美国清洁能源并网积压达2.5太瓦,创新方案加速破局
美国清洁能源并网积压规模已超2.5太瓦,劳伦斯伯克利国家实验室报告显示并网等待时间从17个月延长至近5年。为应对联邦能源监管委员会第2023号令,加州独立系统运营商、德州电力可靠性委员会及西南电力库等正推出创新方案,包括分区并网、连接与管理模式等,但商业利益与监管平衡仍存争议。

美国输电系统运营商并网队列中的发电与储能项目积压规模持续扩大,但一系列创新解决方案正在浮现,有望缓解这一压力。
根据劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)2024年4月发布的报告,等待并网的拟建发电与储能项目规模约为美国现有发电装机(估计1,280吉瓦)的两倍。报告同时指出,2015年前开工的项目从申请到运营平均耗时约17个月,而2022至2023年间完成的项目,这一周期已接近5年。
为响应联邦能源监管委员会(FERC)2023年7月批准的第2023号令,美国各输电服务商与系统运营商正加紧制定新方案。该命令对已沿用20年的并网流程提出重要新要求,包括优先考虑满足就绪标准的可行项目,并对输电服务商和系统运营商施加财务处罚以提升效率。
LBNL能源政策研究员Joseph Rand表示,第2023号令“优先考虑已满足就绪标准的更具可行性的项目,并施加财务处罚,要求输电服务商和系统运营商提高效率”。但监管机构与利益相关方均认为,该命令仅触及并网流程优化的开端,尚不足以应对新增负荷的快速增长。
前FERC委员Allison Clements在同意意见中写道,第2023号令“是解决并网积压问题的重要一步”,但输电服务商、并网客户及其他利益相关方应“将该规则的要求视为坚实基础而非上限”,并继续推进更深层改革。
分析师指出,得克萨斯州的“连接与管理”(connect and manage)简化并网模式在其纯能量市场中可能可行;西南电力库(SPP)正在推进将系统规划与并网流程挂钩的跨州工作,若完成,或将成为减少队列积压的突破。
加利福尼亚州凭借其刚获批准的并网增强方案引领创新,因其已率先将输电规划、发电采购与项目并网流程相衔接。但部分人士认为,对项目可行性、商业就绪度及系统价值的评分可能无法平衡公用事业与开发商的利益,甚至可能阻碍负荷增长目标的实现。
加州创新增强方案
加州独立系统运营商(CAISO)董事会于6月12日以5比0投票通过一项计划,在规划显示“存在输电容量或已批准新建输电”的区域,优先识别并安排项目并网。该增强方案旨在优先并网运营就绪度、商业价值及系统价值最高的项目。
CAISO基础设施政策发展负责人Danielle Mills表示,该计划划定了“输电容量可用或将建设”的“区域”。这种分区方法“是整个改革努力的基石”,其他“程序性改革”旨在“支持新方法”。计划引导开发商进入CAISO规划中已识别可用输电的“输电计划可交付性”区域,并激励公用事业及其他负荷服务实体(LSE)采购这些项目。

项目总“评分”中,35%基于可行性标准,如场址控制权和工程设计完整性;另35%基于项目作为系统级或本地资源充裕度的价值。剩余30%取决于LSE对项目的商业兴趣证明,但CAISO和利益相关方均承认,这可能赋予LSE谈判筹码,使其对需要LSE兴趣以提高评分的开发商施加压力。
Mills补充说,在每个区域内,CAISO将选择评分最高的项目进行详细研究,若评分相同,则以项目对区域本地配电系统的价值作为首要决胜条件。若仍并列,“开发商愿意在密封投标拍卖中支付更高费用以获得并网研究资格者胜出,其项目将进入研究流程”。
CAISO表示,发电和电池系统项目开发商也可在无可用或计划输电容量的区域申请并网,但必须自费承担所有必要的电网升级费用,且仅部分升级成本可获回收。
Mills称,这些程序将CAISO研究“限制在最可行的项目上”,但会纳入相当于可用输电容量150%的项目,以确保LSE有充足选择。“这是新流程中最具原创性的部分,既确保足够的新增发电满足州目标,又限制并网队列以防止积压。”
CAISO董事会一致认为,新增强方案带来了“巨大但并非完美的变革”,该流程亟需改革以管理并网队列并实现州能源转型目标。

两个争议性问题
在增强方案制定初期,LSE与开发商就LSE在项目商业兴趣评分中的影响力是否公平展开辩论。代表太阳能开发商的大型太阳能协会(LSA)顾问、Phoenix Consulting负责人Susan Schneider表示,LSE可能利用其影响力,通过表达商业兴趣获取项目独家权利或压低购电价格。
Schneider指出,“CAISO鼓励利益相关方就项目进行沟通”,但“对LSE的项目评分缺乏指导方针或规定”。美国清洁电力协会和清洁能源买家联盟的评论也支持Schneider的担忧。
独立电力生产商NextEra Energy Resources西部区域监管与政治事务高级总监Ryan Millard在6月12日董事会上表示,缺乏对LSE的严格指导已导致LSE试图索取额外让步。他举例称,一家LSE最近告知NextEra,“为获得LSE评分分配,开发商需授予优先购买权,并支付每千瓦5美元的保证金”。对于“一个300兆瓦的储能项目,这意味着在预期开工前10年需缴纳150万美元保证金才能进入队列”。
CAISO总裁兼CEO Elliot Mainzer回应称,CAISO将“监控新流程以防操纵”,但监管采购的责任在于州和地方机构。太平洋煤气电力公司和南加州爱迪生公司则坚称,监管监督将保护开发商和费率支付者。
能源效率与可再生能源技术中心顾问Ed Smeloff表示,处理并网积压的需求“紧迫”,商业兴趣“至关重要”,并认为“现有治理结构足以确保开发商的关切能被LSE听到”。
LBNL能源与环境政策研究科学家Will Gorman指出,CAISO的并网申请超过500吉瓦,“是其约50吉瓦峰值负荷的10倍以上”,这使其持续聚焦于削减队列。
但部分利益相关方表示,现有输电容量可能无法满足加州每年8吉瓦的预测负荷增长。LSA顾问Schneider称,2023年第15批集群中的541个项目可能因可用输电计划可交付性区域被2021-22年第14批集群的300多个项目占用而流失。她补充说,若要在无剩余输电容量的区域并网,“开发商需自费承担昂贵的升级费用,并面临无法获得补偿的风险”。
CAISO输电规划与基础设施发展副总裁Neil Millar表示,6月14日的CAISO报告显示,约30吉瓦的输电计划可交付性区域已分配给第14批集群项目,另有30吉瓦或更多分配给第14批之前的项目,总计超过60吉瓦的分配应能满足至2030年的预测负荷增长和政策目标。Millar称,“8月将提供额外分析,显示第15批集群剩余的可交付性容量”,但“最终由LSE进行采购以推动项目进展”。
前FERC委员Clements对Utility Dive表示,CAISO增强方案“反映了队列积压的现实”,“解决方案尚未完全明确,但加州正在探索路径”。观察人士称,其他创新方案则更不成熟。

三项替代创新
LBNL的Gorman表示,加州的增强方案“可能是全美对现有并网流程最重大的改变”。但为遵守第2023号令,其他ISO、RTO和输电服务商也在制定新方法。
西南电力库(SPP)计划将规划、采购与并网整合,但该方案仍需约一年时间才能提交FERC审批。先进电力联盟高级副总裁兼SPP多个咨询委员会成员Steve Gaw表示,该方案旨在“通过利用规划和采购结果来指导并网流程,避免重复研究的时间和成本”。
Gaw指出,这一概念与加州方案类似,但在SPP覆盖的14个州中“实现难度更大”,尤其是其“战略与创造性再工程综合规划团队”面临“输电升级成本分配”的挑战。但前FERC委员Clements认为,“SPP有各州合作的历史,在当前负荷增长和新能源需求的新时期,公用事业和各州更倾向于合作”。
在德州电力可靠性委员会(ERCOT)系统中,开发商若愿意承担弃电成本,可无需承担系统升级费用即可并网。这种“连接与管理”模式被Grid Strategies和Brattle Group 2024年2月的论文称为“相对快速且一致的并网流程”。该模式于2010年在英国引入,使德州在2021年和2022年新增发电并网量领先全美。
但Grid Strategies创始人兼总裁Rob Gramlich表示,“需要主动的输电规划来管理拥堵”,且“由于德州可再生能源仍面临严重拥堵和弃电,部分开发商对连接与管理模式持批评态度”。2023年Nicholas Institute的论文指出,德州并网成功“是连接与管理模式在纯能量市场可行的有力证据”,但在非纯能量市场可能不适用,尤其是在多州RTO中,因成本分配和资源充裕度要求而难以复制。
LBNL的Gorman表示,目前除德州外,尚无其他地区采用连接与管理模式,但研究人员正在探索“将资源充裕度与并网流程脱钩”的方法。
前FERC委员Clements在第2023号令同意意见中写道,这些并网创新至关重要,因为“美国正面临电网基础设施危机”,该命令的变革“将有助于缓解并网积压,但仅靠其本身仍不足够”。