美国西部电网35%的电力可来自可再生能源

　　国际能源网讯：据美国当地媒体综合报道，科罗拉多州戈登市的国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）的一份新的研究表明，美国西部超过三分之一的电力可以取自风能和太阳能，且不需要安装大量后备电力设备，而且这些可再生能源的发展大多数都不需要建设新的州际传输线。但是研究指出增加电网中可再生能源的量需要智能规划以及公共事业单位间的协同合作。

　　可再生能源实验室的发现提供了强有力的抗辩论据，以驳斥现有的电网不足以应付增加的可再生能源电力的观点。加利福尼亚和其他州要求公共事业单位在电力中大量使用可再生能源，但一些专家警告说应对风能和太阳能不稳定性的措施代价昂贵。最极端的情况是，他们估计，每安装一兆瓦的风能电力，就需要一兆瓦的传统电力，以应对无风情况。但是国家可再生能源实验室的研究表明（和最近其他一些研究结果相似），这种成本可以很小，尤其是在西部。
　　美国电力研究所（Electric Power Research Institute）的电力供应和应用项目经理丹尼尔•布鲁克斯表示，这比人们想像的低得多。即使风场要自行支付必要的电网升级和后备电力的费用，他们的电价仍然具有竞争力
　　国家可再生能源实验室正在考虑一个方案，其中西部州全年生产的电力中30%来自风力涡轮机，5%来自太阳能——大部分来自太阳能热力发电厂，通过收集太阳光产生高温和水蒸气发电。研究人员希望太阳能热力发电厂能以某种形式储存热量，虽然不是所有计划中的电厂都能做到。该项研究使用了具体的风速、太阳光辐照度和电网运营的数据。然后委托通用电气的能源研究人员利用这些数据模拟各种风能和太阳能发电方案的影响。
　　研究人员发现保持新型后备电厂数量最低的一个方法是，扩大收集可再生能源的地理区域。如果公共事业单位能利用来自几个州的风能和太阳能，而不仅仅是当地的，那么一个地方的风速下降可以由另一个地区的风速上升弥补，而某地的太阳能板被云遮住也能由其他阳光灿烂的地方弥补。
　　这样，用于补充电力不足的传统后备发电厂的数量就少多了。据国家可再生能源实验室的研究估算，仅靠当地资源会使电网的不稳定性增加50倍。卢说，这是个“巨大的增幅”，使得当地的公共事业单位无法平衡后备电力和其他来源电力的使用。如果能整合来自几个州的资源，增幅将少于两倍。
　　增加公共事业单位之间的合作还能使各个单位保留能容纳这些不稳定的电量。亚利桑那州的一家公共事业单位可以依赖怀俄明州的煤炭发电厂补充太阳能电力的不足。
　　仍然会有一些时候，糟糕的天气预报和需求量高使得后备电厂不足以补充电力。但是根据国家可再生能源实验室的模型，这种情况会很少发生——1年中仅有89小时，或者1%的时间。为这么少的时间，建造后备发电机补足差额是不经济的。但是国家可再生能源实验室找到了一种叫做“需求响应”（demand response）的策略，防止电网在压力下崩溃。比如，“需求响应”已经在德克萨斯州得到了运用，弥补风力发电的突然降低。
　　在“需求响应”中，公共事业单位向用户——主要是商业用户——发出信号，请求他们切断电力，作为回报，会给他们优惠的电价。切断的电力足以平衡电网。与建造后备电厂相比，有效而且廉价得多。
　　最初，在各个州之间分配可再生能源不需要大规模的新的州际传输线，因为西部已经有足够的传输线——如果经营者已做好准备接纳多余电力。虽然需要一些额外的区域性的电线，传输来自可能在偏远地区新的可再生能源电厂的电力，但是不需要新的州际传输线以配合提供全年电力20%的风场以及提供3%电力的太阳能电厂。
　　这与美国东部形成了对比，在东部，可能需要建造长距离输电线将电力从中西部传输到海岸边需求较高的城市，因为中西部的风力较强但需求较低。30%的风力电力和5%的太阳能电力需要更多的输电线路，在西部，这很容易就能及时造好，使可再生能源达到这么高的水平。
　　举个例子，除了大区域的共享电力，公共事业单位还可以通过改变他们的安排极大地减小不稳定性。现在公共事业单位可用算法提前一天预测需求，然后每小时安排电力生产。这种每小时的变化，即当公用事业单位预计需求降低，减少煤炭发电厂的发电量时，实际上增加了电网的不稳定性。更频繁的安排变化可以解决这个问题，使其更准确的与可再生能源相协调。这在技术上并不是一个挑战，尽管可能需要软件更新——主要是改变做事方法。
　　但是，面对可再生能源的规定，以响应缓慢而著称的公共事业单位显示出了一些改变的迹象。需求是很迫切的，因为美国的有些地区已经开始相对较多地依赖风电，至少在某些时间内。在德克萨斯州的一些地方，有些时候风电占到了电网电力的四分之一，尽管它只占全年总电力的6%多。在美国西北部的博纳威尔电力管理局，在一小段时间里，一半的电力来自风能。公共事业单位看着越来越多的风电和太阳能电力进入电网，他们担心自己无法管理这些。