德克薩斯州準備整合更多風能和太陽能

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本月早些時候，我參加了 2016 年德克薩斯州電力可靠性委員會 (ERCOT) 市場峰會。峰會匯聚了思想領袖和利益相關者，討論德克薩斯州電網的未來。會議上的許多討論都圍繞著德克薩斯州預計新增的太陽能和風能發電能力激增，以及隨著越來越多可再生能源的加入，ERCOT 計劃如何應對其電網和市場的演變。雖然德克薩斯州將在未來幾年新增大量風能和太陽能發電能力，但電網運營商已做好充分準備，管理未來電網的可靠性。

更多風能在即

自 2000 年代初以來，德克薩斯州已成為全國風能領域的領導者。去年，德克薩斯州 11.7% 的電力來自風能，風能首次超過核能（提供 11.3% 的電力）。在瞬時基礎上，風能在不止一次的情況下提供了約 45% 的電力。去年 12 月 20 日，風能達到峰值，佔總發電量的 44.7%，並在 17 個小時內提供了約 40% 的瞬時發電量。今年 2 月 18 日，風能達到峰值，佔總發電量的 45.1%，並在全天提供了約 40% 的瞬時發電量。

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德克薩斯州尚未完成增加風能的工作。未來兩年，由於風力渦輪機的成本下降以及聯邦風能生產稅收抵免的延長（每產生千瓦時能源，風能可獲得額外 2.3 美分的稅收抵免），預計德克薩斯州將新增比以往任何時候都多的風能。

隨著所有預計的新風能發電能力，預計德克薩斯州在可預見的未來將繼續打破風能整合記錄。

太陽能打入德克薩斯州市場

有史以來第一次，風能並非是未來幾年德克薩斯州預計將出現顯著增長的唯一可再生能源形式。由於公用事業規模太陽能發電廠的成本穩步下降以及涵蓋 30% 前期投資成本的聯邦投資稅收抵免的延長，預計德克薩斯州將在現在到 2017 年之間新增 1,725 兆瓦的公用事業規模太陽能發電能力，這將使已安裝的太陽能發電總量增加六倍以上。

德克薩斯州所有預計的太陽能裝置都是太陽能發電場，使用光伏面板將陽光直接轉化為電能。ERCOT 不會跟蹤以屋頂光伏面板形式安裝的太陽能發電量，因此安裝的太陽能發電量可能比表面上看到的還要多。

面向未來的新市場設計

德克薩斯州受益於大量的靈活天然氣發電廠，這些發電廠能夠相對容易地平衡風能和太陽能的輸出與電網的其餘部分。然而，隨著風能和太陽能發電能力的增加，即時可用的靈活發電量將越來越少，以彌補風能和太陽能引入的額外間歇性。

幸運的是，ERCOT 已經在進行一項重大的電力市場重新設計，以確保即使風能和太陽能在總髮電量中所佔比例越來越大，也能保證電力可靠性。

為了保證電網的可靠執行，必須即時完美平衡電力供應與需求。如今，這種平衡由靈活的發電廠來維持，這些發電廠提供“輔助服務”，指的是電網運營商為維持電力可靠性而採購的一系列服務。ERCOT 的輔助服務包括“調節”（發電廠調整其輸出以維持供需之間每秒的平衡）、“響應性儲備”（正在運轉並準備在發生意外情況下供電的發電廠）和“非旋轉儲備”（離線但準備在需要時啟動的發電廠）。所有這些服務都在市場上採購，並且是我們為電力支付的總成本的一部分。

從 2013 年釋出的概念檔案開始，ERCOT 提出了一項新設計的輔助服務市場，該市場能夠更好地應對太陽能和風能間歇性的上升，因為傳統發電量在總髮電量中所佔比例越來越小。新設計提出將傳統上由化石發電廠提供的平衡服務分解為單獨的服務，這些服務更能充分滿足高可再生能源電網的需求，並且與儲能等新的電網平衡技術相容。

新設計的輔助服務市場不僅有助於整合風能和太陽能，而且透過將傳統的輔助服務分解為組成部分，使電力市場在整體上更具經濟效率。布拉特爾集團（被廣泛認為是電力市場領域的思想領袖）的獨立分析發現，ERCOT 提出的未來輔助服務市場將在未來十年內節省 1.37 億美元的成本，是預計的 1,200 萬至 1,500 萬美元實施成本的十倍。

德克薩斯州準備引領潮流

隨著大量太陽能和風能的出現，以及正在進行中的新電力市場設計，德克薩斯州準備繼續發揮其在可再生能源與電網整合方面的領導作用。考慮到該州與聯邦政府就環境法規頻繁進行的法律鬥爭，這可能會令人感到驚訝。這恰恰表明，即使當地政府反對任何形式的二氧化碳法規，競爭市場的技術中立性如何能夠推動可再生能源的發展。

議程圖片：德克薩斯州馬匹窪地風電場；來源：Flickr 創意共享。