案。
“這幫狗孃養的想偷我的褐煤”
“我感到驚訝,” 羅傑·鄧肯說,他直到最近還是德克薩斯州首府奧斯汀市公用事業公司奧斯汀能源的總經理。“我記得10年前我們第一次討論這個問題時的情景。在我們公用事業公司,工程師們說,有一天你可能會在理論上達到電網20%的電力由風能提供的程度。但這將非常困難;這將是幾十年以後的事情,並且超過20%之後,你就會使整個電網崩潰。我不想說沒有任何問題,但它們遠沒有10年前看起來那麼棘手。”
混合風能(它確實會隨著變幻莫測的天氣而變化)需要預測、控制系統和風力渦輪機技術的穩步進步。ERCOT的顧問通用電氣能源公司得出的結論是,在2008年的電力需求水平下,電網目前的架構可以處理高達15,000兆瓦的風力發電。“在某個時候,你不能再接納更多的風力了,”拉舍爾說,除非電網發生重大變化。“我們認為有現成的技術可以解決我們面臨的所有問題,”拉舍爾補充道。
未來可能會出現的任何意外都可能首先在德克薩斯州顯現。“可以肯定地說,我們處理的風力發電量最多,”ERCOT的運營規劃經理約翰·杜馬斯說。“我們處理過其他人尚未見過的事情。”
然而,可以肯定的是,如果該州沒有在新政中基本上將自己與美國其他地區的電網隔離開來,那麼德克薩斯州的風能故事就不會被書寫。雖然落基山脈東西兩側的電力線路連線在一起,形成兩個同步發電系統,它們的發電廠以近乎一致的節奏運轉,但三分之二的德克薩斯州是獨立的。今天,該電網由ERCOT管理。
當國會在1935年將聯邦電力委員會置於所有批發州際電力銷售的管理之下時,德克薩斯州選擇退出並一直置身事外。在1976年某天黎明前發生的一起傳奇事件中,一家德克薩斯州電力公司秘密地將其位於德克薩斯州威奇托福爾斯附近的線路重新連線到俄克拉荷馬州的一家姊妹工廠,以保護其作為州際控股公司的地位。但由於它與其他德克薩斯州公用事業公司相連,它的行為似乎使整個行業突然受到聯邦控制。德克薩斯州可能不得不與其他州分享其廉價的燃煤電力。
“這幫狗孃養的想偷我的褐煤!”時任德克薩斯州公用事業公司董事長路易斯·奧斯汀咆哮道,一位前德克薩斯州公共事業專員後來回憶說。經過在法院、立法機構和監管委員會的長期鬥爭,德克薩斯州的獨立性得以 сохранена。
風能已經到來:問問它的反對者就知道了
古倫和他的同事們今年早些時候正在華盛頓規劃一次電力政策會議,並正在考慮將德克薩斯州作為其他州的榜樣。
他說:“華盛頓的人們告訴我們,他們不想聽到這些。他們認為德克薩斯州是一個例外。”
鄧肯說,德克薩斯州獨特的經濟和政治利益的匯合催生了1999年最初的風力發電授權。“西部牧場主和農民看到了收入機會。他們在立法機構中是一股強大的力量。”與此同時,環保組織想要風力發電,一些城市議員看到了廉價電力的希望,他說。
德克薩斯州參議員柯克·沃森(民主黨-奧斯汀)說:“立法機構中有強大的領導力量支援它。” 但許多德克薩斯州議員認為,小規模的可再生能源授權不會有什麼作用。
2000年,在該法律生效後不久,風力發電機開始提供長期固定價格合同。那個夏天,加利福尼亞州能源危機爆發,導致天然氣價格上漲了兩倍——以及用天然氣發電的價格。
前奧斯汀市議會議員、現任Pecan Street專案負責人布魯斯特·麥克拉肯說:“突然之間,所有大型商業客戶都說,‘夥計,我們可以購買10年期固定價格;我們不在乎它來自哪裡。’”
還有另一種方法來衡量風力發電在德克薩斯州日益增長的影響——那就是關注反對的聲音。
該州強大的天然氣生產商在ERCOT內部發起了一場運動,迫使風力發電機分擔滿足備用容量要求的成本——即在無風時為滿足需求而必須提供的發電量——以及維護穩定輸電網路的成本。
價格降低,但有代價
老式風力渦輪機通常沒有配備或設計來支援電力線上的電壓水平,這是一個關鍵的穩定性因素,並且不要求提供該服務。(新型渦輪機設計可以幫助保持頻率穩定。)
風力發電機開發商表示,要求所有風力發電機改造其渦輪機以解決這個問題將帶來沉重成本。當風力發電機無法執行時,對其評估成本的新要求也會如此。行業派別目前正在ERCOT的政策委員會中就這些問題進行爭論。上個月,PUC擱置了一項關於該問題的措施,要求進一步進行工作人員分析。
該州最大的發電商表示,這很簡單,就是公平:風電行業應該遵守其他人面臨的相同規則。
但風電目前並沒有遵守相同的規則。
風力發電機可以以零價格將其電力投標到德克薩斯州批發市場,因為它們不支付燃料成本。有時,它們甚至為買家支付每兆瓦時10美元或更多的費用來購買他們的電力,因為如果它們在執行,它們將獲得每兆瓦時20美元的聯邦生產稅收抵免。
布拉特爾集團諮詢公司的負責人朱迪·張說,這降低了所有發電商收到的電力批發價格,這符合德克薩斯州市場的運作方式。(風電場的建設資本成本透過零售價格轉嫁,張指出。)
古倫說,憑藉其較低的價格,風電生產商正在將天然氣發電機擠出市場。“這就是為什麼天然氣發電廠在抱怨,”張說。“所有傳統資源都在抱怨。”
德克薩斯大學教授羅斯·鮑爾迪克說,如果不是風力發電機獲得的補貼和稅收抵免,風電將無法競爭。這些來自納稅人的轉移支付將風力發電的成本從每兆瓦時約80美元降至50或60美元,他說。
對於沒有補貼的每兆瓦時80美元的成本,他將增加每兆瓦時20至30美元,用於將電力輸送到風區的額外輸電成本,以及無風時所需的備用服務成本。這使得風力發電的實際價格超過每兆瓦時100美元。
他說:“與減少排放的替代方法相比,這很昂貴。”
德克薩斯州法學教授德魯·桑利在2008年為保守派德克薩斯州公共政策基金會撰寫的一篇論文中提出了相同的觀點。“我並不反對風電。我反對補貼。我們在風電上投入了大量資金,但我們沒有從中獲得回報,”他說。
鮑爾迪克估計,美國必須採取一項國家氣候政策,對每噸溫室氣體排放徵收30美元的價格,風力發電才能在經濟上實現自給自足——至少目前來看,這個目標在政治上似乎遙不可及。
他說:“我們在德克薩斯州開發瞭如此多的吉瓦級風電,這很棒。現在重要的是,我們要深吸一口氣,重新評估我們試圖實現的政策目標。”
下一場戰鬥:發電增長
為風電生產商工作的顧問布魯斯說,真正的公平需要計算風電的所有好處。這些好處包括其對減少煙霧和酸雨成分以及汞排放的影響,以及它們對野生動物和食物鏈的威脅。風力發電減少了對水的需求——傳統發電機大量用水——這保護了一種在西南部地區尤其受到威脅的資源。
風力發電倡導者表示,從德克薩斯州風力發電故事中吸取的教訓也在為新的能源政策撰寫最初的章節,當氣候威脅成為美國人的政治現即時,這些政策將是必需的。
“你可以說,由於風電,我們必須購買更多的[電網]服務,所以,好吧,讓風電承擔成本。你也可以——正確地——爭辯說,風力發電提供的好處遠遠高於這些成本,”布魯斯說。
“我認為我們尚不知道如何就這個問題達成共識,”布魯斯說,他曾代表風電生產商處理這個問題。ERCOT董事會中的大多數人“正在深入、認真地審視這個問題。未來還會有更多的投票。”
對於鄧肯來說,監管機構餐桌上天然氣和風能之間的鬥爭有一個簡單的資訊。“當他們開始爭論技術規則時,你就知道風能確實到來了,天哪。”
“在德克薩斯州,我們現在正處於風能和天然氣之間爭奪未來至少十年發電增長的戰鬥中。“兩者都有優點和缺點,至於誰會勝出,則因地區而異,”鄧肯說。
這是另一個關注德克薩斯州的原因。
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