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大型能源买家 可以改变美国电网的6种方式

艾文帕太阳能项目

工人们在加利福尼亚州尼普顿的艾文帕太阳能项目中清洁日光定向器。美国必须部署更多的技术,如能源储存,以支持全国清洁能源的使用。Dennis Schroeder/NREL摄影

最新的科学这表明,要防止气候变化的最坏影响,需要在本世纪中叶之前转向100%无碳能源。拜登总统制定了到2035年美国实现100%清洁电力的目标,新的预算协调方案包括清洁电力支付计划、税收优惠和旨在帮助实现这一目标的其他电力部门政策。大型能源买家,如公司和城市——它们使用超过一半的电力将对必要的过渡至关重要。

迄今为止,大型能源买家在美国电网脱碳方面发挥了重要作用采购和添加大量新的可再生能源能力。全球性,自2011年以来,企业买家购买了超过76千兆瓦(GW)的清洁能源。在美国,公司负责部署35瓦总共130 GW的新型公用事业级可再生能源在过去十年中增加。

但重要的是他们要走得更远。在未来十年,美国需要部署两到三倍于创纪录的水平可再生能源安装在2020年以完全脱碳网格。

大型能源买家不仅可以通过增加清洁能源的使用来提供帮助,还可以通过关注如何、何时和何地采购和使用无碳能源——我们称之为变革性采购。

这需要采购实践支持更广泛地采用清洁能源,实现关键的支持技术,如存储和负荷控制,增加电网灵活性,最大限度地减少排放,并促进清洁能源转型。

改变能源采购

通过变革性能源采购建设低碳电网

对转型能源采购措施的兴趣正在增加。微软最近宣布计划在谷歌之后,用零碳能源购买100%的电力消耗承诺到2030年每天24小时使用无碳能源保证艾奥瓦州得梅因市。

美国的就业计划今年1月27日,拜登政府呼吁联邦机构为联邦建筑全天候购买清洁能源行政命令要求机构使用他们的采购机构来帮助实现2035年的无碳电力目标。

下面,我们将探讨可供大型能源买家使用的六种变革性能源采购做法。(请在世界资源研究所的新出版物中更深入地探索这些方法,”大型能源买家可以采取的行动,改造和脱碳电网。“)

长岛太阳能农场

长岛太阳能农场帮助纽约实现清洁能源和减排目标。城市和企业等大型能源买家对实现无碳电网至关重要。布鲁克海文国家实验室/Flickr

1.将清洁能源的购买与每小时的能源使用量相匹配

大多数客户的可再生能源购买量与他们每年的能源使用量相匹配。但小时匹配——即买家从公用事业公司或电力供应商购买清洁能源,并按小时匹配自己的负荷——提供了好处。通过在有清洁能源的时候使用清洁能源,客户可以减少对太阳能或风能的需求,减少对化石燃料能源的需求,并使其他人能够向电网添加更多的清洁能源。

最雄心勃勃的时间匹配形式是将客户的能源使用与清洁能源100%匹配。它还可以满足客户的部分电力需求,如针对对电网运营商构成挑战的特定时间段(如正午,太阳能发电过剩)或特定类型的负荷(如电动汽车充电)。

例如,5月,谷歌签署了与独立电力生产商AES公司的能源供应协议,该公司将在每小时测量时为其弗吉尼亚数据中心提供90%的无碳能量。在first clean energy procurement deal of its kind, AES will source energy for the data centers from a 500 megawatt (MW) portfolio of wind, solar, hydropower and battery storage resources put together from AES’s own renewable energy projects and those of third-party developers.

2.换档负载并提高需求灵活性

大的能源购买者可以将他们的负荷转移到一天的不同时间,以便在清洁能源最可用的时候使用它们。这种需求的转变可以成为增加清洁能源来源的重要途径。

很多关于实现零碳排放在电力部门,强调需要提高电力需求的灵活性,以具有成本效益地过渡到高水平的清洁能源,并管理可再生能源的日常和季节性变化。很多方法存在。

例如,买家可以配置建筑恒温器,在白天“预冷”建筑物,以最大限度地利用太阳能。通过这种方式,当当天晚些时候太阳能输出减少时,预冷建筑将减少对电网电力的依赖。

在一个更复杂的应用程序,谷歌开发了carbon-intelligent计算平台分析负载从一个数据中心和重要的事转变的时机的计算任务,如创建新的过滤谷歌照片,处理YouTube视频或谷歌翻译-添加新单词到低碳能源,如风能和太阳能,在电网上最容易得到的时候。谷歌已经在其全球数据中心中推广了这种能力。

3.开发新的调度清洁能源技术

与风能和太阳能等可变发电源不同,一些清洁能源——包括水电、地热和生物质能——可以按需发电。一些买家也支持使用核武器,绿色的氢以及利用碳捕捉和储存(CCS)的化石发电,以实现全天候的购买目标。

随着我们在电网上增加清洁能源的数量,这些可调度资源的存在对可靠性变得更加重要。买家可以从战略上与公用事业公司或电力供应商签订合同,购买可按需运行的新清洁能源。

犹他大学例如,美国正在从可再生能源购买50%的电力,包括与邻近内华达州的一个地热项目签订25年20兆瓦的合同。另一种可能的方法是在现有蓄水池投资新的水电发电机。

4.使用储存和其他脱碳 - 启用技术

随着我们向电网过渡到更多的清洁能源,我们需要部署更多的技术来支持清洁能源的使用,如能源储存、负荷控制、建筑和车辆电气化、能源效率和潜在的碳捕获。能源用户越来越多地使用太阳能电池存储,这有助于缓解午间电网中太阳能发电过多的挑战,正如我们在文章中所看到的加州夏威夷

其他创新的解决方案鼓励使用网格规模的存储,这也有利于客户。

例如,2019年1月,萨克拉门托市政公用事业区(SMUD)启动了能源店该项目为商业客户提供非现场电池存储系统。要参与其中,客户需要支付费用,注册存储“股份”,这将为他们提供与月度峰值能源需求相关的降低费用,从而节省电费。作为交换,电力公司可以战略性地将储能系统放置在对电网最有利的位置。

这是一种新的公用事业 - 客户解决方案,可以使双方受益,并帮助在网格上管理更清晰的能量。一些买家如微软甚至投资于碳捕捉技术,通过结合生物能源与碳捕捉和储存、直接空气捕捉、林业和土壤碳封存技术来解决其历史排放问题。

5.优化清洁能源项目的减排

买家可以在一整天和季节的重大排放期间运营清洁能源项目,并战略性地选择清洁能源技术,最大限度地减少排放。

以Salesforce为例一个矩阵根据经济、环境和社会标准为自己的可再生能源项目打分,并最终根据项目每小时的可避免排放量进行排名。考虑到为电网服务的发电机类型不同,可再生能源项目的潜在减排可能会根据其位置和生产概况而改变。

6.实现公平的清洁能源转型

买家可以支持公平和清洁能源转型通过他们的采购实践。例如,买家可以网站项目在最大限度地利用低收入社区和群体的福利的领域,涉及从项目规划中的当地社区,从开始和鼓励用于建造设施的劳动力的多样性。

2020年7月,苹果承诺在整个供应链实现100%碳中和。作为倡议的一部分,它将建立一个影响加速器投资少数族裔拥有的企业,以推动其供应链和社区的积极环境成果不成比例地受到影响环境危害,如空气污染。

朝着无碳电网前进

为了实施脱碳电网的采购实践,大量的能量买家还需要从提供正确定价信号的公用事业和能源供应商提供新产品。使用需求侧措施混合清洁能源供应的新产品可以使寻求驱动脱碳和管理过渡到更清洁网格的公用事业的客户受益。此外,用于衡量采购实践的影响的方法 - 例如指数买家用于比较项目和估算排放影响 - 还需要发展以识别新的转型采购方法。

大能买家在清洁能源转换中的作用绝对是至关重要的。在未来几十年中,公司和城市采取的行动将有助于确定我们是否能够避免为世代来避免气候紧急情况。

注意:谷歌和微软是WRI的成员企业谘询小组(CCG).本文中提到的微软和苹果资助了与本文无关的WRI工作。WRI与谷歌的合作伙伴关系支持WRI的大型能源采购工作。所有的文章内容都反映了作者的独立观点。

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