加强电网建设:绿色能源的关键步骤

美国可以建造它想要的所有风力涡轮机和太阳能阵列,但直到它对改善其过时的电网,可再生能源永远不会达到其潜力。我们需要的是一款新的电力传输系统,所有的成本都是所有的。

由于美国对石油依赖和气候变化的双胞胎危机认真,许多分析师认为,风力发电 - 而最终的太阳能 - 将为新的能源供应提供最大的无碳贡献。但美国的老化电气传输系统是可再生能源的脚跟,除非升级电网的广泛政策共识很快,否则风力和太阳能的潜力将大大减少。

需要三件事来解决可再生能源传输的挑战:良好的技术规划,允许和选址的流程,可以赢得公众支持,以及如何支付新电源线的高成本的广泛协议。在这些问题中,最后一次获得关于传输成本如何在球员之间传播的一致意见 - 目前是最具争议的。为了解决它,政策制定者必须提出一个计划,以尽可能广泛地将这些成本分配 - 公用事业,可再生能源发生器和消费者 - 由于最终整个系统及其所有用户将受益于21世纪的网格。

今天,实现了对更好的电气传输系统的重要性的全国共识是朝着大幅扩大干净,低成本的能源来源的最重要的一步。随着每一天的一天,我们可以从风和太阳能产生越来越多的能量。现在的挑战是将它带到最需要的人口中心。

我们的基础设施完全过时为经济越来越多地运行清洁电力。


在我所在的美国上中西部地区,风能是主要的可再生能源。去年,美国风能市场大幅增长,使全国风力发电总量增加了近一半。新风能项目占去年新增发电能力的40%以上,美国超过德国成为世界风能领导者。一个最近的联邦研究演示了到2030年风能如何从占美国发电量的1%增长到20%。随着汽车制造商和政策制定者越来越认同电动汽车和插电式混合动力车对美国能源安全的重要性,让电网绿化变得更加紧迫。


为了实现这一目标,风力涡轮机必须穿过全国和海上。然而,在许多情况下,最高质量的风远离该国最密集的地区,因此对更强大的网格的主要投资至关重要。

我们目前的电力传输基础设施——遍布全国各地的电线、变电站、电线杆和美国城市的配电线路——正在老化和严重紧张。尽管还没有到崩溃的边缘,但对于一个越来越依赖清洁电力的经济来说,这是一个完全过时的关键基础设施。许多线路和变电站都很老旧,满负荷运行,甚至无法接受几十台新风力涡轮机产生的能量。拥堵瓶颈限制了流经整个景观的能量总量,就像一条多车道的高速公路变成了一条单车道。

由于风和太阳能在其输出中变化,因此具有强大的互连电网系统,提高了系统携带越来越多的可再生能源的能力。例如,如果它在堪萨斯州的超级风,我们可以向芝加哥发送额外的能量,风般地平静。我们目前的传输线路刚刚不适当尺寸 - 或妥善定位 - 允许大量的能量做这项工作。

大多数美国人对如何管理电力传输、如何规划电力传输和如何支付电力传输费用知之甚少,甚至一无所知。这些不仅对公众来说不是热门话题,对大多数能源和环境组织来说也不是问题。

大多数美国人对如何管理电力传输知之甚少,甚至一无所知。

在我居住的明尼苏达州,中西部独立系统运营商(MISO)管理并规划了从达科他州到印第安纳州的13个州的电力传输。它的部分工作是公平和公开地运行电力系统——就像州际高速公路系统——这样任何人都可以从这里到那里,而不歧视任何电力供应商。MISO正在对输电系统的升级进行越来越积极和深入的分析——包括更强大的线路、新的走廊和新的变电站——为多种风能部署方案,包括认为风能提供至少20%的国家电力的愿景。

但味噌和类似的机构只能与我们过时的网格这样做,这需要大修涉及政府和各级的能源部门 - 当地,州和联邦。

第一个障碍是简化审批流程。风力发电场可以在几个月内建成,但获得建设高压输电线路的许可可能需要五年或更长时间。这与其说是一个技术问题,不如说是一个社会和政治问题。面对现实吧:没有人喜欢在自己的社区或房子附近新建输电线路。

就在上个月,北加州输电局(TANC),包括标志性的绿色萨克拉门托市政公用事业区和联邦西部地区电力管理局,被迫终止了北加州一个600英里长的输电项目。我不能说这条线的优点或它的需要,但似乎有一个广泛的共识,因为公共过程很糟糕,受影响的社区基本上扼杀了这个项目。输电支持者常常把公众的支持当作事后的想法,把输电线路当作既成事实,并假定公众只会同意他们的保证,即这些线路位置良好,对电力系统至关重要。

公众往往没有一个真正的机会来清楚地了解拟议输电线路的目的,或者一个有意义的机会来帮助选择最佳线路。如果沿线的居民觉得他们被视为理所当然或受到不公平对待,他们会反对这个项目,而不是塑造它。即使是少数坚决反对的人也能将必要的输电线路升级推迟数年。

反对新建输电线路的标准理由是,输电线路的节能潜力、屋顶太阳能和其他社区能源解决方案。通过这些方式使我们的能源多样化是好的。但请记住,如果我们希望避免气候变化带来的最严重后果,那么在接下来的二、三十年里,我们必须几乎取代美国所有现有的燃煤发电站,或者用碳封存技术对它们进行改造(这是一个值得怀疑的提议)。如果没有大规模的风能和太阳能以及新的输电线,实现这一转变将是不可能的。

和选址一样困难的是,我们面临着一个更加紧迫的问题——电网升级成本的公平分配。在我的家乡明尼苏达州,水獭尾电力公司证明,MISO目前分摊风力发电场新输电成本的规定是行不通的。

我们应该把新输电作为公共基础设施,就像天然气管道或运输一样。

目前,如果一个风力开发商想要连接到公用事业的电网,风力开发商支付一半的成本,公用事业支付一半。这似乎是合理的,但水獭尾巴的明尼苏达州西部和北达科他州和南达科他州服务区域的风能资源是如此之大,以至于该公司目前对风力发电场的连接请求相当于该公司总能源需求的10倍。用这些过高的互连成本来增加水獭尾巴电力的负担是没有意义的。如果解决不了问题,“水獭尾巴”将威胁离开味噌系统,退出自愿的电力批发市场。众所周知,这对美国电网的经济高效运行至关重要。

不幸的是,味噌提出了一个比问题更糟糕的补救办法。在味噌拥有多数话语权的发电商和输电业主现在表示,水獭尾巴不应该支付任何费用,而风力开发商应该支付全部运费。这一提议正在联邦能源管理委员会(FERC)等待批准,一场广泛的运动正在进行,以通知FERC这是不可能的。事实上,这是一个可以保证阻止风能发展的解决方案。

我们需要的是FERC主席Jon Wellinghoff向国会提出的建议:赋予他的机构权力,在各个地区的操作系统中广泛分配传输成本,就像MISO一样。我们应该把新输电作为公共基础设施,就像天然气管道、桥梁或交通工具、高速铁路一样。解决方案是将成本(将达到数百亿美元)公平地分摊到所有电力消费者身上。不出所料,威灵顿的提议遭到了一些公用事业公司及其政治支持者的反对。但是,可再生能源输送对我们的能源未来太重要了,不能让政治一如既往地挡在路上。

在过去的几个月里,在众议院批准的能源立法中,小范围的利益集团一直在阻挠国家电网改革,等待美国参议院采取行动。参议院多数党领袖哈里·里德(Harry Reid)已将升级可再生电力电网作为一项关键的优先任务。里德、他的同事以及联邦监管机构必须明确,清洁能源的输送是紧迫的国家优先事项——为了我们的安全、经济和气候目标——这应该成为任何气候和能源立法的重要组成部分。

国会应该授权地区独立系统运营商来规划我们迫切需要的传输系统。我们必须制定法律,要求公众切实参与新输电线路的铺设;但环保人士的反对不能阻止传播,这对保护环境和减缓全球变暖至关重要。最后,我们的政策必须阐明一种分担21世纪电网建设成本的方法。

如果总统、国会和FERC共同行动建立一个新的输电系统,美国将不可避免地认识到其在可再生电力方面的潜力。否则,我们将阻碍清洁能源的发展,而清洁能源是美国经济和环境未来的基石。