美国能源部对电网稳定性和灵活性的研究报告对电网改革的描述并不全面
2017年8月23日，美国能源部公布了其备受瞩目的电网稳定性与灵活性研究的结论与建议。部长Perry于今年4月研究启动时，在备忘录中指出“基底负载电力对一个运转良好的电网而言是必要的。”我们研究所曾在一篇博客中驳斥了这一观点。
该研究建议正确处理这些“基底负荷”电厂（如煤电与核电）所面临的威胁，但并未强调这些所谓“威胁”带来的更广泛的机遇。在关注基底负载电力所面临的威胁时，该研究忽略了故事的另一个面：事实上，美国正面临着一个绝佳的机遇来重新思考电网结构，并将投资方向转向分布式可再生能源技术，从而以更低成本且零碳排放的方式提供与传统电厂同样（甚至比传统电厂更高）水平的系统稳定性与灵活性。
研究的正确之处
在对未来电网结构的设计中，美国能源部的研究发现了以下几个要点：
• 市场力量正在加快基底负载电厂退役。美国能源部认识到市场的力量，尤其是当前的低价天然气是基底负载电厂经济威胁的最大来源。这与一份得到广泛推崇的产业分析结果相一致，但这份产业分析否定了可再生能源补贴是煤电与核电厂最大挑战的论调。
确实，美国能源部研究发现包括风电和太阳能发电成本的下降以及因此而出现的风电和太阳能发电大幅上升等市场发展趋势“将额外奖励给予了高灵活性的发电资源，而不是传统的基底负载电厂”。换句话说，灵活性成为了新的追求方向。新的追求在受到市场青睐的同时也牺牲了老式的、缺乏灵活性的基底负载发电厂的利益。
• 市场设计需要改善。在美国电力市场设计成型的时代，只有大型集中式发电厂互相竞争。而如今，可再生能源（尤其是风电与太阳能电力）已经成为了成本最低的发电来源。许多观察家都同意我们越来越需要重新考察如何定义产品与补偿市场参与者，从而确保我们的市场规则能够正确反映非传统发电资源成本与发电能力的转变。
而在此之前，研究发现当前市场结构在低价天然气的冲击下，对燃气发电机的依赖正越来越严重。这种形势带来的供应约束“会造成更大的价格风险，甚至在极端状况下影响系统稳定性。”
• 强调系统灵活性的重要性。研究发现，美国能源市场虽然能够有效提供系统稳定性，即持续供应电力的能力，但他们在电网灵活性方面——也就是从干扰中恢复运转的能力——还需要进一步提高。美国能源部的研究建议，我们仍需“确保批发电力市场的设计应明确并鼓励能够达到或促进灵活性相关目标的投资。我们应该重新思考对提供这些服务的资源的定义和补偿机制，包括在需求侧方面。
研究的缺陷
该研究认识到了重要的挑战，但并未全面展现当前我们所面临的机遇，同时也是正在发生的事实，即要解决这些挑战，可再生能源和分布式能源正越发成为比传统电厂更好的选择。
• 分布式能源资源能够提高电力供应的负担能力、稳定性和灵活性。研究认为退役基底负载发电厂的州是在“接受更大的风险，这将会影响未来电力供应的负担能力、稳定性和灵活性。”恰恰相反，越来越多的证据表明积极运用可再生能源、能效、需求响应和其他分布式能源资源（DERs）等技术替代老旧且昂贵的化石能源热电厂的州和国家已经证明：这些资源能够以更低的成本提供相同甚至更好的服务。虽然该研究认识到了这些资源能够起到的作用，但它却着重强调了大型热电设施的角色，并给出了可被用来支持煤电与核电厂发展的建议。
• “燃料保证”并不能保证能源弹性。美国能源部研究认为“燃料保证”（即在发电厂本地保证足够燃料库存）应当被重视。事实上，“燃料保证”并无法保证化石燃料热电厂的灵活性，因为除了现场燃料供应外，这些电厂还面临着许多其他风险，这些风险能够并且确实影响着他们向电网输送电能的能力。虽然研究认为燃料保证是“资源组合获取足够燃料来满足系统需求的能力”，但它并未强调以可再生能源和分布式能源资源为主的资源组合，而这些资源能够更好地满足这些需求，并且不燃烧任何燃料，不会涉及与燃料供应干扰相关的任何风险。
• 可以发展分布式电网基础设施。该研究建议联邦和州立部门加速“授权、再次授权和批准电网基础设施的建设，例如核电、水电、煤电和先进发电技术。”这里所反映的是20世纪对“电网基础设施”的定义。而今天，最具稳定性、灵活性和经济可行性的“基础设施”投资机遇应该包括屋顶太阳能、社区规模太阳能、能源存储或风力发电。对过时“基础设施”的加强会忽略这些新型资源提供的发展机遇。
不要错过即将来临的机遇
美国能源部详尽的研究报告指出了正确的问题并精确描述了我们的电网面临的诸多挑战。然而，它却着重强调了使用20世纪的技术来解决这些挑战，忽略了利用21世纪创新技术推动美国电网实现更低成本、更高稳定性和灵活性未来的机遇。该研究建议美国寻求“能源统治”，但却建议我们用过去的手段实现这一目标。要真正统治新时代的能源经济，我们应优雅地退役已被时代淘汰的老旧基底负载发电设施，积极寻求新科技和持续创新带来的机遇，捍卫美国全球能源转型的领先地位。
作者：Mark Dyson，落基山研究所董事
