马萨诸塞州2050年清洁峰值电力计划节省数十亿美元

清洁电网也是最便宜的电网

一项全面的新分析得出结论，马萨诸塞州可以通过完全不含燃烧式发电的电力组合在2050年满足其峰值电力需求——这条清洁路径对该州的电费用户来说代表了最低成本的选择。这一发现推翻了公用事业行业的常规观点，在该行业中，天然气调峰电厂长期以来被认为是应对全年最高需求日期的必要保险。

该报告模拟了多个场景来满足该州预计的峰值需求，考虑到了供热和运输电气化将在未来几十年显著增加电力消耗。在分析的每个场景中，可再生能源、电池储能、长时储能、需求响应和区域电网进口的组合都比包含新增燃气发电或维持现有燃烧电厂的路径更便宜。

分析确定的无燃烧电力组合依赖于多项互补技术的协同工作。太阳能和海上风电提供了大部分能源生成，而锂离子电池处理持续4到8小时的短期峰值。对于延长的低可再生能源生成期间——代表电网最具挑战性时刻的多日冬季寒冷期——铁空气电池和压缩空气系统等长时储能技术补充了电力缺口。

需求响应在该模型的发现中起着至关重要的作用。通过将灵活的电力消费——如电动汽车充电、供水加热和工业流程——转移到可再生能源丰富的时期，电网在任何特定时刻必须服务的峰值需求显著降低。智能恒温器、分时电价和自动负荷管理系统在不要求消费者牺牲舒适或生产力的情况下实现了这种灵活性。

该报告最引人注目的结论不仅仅是无燃烧电网是可行的——清洁能源倡导者多年来一直在这样争论——而是现在它是经济上最优的选择。在过去的十年中，太阳能电池板、风力涡轮机以及特别是锂离子电池的成本下降从根本上改变了清洁和化石燃料发电的比较经济学。

天然气调峰电厂虽然建造成本相对较低，但运营成本高昂，因为它们仅在最高需求时运行。它们的燃料成本、碳合规成本和维护费用使其越来越无法与可以用廉价可再生电力充电并在峰值期间以近零边际成本调度的电池竞争。

该分析还考虑了维持燃气基础设施的成本——管道、压缩机站和输配系统——这些系统即使在每年仅运行数百小时的情况下也需要支持调峰电厂。消除这些基础设施代表了一笔重大成本节约，在更简单的单个发电技术比较中经常被忽视。

虽然该报告特定于马萨诸塞州，但其发现对美国东北部及其他地区的电网规划具有相关性。该州的气候——冬季寒冷驱动供热需求、太阳能资源适中、海上风电潜力优异——代表了许多面临类似脱碳挑战的温带地区。

如果在寒冷气候州满足峰值需求的最低成本路径——具有重要的供热电气化——是无燃烧的，其含义是气候更温暖、太阳能资源更好的地区面临更强有力的经济案例来消除化石燃料发电。该报告有效地消除了维持燃气基础设施作为长期电网战略一部分的最后一些技术和经济论证。

其他州的公用事业监管机构和电网规划者可能会注意到。综合资源计划——指导公用事业多十年地平线投资决策的文件——越来越多地反映清洁能源技术成本的下降。马萨诸塞州分析为已经倾向于清洁能源路径但面临对天然气继续使用感兴趣的利益相关者阻力的规划者提供了严格的建模支持。

实现无燃烧路径需要持续的政策支持、持续的技术成本降低和重大的基础设施投资。海上风电、输电升级和能源储存设施的许可时间表必须缩短，以匹配该模型假设的部署步伐。清洁能源安装和维护的劳动力发展是另一个关键的使能条件。

该报告承认其投影依赖于虽然与历史趋势一致但不保证的技术成本轨迹。电池成本减少放缓或长时储能商业化延迟可能会改变经济计算。但是，分析中确定的节约幅度提供了针对此类意外情况的实质性缓冲，表明即使在不太乐观的假设下，清洁路径仍然是最好的选择。

本文基于Utility Dive的报告。阅读原文。