美国清洁能源并网积压达2.5太瓦,创新方案寻求破局
美国输电系统并网积压项目规模已超2.5太瓦,加州、德州及西南电力库等地正推出创新并网流程,以应对积压并满足负荷增长需求。

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仍在扩大,但一系列新兴创新方案有望缓解这一压力。据劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)2024年4月报告,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年完工的项目这一周期已接近5年。
为应对这一挑战,美国联邦能源监管委员会(FERC)于2023年7月批准了第2023号命令,各输电服务提供商与系统运营商正据此开发新解决方案。LBNL能源政策研究员Joseph Rand表示,该命令为并网流程引入了多项重要新要求,更新了沿用20年的旧流程,优先考虑满足就绪标准的更具可行性项目,并通过财务处罚机制促使输电服务商和系统运营商提升效率。
不过,监管机构和利益相关方均认为,FERC的命令仅是开始,尚不足以全面简化并网流程以满足日益增长的新负荷需求。前FERC委员Allison Clements在其同意意见中写道,第2023号命令是解决并网积压的重要一步,但输电服务商、并网客户及其他利益相关方应将该规则视为坚实基线而非上限,并继续推进改革。
分析人士指出,得克萨斯州的“连接与管理”(connect and manage)简化并网选项在其纯能量市场中可能可行;西南电力库(SPP)正在推进的将系统规划与并网流程相衔接的工作,若完成则可能成为减少队列积压的突破。利益相关方认为,加利福尼亚州凭借其刚获批的并网增强方案,在创新方面走在前列,因其已将输电规划、发电采购与项目并网流程直接挂钩。但也有观点指出,对项目可行性、商业就绪度和系统价值的评分可能无法平衡公用事业与开发商的需求,并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投票通过一项方案,在规划显示“存在输电容量或已批准新建输电”的区域,识别并优先安排项目并网。该增强方案旨在优先并网运营就绪度、商业价值和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,该方案划定了“可用或规划输电容量区域”,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撑新方法。方案引导开发商进入CAISO规划中已识别可用输电的“输电规划可交付性”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),35%基于项目作为系统级或本地资源充裕度的价值,其余30%取决于LSE对项目表现出的商业兴趣。CAISO和利益相关方均承认,这可能赋予LSE谈判筹码,因为开发商需要LSE的兴趣以获得更高评分。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,则“开发商在密封投标拍卖中出价更高者将获得并网研究资格并进入研究流程”。
CAISO表示,发电和电池系统项目开发商也可在无可用或规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指出,这些程序将CAISO的研究限制在“最具可行性的项目”,但会纳入相当于可用输电容量150%的项目,以确保LSE有足够选择。她认为这是新流程中最具原创性的部分,既能确保足够的新增发电满足州目标,又能限制并网队列以防积压。CAISO董事会在一致批准时承认,这些增强方案带来了巨大但并非完美的变革,而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在商业兴趣评分中影响力的公平性展开辩论。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,通过表达商业兴趣来获取独家权利或压低购电价格。她指出,CAISO鼓励利益相关方就项目进行沟通,但缺乏对LSE评分的指导方针或监管规则。美国清洁能源协会和清洁能源买家联盟的评论文件支持了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日董事会会议上表示,缺乏强有力的LSE指导已导致LSE试图索取让步。他举例称,一家LSE近期告知NextEra,“为获得LSE评分分配,开发商需授予优先报价权,并支付每千瓦5美元的保证金以锁定该权利”。对于300兆瓦储能项目,这意味着需在预期开工前10年缴纳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,但采购监管属于州和地方机构的职责。太平洋天然气与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关切被LSE听取。LBNL能源与环境政策研究科学家Will Gorman指出,CAISO拥有超过500吉瓦的并网申请,是其约50吉瓦峰值负荷的10倍以上,因此其重点一直是减少队列。但部分利益相关方表示,可用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指出,2023年第15批集群中的541个项目可能因可用输电规划可交付性区域被2021-22年第14批集群的300多个项目占用而流失,且若在无剩余输电容量区域并网,“商户开发商需自费昂贵升级并承担无法回收的风险”。
CAISO输电规划与基础设施发展副总裁Neil Millar表示,6月14日CAISO报告显示,约30吉瓦输电规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批之前项目,总计超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。他补充说,8月将提供额外分析,显示第15批集群可用的输电规划可交付性,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。

三种替代创新方案
LBNL的Gorman表示,加州的增强方案“可能是全国对现有并网流程最实质性的改变”。为遵守第2023号命令,其他ISO/RTO和输电服务商也在开发新方法。西南电力库(SPP)计划将规划、采购与并网整合,据先进电力联盟高级副总裁兼SPP多个咨询委员会成员Steve Gaw称,该计划仍需一年才能提交FERC审批。Gaw表示,该计划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。他补充说,这一概念与加州方案类似,但要在SPP覆盖的14个州实现“更具挑战性”,特别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”的难题。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资源需求时期,公用事业和州更倾向于合作。
在德州电力可靠性委员会(ERCOT)系统中,开发商若愿承担弃电成本,可无需承担系统升级费用即可并网,即“连接与管理”模式。Grid Strategies和Brattle Group 2024年2月报告称,这是一种“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和2022年新增发电并网量居全美之首。但Grid Strategies创始人兼总裁Rob Gramlich指出,“需要主动输电规划来管理拥堵”,且因德州可再生能源仍面临严重拥堵和弃电,部分开发商对此模式持批评态度。杜克大学尼古拉斯研究所2023年论文认为,德州并网成功是“有力证据”表明连接与管理在纯能量市场中可行,但在非纯能量市场中可能无效,尤其在多州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,目前除德州外无其他地区采用该模式,但研究人员正研究“将资源充裕度与并网流程脱钩”的方法。
前FERC委员Clements在第2023号命令同意意见中写道,这些并网创新至关重要,因为“国家正面临电网基础设施危机”,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”。