2019年美国能源转型展望与挑战

Leia Guccione，Todd Zeranski

编者按：在美国能源转型过程中，可再生能源超预期的飞速发展以及创新技术的不断涌现正在影响着其电力系统的形态，同时也给全美电力用户及其他核心利益相关方带来了新的发展机遇以及复杂的挑战，如当前电网如何调整资源规划方式、电力公司如何转变商业模式、如何有效利用需求端创新技术降低电力部门碳排放、如何合理评估分布式能源资源的价值、如何确保中低收入人群公平获得清洁能源服务以及如何处理经济性低的发电资产等。相信这不仅是美国，也是全球能源转型过程中面临的几个主要挑战。除列举各项挑战外，文章也列出了2018年美国电力行业各利益相关方采取举措应对挑战的重大事件，为全球电力行业变革提供新的思路和方法。

2018年是美国能源系统转型过程中重要的一年，多个里程碑式的事件展现了正在崛起的强大力量，并影响着整个电力部门的形态。

包括纽约、新泽西和华盛顿在内的多个州都制定了在不同时间内实现100%清洁能源的目标。Xcel能源公司成为了全美首个承诺提供100%零碳电力的私营电力公司，其他电力公司也都宣布了各自计划，往零碳电力方向大步前进。美国多个州最终赢得选举的州长都是曾亲身参与许多清洁能源的推广计划，其中多人都制定了100%可再生能源配额的目标。此外，商业和工业电力用户在2018年完成的企业可再生能源采购装机总量也创下了新的纪录。

这些标志性事件预示着能源变革将给全美能源用户和行业领导者带来的巨大机遇，但挑战依然存在。因此，在2019年，那些工作在电力系统改革前沿的各主导力量正在加强合作以解决能源变革面临的复杂问题和结构性障碍。此文中，我们列举了能够进一步加速电力行业变革的关键因素，以及我们仍旧需要解决的重要问题

调整电网与资源规划

在可再生能源价格急速下降的推动下，发电企业和供应商正积极行动探索新的策略以满足客户需求。服务范围覆盖八个州的Xcel能源公司成为了全美第一家承诺在2050年前提供100%零碳电力服务的大型私营电力公司。密歇根州的Consumers能源公司也正在对其发电来源组合进行大规模重组。与此同时，包括北印第安纳州公共服务公司和PacifiCorp在内的其他电力公司也都在重点关注各自现有化石燃料发电机组的经济指标。

随着这些和更多电力公司试图抓住由经济可行的清洁分布式能源技术带来的效益的同时，当前的电网和资源规划方式也面临着新的问题与挑战：

• 当前一体化资源规划流程是否充分考虑了新兴技术及其功能？
• 如果没有电网互惠投资的支持，分布式能源资源（DER）技术提供的新型服务将无法得到充分利用。但我们要如何确定正确
  的投资、合适的投资人以及电网现代化服务的合理价格？
• 在我们追求更加现代化和清洁的能源系统时，电网和资源规划流程应如何转变才能以更透明、更包容的形式确保我们打造
  的未来电网符合大家预期？

转变电力公司商业模式

对于如何规划和打造未来电网，电力公司及其监管方正面临着很多问题和挑战。与此同时，他们也承受着巨大压力，需要评估他们当前系统的运营以及传统电力公司的商业模式是否能够适应改革后的能源部门形态。面对平缓的能源需求和安全、可靠且经济性方面的义务，电力公司面临着一系列新的挑战，包括对更高环保性能的需求、屋顶太阳能和电池储能等用户侧能源技术的扩张、电网韧性需求的增长、各类提高电网性能的新手段以及对用户选择的新型要求。

要打造清洁、安全、可靠和经济可行的能源经济，合适的电力公司商业模式是不可或缺的。全美多个州的监管部门都在努力管理和塑造这一系统化改革的规模、速度和复杂程度。包括夏威夷州清洁能源转型在内的一些行动正在为能源行业及其用户拟定新的监管合同。各州立法部门和电力公司监管部门也逐渐在这些改革的需求上达成共识，但也仍在努力解决下列问题：

• 如何以最好的方式开始对某个州电力行业进行综合性监管制度改革？
• 谁应负责或参与领导这些行动？
• 在现有及未来政策变革中，如100%可再生能源配额制，哪些电力公司商业模式改革是最亟需解决的？

受益型电气化的出现

住宅供热和制冷领域的电气化是一个新兴发展趋势，这对电力公司商业模式和电网规划流程来说是一个重大考验。全美共有7千万家庭和企业以现场燃烧天然气、石油或丙烷的方式提供空间和水加热服务。

现在几乎所有的建筑能源需求都能通过碳排放更低的电网电力来供给，避免了建筑内化石燃料的直接使用，并淘汰了大部分燃气配送系统，避免了与其相关的成本和安全隐患。在需求弹性策略（改变一部分能源使用时间的能力）的支持下，电气化建筑供热和制冷正在显示出比传统供热制冷方式更高的经济效益，并为电力公司提供了通过用户侧技术提高市场需求的独特机遇。

在电力公司和其他利益相关方追求受益型电气化机遇的同时，以下问题也逐渐显现：

• 我们是否能够或应当结合电力和燃气资源规划流程，从而确保不同资源类型的长期基础设施投资得到优化？
• 通过哪些方式可以将电气混合公用事业公司转型成为纯电力公司？
• 我们能否为天然气公司提供转型路径，使其成为高效的转型推动者，并在过程中为消费者提供足够的保护？

如何合理评估分布式能源资源的价值

一个将所有这些智能电气化设备纳入系统的关键手段是识别它们为电网提供的价值流与服务，并为其提供合理的补偿。在这方面，有两个问题需要全美各地企业董事和委员会去解决：

• 随着电网从集中式发电资源构成的大电力系统转向更加分散、更专注用户端的系统，哪些价值和服务能够为集成分布式能源资源
  提供最佳机遇，以及如何将这些价值和服务整合，从而为用户、电力公司及电网运营上提供更大的价值？
• 如果我们在2019年仍未看到除电池储能外其他分布式能源资源技术的市场规则出现，则这些累积的价值是否将难以捕捉？

确保能源生态系统内的公平性

在考虑电网现代化的各种机遇时，确保所有用户的需求都得到满足将比以往任何时候都更加重要。中低收入（LMI）用户是一个数量庞大的群体，表现为全美1/4的家庭都符合联邦能源援助的资格要求。许多中低收入用户都遭受着不平等的高昂能源成本负担，并忍受着传统发电方式对健康和环境造成的负面影响。

虽然技术和商业模式的变化正在为电力公司与中低收入用户创造新的合作机会以实现共赢，但同时，全美各地监管部门也面临提高监管规则应用范围和包容性的任务。然而，尽管各州立法部门和监管部门寻求综合性的监管改革以推进电网现代化，我们仍然担心这些呼吁可能依然无法得到足够的重视。

如何处理已不再具有经济性的资产

要确保各用户群体都不会在系统改革中承受不必要或不公平的成本负担，我们需要设计和实施必要的金融解决方案来保证能源成本的稳定，并保护所有能源用户群体的利益。

煤炭发电是电力系统改革中首当其冲的重点。作为美国电网数十年来的基础燃料来源，煤炭从未遇到过如今这样严峻的挑战，并在迅速失去市场份额。仅2018年，美国就有16吉瓦装机燃煤电厂退出历史舞台，美国燃煤发电装机从2010年至今已经减少了1/3。这一趋势在未来仍将继续，甚至会加速。

许多退役电厂都技术老旧、污染严重、效率低下，在当今高效精炼的市场中已不再具备竞争力。然而燃煤电厂未来的道路将更加困难且富有争议：

• 我们要如何尽可能降低市场干扰，有效管理煤电和其他不再具备经济效益的资产的退出，以反映它们逐渐下降的经济竞争力？

其中证券化是一种手段，将能够产生未来收益且能够以私有证券形式向公共市场出售的资产统筹管理。这些由能源用户支持的债券产生的收益可以被电力公司用于退役电厂、投资新的清洁能源，并为受到影响的社区提供转型协助。证券化提议现已得到了包括新墨西哥州在内的多个州立法部门的关注，并有望在今年被纳入更多州的提案。虽然证券化是一种可行方案，但我们了解这并不一定适用于所有州和所有电力公司。因此我们仍需寻找其他的金融创新方案来解决退役和替代非经济化石燃料发电机组的成本问题。

展望未来

正如我们看到的，2018年电力行业所取得的各项突破性进展也带来了一系列新的问题必须解决，而推动部门转型的势头也愈发强劲。在全球为实现巴黎协议对抗气候变化的承诺努力奋斗的同时，随着越来越多的美国公民、企业、城市与州、开始重视碳减排和可持续发展目标，我们必须清除转型道路上的各种阻碍与困难。

如前文所述，各种随重大机遇出现的关键问题仍需解决，而在许多情形下，问题的答案都不是唯一的，存在多种解决路径。
如果要将全球升温幅度控制在1.5摄氏度以内（根据最新政府间气候变化专门委员会报告，这是必须完成的目标），我们不仅需要更多个人和组织加强合作全力以赴，还需要找到我们能够解决这些未来关键问题的机会与过程。落基山研究所的电力创新实验室（e-Lab）就提供了这样一个机会，供各方领袖讨论如何解决这些问题。

我们的能源系统显然已看到了变革的需求，让我们确定方向并开始为之努力奋斗吧！

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