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DER2.0:电力创新实验室研讨会解锁分布式能源资源的潜能
James Newcomb,落基山研究所常务董事
经过十多年的稳定发展,包括屋顶太阳能、电池储能、需求响应系统、智能电器和电动汽车等在内的分布式能源资源(DER)在整个电力系统中的角色如今正迎来一个重要的转折点。
电力行业的六类重要转变能够体现这一转型,同时也标志着分布式能源资源2.0(DER2.0)时代的到来:一种新型的、不同以往的商业环境,将进一步促进分布式能源资源的采纳和并网。今年早些时候在落基山研究所的e–Lab电力创新实验室研讨会上,各参会团队对这些转变进行了深入研究,每一项转变的影响力都在发展扩大。
随着落基山研究所开始为2018年度e-Lab研讨会选题,我们期待着DER2.0时代继续进步,从而进一步推动电力系统向清洁、有弹性、更经济且用户服务更优化的未来发展。
区别DER1.0和DER2.0时代的六大转变
1.电力公司的角色
在DER1.0时代,多数电力公司都还在谨慎地观望分布式能源资源技术发展,同时评估分布式能源资源技术对各自商业模式的潜在影响。而在DER2.0时代,许多电力公司都开始与开发商、社区和政策制定者紧密合作,协助推动分布式能源资源项目成功落地并为各利益相关方创造最大价值。虽然电力公司商业模式尚未能完全适应分布式能源资源技术的发展和运用,但越来越多的电力公司都开始积极尝试,试图寻求通过合理部署分布式能源资源实现更大系统价值的方法,包括智能逆变器、特定分布式能源资源技术部署以及分布式能源资源电网服务市场整合等。
共十家电力公司参加了2017年度e-Lab研讨会,其中不乏一些全美最大、最具创新精神的企业,如Duke能源、联合爱迪生、Exelon公司的ComEd和Pepco、Avista、PG&E以及SMUD等。这些企业代表着全美15%以上的电力销售量。此外,美国两家最大的电力系统运营商:加州独立系统运营商和PJM公司也都参与了研讨会团队。
2.新兴的分布式能源资源开发商商业模式和营销方式
在DER1.0时代,分布式能源资源项目开发商的商业模式和以屋顶太阳能为主的第一代分布式能源资源技术决定着项目的开发地点、时间和管理方式。太阳能开发商的早期商业模式,是在电力公司和监管部门提供的政策激励下以净电量协议的方式提供发电服务。而在DER2.0时代,开发商开始按照用户和/或电网的视角为实现特定电网优势和提高能源弹性来部署分布式能源资源项目。这样的模式也需要电力公司相应地提供新型激励机制,包括能够提高储能技术价值的分时电价、考虑可避免的系统成本和其他电网价值信号。
例如,参与2017年e-Lab研讨会的“国家资本需求管理”和“奥克兰电力可靠性项目”团队正在开展用分布式能源资源项目组合来延迟或替代配电系统投资需求的计划。“ 夏洛特公共安全校园微电网”和“波特兰可再生弹性电力”团队正在利用分布式能源资源技术提高城市关键服务的能源弹性。而“Gridlab”团队则在开发工具以支持此类项目在全美各地的推广。
3.服务于中低收入客户群体
在DER1.0时代,分布式能源资源供应商的第一代商业模式主要的目标群体是那些最容易发展的客户,尤其以中高收入住宅业主为主。这些模式大多以租赁形式为主,由第三方为较高信用级别的用户提供融资担保。在2014年安装的所有住宅太阳能系统中,72%的所有权归第三方所有。但从那以后,第三方所有权比例大幅下降,更多用户能够直接拥有项目的所有权。
DER2.0则面向更广泛的用户群体,包括低收入用户,其合约常常涉及多方参与,如社区规模太阳能项目,并越来越多地整合其他技术,如太阳能+储能技术。“Sun Shares ”和“北富兰克林社区能源项目”团队着眼于设计商业模式,让更多的中低收入群体也能享受到清洁能源,并为更多社区参与此类项目打开通道。
4.把电动汽车充电作为DER来源
电动汽车充电在DER1.0时代尚未被认为是分布式能源资源的重要来源,但在DER2.0时代,电动汽车充电可以通过创新的定价和负荷控制方式成为在时间和空间上管理电力需求的重要手段。“明尼苏达革命”、“纽约市政车辆电气化”和“电动汽车和电网”团队正在改善电动汽车充电策略,使其更好满足各自服务区域的需求。
5.更成熟的定价机制
在DER1.0时代,太阳能行业坚定地将净电量计量方式(NEM)作为行业发展的基础。但在DER2.0时代,虽然NEM仍是太阳能发电比例较低市场的主要定价机制,但整个行业目前在积极研究如何在太阳能发电比例更高的市场中引入新的定价机制来更好地发挥太阳能的全部价值,同时为太阳能项目开发提供更有效的激励,从而为电网创造更多价值。包括了特斯拉、Sunrun、Vivint、Sunpower、VoteSolar和太阳能行业协会等太阳能行业最重要参与者代表组成的“可扩展DER定价机制”团队正在积极探索这些新机制。
6.利用分布式能源资源项目实现可再生能源目标
在DER1.0时代,分布式能源资源在实现各州第一代和第二代可再生能源标准方面的作用相对较小,且只是各州电力政策制定中的次要考虑因素。2011年,当时还是加利福尼亚州州长候选人的Jerry Brown提出要在2020年将加州电网中分布式能源电力发电装机提高到12000兆瓦,但当时这一颇具野心的目标并未得到多少支持。而随着DER2.0时代的到来,分布式能源资源开始在实现各州能源目标方面发挥越来越重要的作用,对设立了可再生能源发展宏伟目标的城市更是如此。令人吃惊的是,仅在几年之后,加利福尼亚州能源委员会预估加州凭借已建项目和计划在2016年末上线的分布式能源资源项目已经能够完成该目标的85%以上。在2017年度研讨会上,“实现100%可再生能源:加速州级行动”和“伊利诺伊州能源未来”团队取得重大进展,就有效策略达成一致,以帮助其他地区复制加利福尼亚州的成功经验。
如今,各方正在努力设计合适的机制来吸纳更多分布式能源资源并网,力争使电网变得更加清洁、更具弹性、更好地为用户服务。随着更多行业利益相关方认识到分布式能源资源为电网正常运转提供的宝贵价值,我们可以期待这些工作能够更快地进行,同时也会有越来越多的用户认识到DER2.0时代所能带来的经济、电网运行和环境方面的多重效益。
为了加速这一转型,落基山研究所正筹备今年的eLab年度研讨会,邀请活跃在分布式能源资源发展和整合第一线的项目团队参与。相信各参会团队将能够集合各类项目的愿景、知识、多样性和承诺,协力加速电力系统转型。