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我们能让美国的电网免于停电吗?

距离狙击手开枪摧毁17台输送电力到加州硅谷的巨型变压器已经一年多了。一些人将2013年4月对PG&E变电站的袭击称为恐怖主义。乔恩·韦林霍夫,当时的联邦能源管理委员会主席,最近称之为今年早些时候,为了回应有关关键电网站点没有得到充分保护的说法,FERC下令大容量电力系统的所有者和运营商进行开发安全指导方针在三个月内。

然而,在加州“事件”发生14个月后,美国的电网出现了问题仍然是脆弱的对恐怖主义、恶劣天气事件等威胁。这是因为中国电网的结构仍然是高度集中的,潜在故障点相对较少:大型发电厂、大型变电站、高压输电线路。这种脆弱性并非没有代价;据估计,电力中断每年给美国经济造成1000亿美元的损失(PDF)。

但是,尽管许多提高电网可靠性和恢复力的方法都集中在强化——加强系统中重要但薄弱的节点——但有一种更好的方法:通过分散电网分布式能源资源

建立弹性

一个系统越不集中,就越不容易出现大规模的故障,这是许多国家正在采取行动的事实。但是,正如RMI电力业务负责人莉娜·汉森(Lena Hansen)所说,“不要把去中心化和清洁混为一谈,这一点非常重要。你可能会有一个非常肮脏,非常昂贵的去中心化系统,这不是我们想要的。一个分散的系统只是解决方案的一部分。”这就是为什么有必要将更多的可再生能源纳入系统。欧洲的两个例子——丹麦和德国——表明,将电力供应大量转向分散的可再生能源并不会损害电网性能。事实上,与它们的欧洲同行和全球同行相比,这两个国家拥有最好的电网可靠性。

丹麦从20世纪80年代开始大规模转向分散式能源;它的“细胞”网格在分散的能源资源中,一个国家的电力份额居世界首位。权力下放的主要推动力是使系统更能抵御外部冲击,比如70年代的石油危机。

[欲了解更多有关分布式能源系统的信息,请浏览2014年10月27-30日)

尽管许多政府官员推动核能发展,但仍遭到强烈反对。到1979年,发生了决定性的事件丹麦社会的转变反对核能,支持风力发电,风力发电在接下来的20年里迅猛发展。2013年几乎全国用电量的三分之一被风覆盖了,大部分涡轮机都是当地合作社所有和个体农民。它还有一个最高的电网可靠性在欧洲。

同样,德国电网是欧洲最可靠的电网之一。2011年,德国创下了只有停机时间的纪录15.31分钟(通过系统平均中断持续时间指数(System Average Interruption Duration Index)来衡量,这是美国和欧洲常用的可靠性衡量指标)。在福岛核事故后,德国关闭了17座核电站中的一半以上,亲核活动人士声称,电网将变得不可靠。

Credit: epSos.de via Flickr

他们离真相不可能更远了。“这个国家不仅避免了冬季的大停电,”据报道CleanTechnica,“但自2006年开始发布报告以来,它的可用性实际上比平均水平增加了,这在一定程度上要归功于最近小规模可再生能源的增加。”作为对比,美国有240分钟的停机时间——不包括计划的中断或极端天气事件(PDF)2007年(国家数据公开的最近一年)。

事实上,许多欧洲国家正在进行研究项目和试点项目,以鼓励使用分布式能源。2013年2月,《华尔街日报》编辑芭芭拉·维格蒂斯·伦丁报道FierceSmartGrid西班牙公用事业公司Iberdrola与欧洲的11家公用事业和研究机构一起,开发了欧洲iGREENGrid通过将分布式可再生能源系统并入电网,提高配电网供电的可靠性、稳定性和质量的项目。”

拥抱去中心化的能源未来

“分散式可再生能源的一个固有优势是,它们通常不需要长输电线。能源并不是在同一时间、同一地点以同一种形式存在,而是具有非常理想的多样性。”RMI联合创始人和首席科学家Amory Lovins在一份声明中说2012年的采访中巴塔哥尼亚。“通过消除长输电线路固有的严重风险,如地震、太阳风暴、火山爆发、不满的土地所有者和恐怖分子,这也极大地提高了国家能源安全。”

一些具有前瞻性的公用事业公司越来越多地将分布式能源作为提高电网可靠性和弹性的重要工具。纽约爱迪生联合公司正在积极的方法为了将分布式发电纳入规划,公司举办了分布式发电利益相关者研讨会,为开发人员提供技术互联培训,并为客户出版关于分布式发电的非技术手册。

一些先进的公用事业公司看到了分布式可再生能源可以给电网带来的好处,并鼓励客户安装更多的分布式太阳能。洛杉矶水电局有一个100兆瓦的上网电价计划在非高峰时段,它向开发商支付每千瓦时17美分的电费,而在中午和炎热的夏季,每千瓦时要多支付2.25美分。德克萨斯州的奥斯丁能源公司正通过向客户支付每千瓦时“太阳能价值”的电价以及每瓦1.25美元的预付回扣,来鼓励更多的人使用分布式太阳能。和长岛电力局在纽约,为了节省建设新的输电和电网设备的资金,正在给正在经历人口增长的小城镇安装光伏系统的开发商支付费用。

然而,我们仍然需要更多的公用事业公司加入进来。尽早这样做只会帮助美国电网提高排名。我们不需要等待另一次狙击或超级风暴来激励我们。电力系统转型的时机就是现在。

上方图片的黑屏亚历克·珀金斯通过Flickr。本文首次发表于RMI出口

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