自力更生:为什么业主应该远离电网

[编者按:作为智能建筑管理负责人Jim Sinopoli讨论了使用微电网发电的好处。]

自19世纪80年代以来，集中发电厂就已经出现了。一个多世纪后，我们开始看到微型电网的发展——分散或分布式发电，主要通过太阳能电池板或风力涡轮机等可再生能源发电。通过微电网，房地产开发商、业主或当地社区为他们的大型开发、工业园区、校园甚至整个社区建设电网。微电网不再仅仅是一个新概念，它已经超越了试验阶段——它们确实是现在。商业化了全球大约有300个微电网在运行。

概述

微型电网内有小型发电机，如传统的化石燃料发电机、光伏发电、风能和燃料电池。不同的发电源提高了微电网的可靠性。微电网可以独立运行（例如在偏远的村庄或军事基地），也可以连接到更大的公用电网，在这种情况下，微电网作为更大电网的一个客户出现。微电网的组织和管理可以是一个社区的合作安排，由开发者协调，也可以只是一个拥有一个所有者的大校园。

微电网也提高了旧电网和整个电力系统的可靠性。本地发电减轻了集中发电和相关输配电系统的负担。传输过程中的能量损失，在大电网中非常重要，在微电网中可以忽略不计。

潜在的好处

微电网将很快成为我们每一个参与建筑设计、建造、运营和管理的人的现实。那么，开发商或业主为什么会对微电网感兴趣呢?以下是一些令人信服的理由:

·微电网提高了电力的可靠性。多发电源的微电网提供了多样性，因此可靠性更高。微型电网与大型电网的连接意味着电力可靠性的提高。

·微电网更有可能降低能源成本。虽然集中式发电厂确实能生产廉价的电力，但有机会通过微型电网进一步降低成本。例如，如果一个微电网连接到更大的电网，运营商可以在价格比微电网便宜的情况下使用该电网的电力。相反，当大电网的价格较高时，运营商可以最大限度地利用微电网。考虑到日费率、需求费用、天气、潜在需求响应事件和甩负荷场景等变量，可以使用一些分析来优化何时使用较大的电网或微电网。这最终将使能源成本最小化，甚至有助于通过向更大的电网出售电力来赚钱。拥有一个微电网为业主管理能源成本提供了更大的灵活性。

·微电网是节能的。一个典型的燃煤电厂的效率可能只有38%左右，这意味着62%的原始能源没有转化为电能。再加上输电和配电的另外7%的损失。一个多发电源的微电网通过可再生能源可能更有效率，消除了传输和分配能源的损失，并有能力在当地回收和利用热量。其结果是更高的能源效率和更低的碳产量。

劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)最近的一项研究对加拿大一个峰值负荷为10兆瓦、平均负荷为6.2兆瓦的微型电网进行了研究。这项被称为微电网成本和效益评估框架的研究发现，用户通过微电网获得的电力平均成本每MWh减少5美元。负荷的减少为电网运营商提供了与投资延期相关的好处，这意味着公用事业公司可以推迟或不需要对发电、基础设施和土地进行资本投资。减少温室气体排放也给社会带来了重大好处。最后，该研究将主要为客户、微电网运营商和大电网增加的电力可靠性所带来的利益货币化。

这项研究的结论是，虽然微电网的大部分收益与客户有关，但每个人都受益。

开发商和业主

由微电网服务的物业以较低的成本提供更可靠的电力服务，增加物业的价值。研究表明，租户会为获得LEED认证的空间多付一些钱。微电网的情况也可能是如此，由于其明显的好处，这种情况可能会更严重。

建筑业主也可以通过部署一个基本的微电网，在微电网“协同”区域为租户提供空间或收取费用来安装他们自己的发电设备。这种方法类似于向多个用户出售其位置内空间的数据中心公司。

现在有一个微型电网的国际标准，反映了该方法的可行性、可信度、兴趣和势头。2011年制定的IEEE标准提供了设计、运行和集成微电网电力系统的最佳实践。这包括在向微电网提供电力的同时，能够与大型公用电网的一部分分离并重新连接。本标准针对微电网的工程问题，特别针对可靠性、意外事件和互连要求。

根据派克研究公司（Pike Research）的数据，到2015年，机构、单一所有者的微电网将是增长最大的部分，到2015年，将有53%的部署，其次是商用的，多个所有者的部署占39%。

宏观与微观

关于微电网的一个问题是大型电网公司的角色——“遗留”供应商。一般认为，微电网将由非公用事业开发商部署，可能为房地产开发商、业主或社区工作。这些微电网企业家和开发商可以提供更好的电能质量和可靠性，并为特定客户量身定制服务。

一些公用事业公司出于安全考虑反对微电网，而另一些则支持只要大型公用事业公司拥有、运营并向客户收费，这种做法不一定会引起微电网供应商和业主的共鸣。一些公用事业，如萨克拉门托市政公用事业区已经接受了这个概念——SMUD正在自己的公司总部部署微电网架构。

公用电网与微电网之间的潜在差异可能会像上世纪80年代和90年代电信业重组和分散化时的电信业那样发挥作用。后来，由于技术进步，一切都发生了根本性的变化，当电信公司的面包和黄油供应和最大的收入来源-住宅电话固定电话-随着移动电话和智能手机的出现而消失。

一个重要的趋势是分散一些能源生产。你可以在使用可再生能源和大规模努力向零排放建筑迈进的单个建筑中看到这一点。然而，在这一加速发展的趋势中，微电网是最可靠的入口：它们具有良好的效益和财务指标，而且比零能耗建筑更易于部署。