谁需要“基本负载”功率?(或者，让市场发挥作用)

四月，美国能源部长里克·佩里宣布了一项60天的研究关于电力市场设计和电网可靠性，意味着评估当前市场设计未能充分补偿“基础”（煤炭和核和核）发电厂的程度。

的备忘录(PDF)调试研究表明，“事实”是一个奇怪的索赔：“基准电力是一种充分发挥的电网。”这一概念通过多年前从本主题迁移的各种公用事业，系统运营商，经济学家和其他专家彻底解决了。对于这些从业者来说，这个前提似乎是落后的，因为德怀特·艾森豪威尔总统而不是推出州际公路体系，所谓的马车的美德的重新研究。

如今，电网需要各种资源的灵活性，而不是基于基准电厂。利用市场力量来帮助我们在选项之间决定提供最佳机会，避免多批钱的碳排放和碳排放的缩略图 - 在过去的世纪技术中盲目再投资。

现代网格不需要基准

与低成本的可再生能源相比，美国的公用事业公司在运行电网的基本负载电力份额不断下降的情况下至少有十年的经验。与此同时，在大西洋对岸，可靠性和可再生能源的采用水平都高于美国;值得注意的是，当时英国的灯没有熄灭U.K. Grid最近在没有任何煤电的情况下跑到一整天从1882年开始的第一次，将其计划的膨胀预示到2025。

通过分析，为美国能源部(DOE)自己享誉世界的国家实验室工作的科学家们一直表明，可再生能源比例中到高(30 - 80%)的电网，以及相应较低的基本负载容量，工作同样可靠至少和基于化石燃料的电力系统一样有弹性，但是低运营成本和风险．

公用事业公司的高管们也越来越多地看到了不祥之灾:基本负荷不仅对一个可靠的电网来说是不必要的，而且在经济上也与快速变化的能源格局不相容。国家电网的首席执行官说2015年，“基准电力的想法已经过时了，”由于消费者希望更便宜，更接近他们，以满足他们的需求。PG＆E是全国最大的公用事业之一的PG＆E，说，“一个大型巴塞尔发生器的想法一直遍历一下......只是不适合我们期望在未来网格中看到的市场状况。

基本负荷不仅对一个可靠的电网来说是不必要的，而且在经济上也与快速变化的能源格局不相容。

即使在田纳西州，最近立法机关通过一项法案田纳西河谷管理局的首席财务官表示，要冻结该州的风能发展承认不断变化的电网格局“让我们所有人都非常担心”在大型、新建、昂贵的发电厂上“押下任何长期赌注”。

那么，奇怪的是，美国能源部研究的声明前提忽略了经验证据、分析的精确性和财务现实，而这些因素加在一起至少十年来一直在消除基本负荷的论点。虽然自西屋电气(Westinghouse)和爱迪生(Edison)时代以来，电力输送的物理原理并没有发生有意义的改变，但满足这些物理约束的选择的比较经济学已经发生了翻天覆地的变化。

可靠性是一个系统属性，而不是一个单元属性

没有人否认，我们的经济需要一个可靠的电网，电力供应必须随时满足需求，但没有理由认为我们需要单个发电厂一直运行。这是件好事，因为这样的植物根本不存在。

基本负荷发电厂已经被迫停产在2%(核能)和10%(煤炭)之间，并且在它们意外失败时进行备份是昂贵的，因为它们在过程中很不方便热浪和冷鲷（PDF）在最需要他们的时候。即使有，这也是真的一方面,“燃料”一种令人费解的特征令人费解的术语，其比煤炭植物更容易应用于太阳能和风力的特征，因为这些可再生能源不依赖于远处的拖曳燃料 - 因为它们没有燃料。

因此，对于网格的整个历史，各种资源的组合始终是保证可靠性至少成本的最便宜方式。在过去，这种多样化的组合将基础加载工厂与更便宜的融合，更敏捷的工厂（天然气燃气涡轮机）组合。这种组合使电网适应负载的可变性，这通常比风和太阳能产生更低。

与五年前相比，今天的不同之处在于，低成本能源的默认选择实际上是风能和太阳能，它们已经有了长期固定的价格将其他新核电站、煤电厂和天然气电厂的成本——甚至只是旧电厂的运营成本。考虑到这些可再生能源的成本低得令人难以置信且仍在下降，灵活性比以往更加重要——幸运的是，灵活性也比以往任何时候都更便宜、更清洁、更丰富。

灵活性是这个领域的新货币

将清洁能源可靠地整合到电网运行中的灵活性体现在多种形式和所有时间尺度上。有三个主要用例需要考虑，对应于可靠电网的各种运行需求:

1.秒分钟:在这些短时间，网格需要“辅助服务”以维持可靠性并确保需求和供应总是匹配。传统上，这些服务由化石或水电发电机提供备用能力，但越来越多地，从分布式能源和其他新的清洁能源替代方案采购它们就会变得具有成本效益。

例如，加州的一个公用事业规模的太阳能发电厂显示(PDF)这些辅助服务中的许多都可以作为电站逆变器的一个有价值的副产品来提供。逆变器是一种非常可靠的固态电力电子设备，其主要任务是调节可再生能源，将其输送到电网。PJM网格中的聚合器是控制舰队的热水器来平衡需求和供给之间的不匹配。重要的是，这些和其他清洁能源经常提供比他们正在抵消的化石工厂更好的辅助服务（对信号的较快和更准确的响应），因此他们根据联邦能源监管委员会的“履行薪酬”规则更多。其他资源包括电动汽车和专用电池，越来越多地参与这些相同的市场，提供许多有价值的服务向电网使用他们的主要用例已经支付的硬件(为车辆驾驶或电池的备用电源)。

2.小​​时到几天：在这些中等时间尺度上，由于终端服务的需求以及太阳能和风能生产的潮起潮落，电网需要能够在一天的各个小时平衡能源供应和需求的资源。(其他种类的可再生能源，从地热、小水电到燃烧废物，变化不大。)清洁能源已经擅长于提供这些服务;事实上，它们是数十亿美元的美国需求响应市场的支柱。

例如，约60gw (PDF)有一部分负荷被纳入由零售公用事业和批发市场运营商运营的需求响应计划。需求响应通常是竞争拍卖中最低成本的资源，轻松击败了燃气发电．越来越多的技术可用于提供智能装载换档为了在不同的时间内平衡需求和供应，我们需要采取措施，而不仅仅是减产。智能空调那热水器和电动汽车是最有前途的选择之一，但至少30％的美国电力需求至少有一些可以利用的灵活性来提供网格价值。潜力甚至更大，充分利用了热储存 - 冰存储空调，例如或只是控制建筑物，使它们“海岸”在其自身材料中储存的热量或冷却，从使用加热和冷却时提供恒定的舒适度设备巧妙定时以匹配可再生用品。

如果充分利用蓄热系统(例如冰蓄冷空调)，或者只是控制建筑，让它们依靠储存在自身材料中的热量或冷热量，通过巧妙地定时使用与可再生能源供应相匹配的制热和制冷设备，提供持续的舒适感，这种潜力甚至更大。

3.周到几个月：在给定的地理区域内，风和太阳能的可再生能源产量并不总是在季节的能源需求匹配。有人建议这对低碳网格带来了运营挑战：我们如何满足平静，阴天的需求？因为今天不是一个问题，并且不会几十年，市场信号尚未用于激励创新解决方案。然而，有很多证据表明，一旦市场发出了需求，有能力和充足的技术就可以进入。

一个有希望的想法从那个-Gen获得灵感。艾森豪威尔的建议：“如果问题无法解决，放大。”也就是说，扩展其边界，直到它们包含解决方案所需的内容。

市场可以充当交响乐的指挥——协调个人能量资源的时间和地点，就像管弦乐队中的乐器一样，可以提供最大的价值。

例如，把热和电的问题放在一起解决比单独解决要容易。耦合电加热装置（PDF）随着热量和发电厂的含有“过量”可再生电力，阳光充电，以抵消气体加热，改善否则“超大”可再生能源系统的经济学，这些能源系统在平静和阴天提供足够的能量。扩大问题也意味着在地理上扩展它。风和太阳能倾向于通过在不同的天气模式和时代中最佳地互相加强，特别是在互连在更大的地理区域。实际上，长距离高压传输线，在美国的发展中但是，在中国和其他国家已经普遍，可以将低成本，高容量因子风从远程地区移动到城市，在那里它很好地补充了当地可再生能源的可用性模式。

或者，更优雅，这是可能的通过光纤将数据中心负荷的消耗转移到具有过剩可再生能源的电网。这可以让云计算不断增长的能源需求随着太阳和风在全世界范围内传播，而无需在专门传输方面增加任何支出。

如果这些技术在今天没有商业化，那并不是因为缺乏技术实力或物理上的一些限制。相反，这是因为季节性能源平衡的问题离我们还有几十年的时间，而我们还需要释放市场的力量来解决这些问题。

从一场争吵比赛到一场交响乐

过去几个月的话语对网格的未来一方面尖锐，让人在现任巴斯克（及其游说者）之间的呼喊匹配，并一方面是另一方面的专业市场兴趣。和需求下降和暴跌的能源价格由于目前低（但固有的挥发性）天然气价格，毫无疑问的现任者正在失败。即使是全新的煤气厂不能勉强维持据美国一家媒体报道，这些艺术品被以一美元的价格转售最近的UBS分析．电厂业主只能求助于上诉官僚主义的干扰“研究”找到了新的方法来帮助他们喊得更大声，这样今天的赢家就可以被迫支付昨天的输家。

我们需要缩短这个喊叫搭配，让市场工作。市场，最佳，可以充当交响乐的指挥 - 协调各个能源，如管弦乐队的仪器，可以为最终客户提供最大的价值。最甜蜜的交响曲在合适的时间内整合了许多乐器。没有任何乐器一直播放，但整体持续创造了美妙的音乐。

现在，协调美国电网的导线正在发送明显的信号我们当然不需要任何新的基载，现在是时候让现有的基载电厂考虑为他们的最终弓做计划了。而且，与普遍的误解相反，甚至不是可再生能源扼杀了化石燃料发电厂的经济效益这是廉价的天然气．如果老旧的基本负荷发电厂都无法应对变幻莫测的大宗商品燃料价格，它们又怎能指望在日益高涨的廉价风能和太阳能浪潮中生存下来呢?

万亿美元的问题

因此，我们面临着一种选择，赌注很高。大约50％的操作热容量在美国的运行热量将到2030年达到退休年龄 - 如果需求仍然保持平坦甚至是缩小这给盈利能力带来了额外压力。如果我们采取面值能源部研究过时的假设“基载电力运转良好的电网是必要的,“我们会投资,同比,在同一类型的发电厂,让我们直接进入这个有争议的和他大吵。

这样做，我们将锁定为新资产支付的巨额成本，其中许多资产用公用事业公司的话说可能会“搁浅”，因为能效、可再生能源和其他清洁能源替代品的进步会迅速抹去这些投资的价值。这将阻碍我们的经济在全球竞争的能力，尤其是与中国、印度和欧洲的竞争。这些国家已经在更积极地转向可再生能源，以锁定未来几十年超低的电力成本。除了搁浅资产风险之外，这一途径还将锁定数十亿吨的碳排放，要么是直接的(如果我们真的运营所有这些工厂的话)，要么是间接的(通过将资本浪费在与气候稳定不相容的资源上)。

或者，我们可以用来从领导美国和其他国家的经验中吸取的教训，这是一个柔性电网，主要是可再生能源，这是一种同样可靠的，昂贵，更昂贵，风险更低的能力为我们不断增长的经济。我们可以选择利用可再生能源行业的创新令人难以置信的令人难以置信的创新倾向，降低风力和太阳能的成本。我们可以从今天的领先的美国公司以及从Plucky Upstarts的供应和需求方面灵活地解锁新的创新，以最佳整合这种低成本的能源。

我们只有有限的机会来做出正确的选择。今天，我们应该抓住DOE学习的机会，并就批发市场改革的现行辩论，以确保明天的电力市场在服务中努力，而不是我们社会的目标。