現(xiàn)在，多種不同的開(kāi)展趨勢(shì)可能會(huì)重塑全球的電力體系。跟著電力商場(chǎng)轉(zhuǎn)型、技能前進(jìn)、工業(yè)交融、消費(fèi)辦法改動(dòng)、環(huán)境問(wèn)題日益添加，“消費(fèi)者”呈現(xiàn)，電力公司有必要立異和開(kāi)展以應(yīng)對(duì)這種有些紊亂的局勢(shì)。
美國(guó)西北大學(xué)微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)和經(jīng)濟(jì)史學(xué)家羅伯特.J.戈登（RobertJ.Gordon）最近在休斯頓萊斯大學(xué)的一次講演中提出了一個(gè)有趣的場(chǎng)景：假如一個(gè)人在1870年睡著，在1939年醒來(lái)，那么這個(gè)人將會(huì)被這個(gè)世界呈現(xiàn)的五個(gè)巨大的創(chuàng)造所震動(dòng)：電力、城市衛(wèi)生、化學(xué)和制藥、內(nèi)燃機(jī)、現(xiàn)代通訊。戈登在一本名為“美國(guó)添加的興起與式微”一書(shū)中提出了自己的觀念，他以為這個(gè)要害時(shí)期之后是又一個(gè)沉寂綿長(zhǎng)的幾十年，而在此期間，這些創(chuàng)造被提煉和開(kāi)發(fā)利用。
但自20世紀(jì)70年代以來(lái)，文明現(xiàn)已趨于飽滿(mǎn)，只要一絲微弱的改動(dòng)。在其時(shí)，技能阻滯，不平等加重，教育水平徜徉，很難看到一個(gè)巨大的改動(dòng)。他以為，即便是計(jì)算機(jī)和數(shù)字化，到現(xiàn)在為止也只影響了一小部分經(jīng)濟(jì)，其絕大部分發(fā)生在娛樂(lè)、信息和通訊范疇。
一些業(yè)界權(quán)威人士以為，戈登的經(jīng)濟(jì)加權(quán)理論雖然功能強(qiáng)大，但它依賴(lài)于全要素出產(chǎn)率（一種依據(jù)立異功率的國(guó)內(nèi)出產(chǎn)總值的經(jīng)濟(jì)手段）是短視的。其間有微軟公司創(chuàng)始人比爾？蓋茨（BillGates）在博客中標(biāo)明，“數(shù)字革新影響了商場(chǎng)的機(jī)制”。許多人也指出，這是一個(gè)推翻了全球許多職業(yè)的變革時(shí)代，電力部分身在其間。
雖然電動(dòng)轎車(chē)（EV）的需求不共同對(duì)電網(wǎng)的沖擊速度形成不確定性，但電動(dòng)轎車(chē)制造商正在推進(jìn)快速充電技能，其方針是在五分鐘內(nèi)為100千伏安的電池充電，然后發(fā)生1.2兆瓦的需求。一起為體系中的6萬(wàn)輛電動(dòng)轎車(chē)充電，例如美國(guó)德克薩斯州轎車(chē)部分每年登記的2400萬(wàn)輛轎車(chē)中只要0.25％的電量可以將電力需求提高到70GW以上，這大于德克薩斯州電力可靠性委員會(huì)（Electric Reliability Councilof Texas）現(xiàn)在的高峰需求。調(diào)研組織Wood Mackenzie動(dòng)力咨詢(xún)公司在2017年12月的一份報(bào)告中標(biāo)明（圖1）。相反，由電動(dòng)轎車(chē)供給的功率提高可能導(dǎo)致石油需求下降。
圖1.電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)。WoodMackenzie公司估計(jì)，到2035年，將有1.25億輛電動(dòng)車(chē)（EV）被選用，每天可以代替180萬(wàn)桶的石油需求量，并添加350TWh電力需求。在反映與巴黎協(xié)議共同的軌跡的碳束縛場(chǎng)景下，選用的電動(dòng)轎車(chē)可能飆升至3.5億輛。
1.電力商場(chǎng)的轉(zhuǎn)型
電力職業(yè)在曩昔十年的改動(dòng)是深刻而清晰的，即便電力的多元化格式參差不齊。但數(shù)字化不是打亂電力職業(yè)開(kāi)展的僅有要素。
依據(jù)Wood Mackenzie公司電力和可再生動(dòng)力部分的全球內(nèi)容和商業(yè)戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人Prajit Ghosh的說(shuō)法，電力商場(chǎng)促進(jìn)了這種改動(dòng)。他以為，電力商場(chǎng)現(xiàn)已成為智能手機(jī)現(xiàn)已成為現(xiàn)代生活的巨大“催化劑”。
自從20世紀(jì)90年代初，世界各地的選定區(qū)域開(kāi)端經(jīng)過(guò)引入大型發(fā)電機(jī)之間的競(jìng)賽來(lái)重建其傳統(tǒng)的筆直一體化公用事業(yè)，電力商場(chǎng)現(xiàn)已吸收了（雖然速度和規(guī)劃各不相同）新的改動(dòng)驅(qū)動(dòng)要素。其間包含技能驅(qū)動(dòng)要素，如公用事業(yè)規(guī)劃的風(fēng)能和太陽(yáng)能、分布式發(fā)電、智能電網(wǎng)、動(dòng)力存儲(chǔ)、動(dòng)力功率。其鼓勵(lì)機(jī)制、商業(yè)方式和組織辦法進(jìn)一步大幅度地改動(dòng)了這些改動(dòng)，給公用事業(yè)和其他電力公司的傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)實(shí)踐以及商業(yè)方式帶來(lái)了應(yīng)戰(zhàn)。
“可以說(shuō)，電力商場(chǎng)將與智能手機(jī)具有相同的目的。”Ghosh在10月份標(biāo)明。“其原因是電力商場(chǎng)不是首要的商品，這不是像煤炭或天然氣這樣的燃料。無(wú)論是煤炭、天然氣仍是可再生動(dòng)力和生物質(zhì)動(dòng)力，電力商場(chǎng)也在不相關(guān)的動(dòng)力商場(chǎng)之間樹(shù)立聯(lián)絡(luò)。例如，雖然大多數(shù)國(guó)家不再運(yùn)用很多的石油進(jìn)行發(fā)電，而在電氣化方面和電動(dòng)轎車(chē)現(xiàn)已完成了這一聯(lián)絡(luò)。”Ghosh說(shuō)。
2.快速的技能前進(jìn)
依據(jù)Ghosh的觀念，另一個(gè)中止的要害標(biāo)志是動(dòng)力技能的前進(jìn)。他說(shuō)，自2007年以來(lái)，跟著容量要素的飆升，風(fēng)能和太陽(yáng)能的本錢(qián)大幅下降，促進(jìn)了其在所有商場(chǎng)上的迅速遍及，包含近海和分布式動(dòng)力。
依據(jù)世界動(dòng)力組織（IEA）的數(shù)據(jù)，可變可再生動(dòng)力的遍及率在許多商場(chǎng)中將達(dá)到20％到30％的比例，愈加廣泛的職業(yè)現(xiàn)已看到了影響。例如，在德國(guó)，傳統(tǒng)的熱電廠（特別是煤電廠）選用了更靈敏的設(shè)備、軟件和操作修正，以完成更高的速率、更多的發(fā)動(dòng)和中止，以及更低的最小生成（圖2）。
圖2.德國(guó)的燃煤發(fā)電。德國(guó)可變發(fā)電量的添加為發(fā)電機(jī)提出了技能和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，但好像現(xiàn)已適應(yīng)。該圖顯現(xiàn)了2016年該國(guó)七天內(nèi)燃煤發(fā)電廠的發(fā)電方式，顯現(xiàn)了其循環(huán)才能。ENTSO-E（2017a），每種出產(chǎn)類(lèi)型的實(shí)踐產(chǎn)值
動(dòng)力儲(chǔ)存也取得了重大進(jìn)展。多年來(lái)，作為可以將間歇式動(dòng)力出產(chǎn)改動(dòng)為堅(jiān)實(shí)的根本負(fù)荷才能的方針，電力職業(yè)在2011年至2014年之間的動(dòng)力儲(chǔ)藏開(kāi)展得到了更多的重視，在這段時(shí)刻內(nèi)，一些演示項(xiàng)目呈現(xiàn)出不同的技能可以?xún)?yōu)化能量傳輸。據(jù)商場(chǎng)研討公司IHSMarkit的數(shù)據(jù)，全球動(dòng)力存儲(chǔ)商場(chǎng)2017年裝置了6GW，與2012年和2013年裝置的0.34GW比較呈指數(shù)添加。專(zhuān)家遍及估計(jì)，由于電池儲(chǔ)能本錢(qián)翻番，這一添加將繼續(xù)下去（圖3）。HIS公司的猜測(cè)顯現(xiàn)，到2022年，年度設(shè)備儲(chǔ)能量可能會(huì)激增至40GW.
圖3.下降電池組本錢(qián)猜測(cè)。依據(jù)Wood Mackenzie公司的說(shuō)法，估計(jì)2030年的本錢(qián)現(xiàn)已完成。它標(biāo)明，本錢(qián)下降將對(duì)可再生動(dòng)力和運(yùn)送電氣化發(fā)生長(zhǎng)期影響。
AES動(dòng)力存儲(chǔ)公司總裁約翰.扎胡蘭奇克（John Zahurancik）說(shuō)，2015年至2017年期間，動(dòng)力存儲(chǔ)正在被廣泛地納入公用事業(yè)規(guī)劃和電力體系規(guī)劃。AES公司和西門(mén)子公司協(xié)作的Fluence Energy公司為電力職業(yè)供給技能和效勞。Zahurancik標(biāo)明：“假如你看看大型公用事業(yè)公司出臺(tái)的資源規(guī)劃指南，并看看獨(dú)立體系運(yùn)營(yíng)商的范疇，以及他們擬定的規(guī)矩改動(dòng)的辦法，他們現(xiàn)已施行了動(dòng)力存儲(chǔ)。”
2017年2月，加利福尼亞州埃斯孔迪多市發(fā)布的SGD＆E30兆瓦，120兆瓦時(shí)體系由AESEnergyStorage供給。該設(shè)備是加利福尼亞州和加利福尼亞公共事業(yè)委員會(huì)在2016年洛杉磯北部阿利索峽谷天然氣儲(chǔ)能設(shè)備的加急呼應(yīng)的一部分。
3.技能和工業(yè)前沿的交融
美國(guó)儲(chǔ)能協(xié)會(huì)（EnergyStorageAssociation）首席執(zhí)行官KellySpeakes-Backman標(biāo)明，雖然現(xiàn)在大部分儲(chǔ)能都是獨(dú)立支撐電網(wǎng)，但其將變量發(fā)電轉(zhuǎn)換成可調(diào)度資源的才能的價(jià)值卻不足以闡明問(wèn)題。她指出：“在亞利桑那州和夏威夷州，與太陽(yáng)能電站配對(duì)的四小時(shí)和五小時(shí)電池使太陽(yáng)能滿(mǎn)意夜間需求。她說(shuō)，像傳統(tǒng)核電和煤炭這樣的傳統(tǒng)發(fā)電所出產(chǎn)的儲(chǔ)能也正在顯現(xiàn)出收益，由于它將它們轉(zhuǎn)化為更靈敏的資源。美國(guó)的大部分抽水蓄能電站正是為此而開(kāi)發(fā)的。與聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)相同，存儲(chǔ)與中等功率發(fā)電配套運(yùn)用，可削減循環(huán)，完成更高功率的發(fā)電。這就是為什么人們看到像GE和瓦錫蘭這樣的公司將電池與燃?xì)獍l(fā)電配套運(yùn)用的原因。”
Ghosh指出，這些開(kāi)展是兩個(gè)完全不同的推翻標(biāo)志的闡明。首先是技能的交融。他指出，電池價(jià)格的下降使電動(dòng)轎車(chē)成為一個(gè)更可行的挑選，但他們也使太陽(yáng)能和其他可再生動(dòng)力更具本錢(qián)效益和可靠性。第二個(gè)標(biāo)志是工業(yè)的交融。“太陽(yáng)能工業(yè)被電池職業(yè)所約束，石油職業(yè)和轎車(chē)制造業(yè)現(xiàn)在也局限于電池職業(yè)。他們都在搶奪相同的供給鏈。”他說(shuō)。這種相互作用促成了比如可再生設(shè)備中的石油公司的交****出資。所有這些終究意味著下降這些技能的本錢(qián)，這意味著這些技能越來(lái)越遍及。
4.改動(dòng)動(dòng)力消費(fèi)方式
雖然這些改動(dòng)在供給方面有所體現(xiàn)，但自2007年以來(lái)，需求方面的動(dòng)力耗費(fèi)明顯上升，這首要得益于“動(dòng)力獨(dú)立與安全法案”，該法則規(guī)定了2012年、2014年和2020年的照明規(guī)范。決議計(jì)劃者在整個(gè)電力格式中考慮的一個(gè)要害特征是需求松懈。例如，阻滯的需求添加促進(jìn)發(fā)電項(xiàng)目撤銷(xiāo)或燃料來(lái)歷決議計(jì)劃，并在資源規(guī)劃中發(fā)揮重要作用。“人們現(xiàn)在看到的是能效的影響，而不是之前的原因，很大程度上是由于技能前進(jìn)使燈泡會(huì)每隔一年、兩年，三年更換一次，所以周轉(zhuǎn)的速度要快得多。”他說(shuō)。
消費(fèi)方式也正在經(jīng)過(guò)不斷開(kāi)展的數(shù)字技能（包含技能控制和數(shù)據(jù)分析）來(lái)改動(dòng)，消費(fèi)者可以修正運(yùn)用辦法。越來(lái)越多的制造商和工業(yè)公司正在監(jiān)控加熱和冷卻，或許裝置能量傳感器來(lái)丈量耗費(fèi)改動(dòng)并猜測(cè)需求。與此一起，谷歌、Adobe、寶潔、沃爾瑪、麥當(dāng)勞等大型制造商現(xiàn)已宣告了2020年的動(dòng)力功率方針，以取得競(jìng)賽優(yōu)勢(shì)，提高利潤(rùn)率，最近也提高了環(huán)境的可持續(xù)性。
5.環(huán)境的可持續(xù)性問(wèn)題
另一方面，環(huán)境的可持續(xù)性這個(gè)削減污染或減碳的驅(qū)動(dòng)力也可能影響需求。“在十分高的層面上，咱們將進(jìn)入一個(gè)人均動(dòng)力耗費(fèi)少或人均國(guó)內(nèi)出產(chǎn)總值的世界，而更多的動(dòng)力耗費(fèi)將以電力的方式呈現(xiàn)。”施耐德電氣的電力部分和智能電網(wǎng)副總裁MarkFeasel標(biāo)明。在北美區(qū)域，尤其是加利福尼亞州，現(xiàn)已有很多出資用于支撐電動(dòng)轎車(chē)和港口電氣化的基礎(chǔ)設(shè)備。他指出，在北美區(qū)域以外，鄉(xiāng)村電氣化的盡力也添加了新的消費(fèi)者。
一起，F(xiàn)easel指出：“財(cái)富500強(qiáng)中93％的首席執(zhí)行官在薪酬組合中都有必定的可持續(xù)性目標(biāo)。但不是由法規(guī)驅(qū)動(dòng)的，可持續(xù)開(kāi)展正在源于數(shù)字化決議計(jì)劃。”Feasel指出這是另一個(gè)不可否認(rèn)的推翻性要素。
6.消費(fèi)者的呈現(xiàn)
分布式動(dòng)力（DERs）模塊化或小規(guī)劃技能的遍及，使終究用戶(hù)可以依據(jù)電力體系的需要在本地出產(chǎn)動(dòng)力和時(shí)刻耗費(fèi)，意味著“脫離前史自上而下的供給結(jié)構(gòu)這現(xiàn)已標(biāo)志著一個(gè)多世紀(jì)的電力體系。”世界動(dòng)力組織（IEA）說(shuō)。它說(shuō)，最重要的分布式動(dòng)力（DERs）改動(dòng)是房頂太陽(yáng)能光伏（PV）的添加，其全球設(shè)備從2010年的10.7GW添加到2016年的45.7GW，到2021年將添加到73GW.以澳大利亞為例，IEA指出，超越20％的家庭現(xiàn)已配備了房頂太陽(yáng)能光伏。
全體而言，動(dòng)力功率和需求辦理也將包含儲(chǔ)能、動(dòng)力功率和需求辦理，這些都將看到愈加重要的添加。該組織標(biāo)明，監(jiān)管鼓勵(lì)辦法正在推進(jìn)配電公司將傳統(tǒng)晉級(jí)與電網(wǎng)容量相對(duì)照，以應(yīng)對(duì)新式代替計(jì)劃。反過(guò)來(lái)，這又促進(jìn)終究用戶(hù)出資于渙散式發(fā)電技能，將其轉(zhuǎn)化為積極辦理其本身出產(chǎn)和動(dòng)力耗費(fèi)的“消費(fèi)者”（見(jiàn)圖4）。
圖4.消費(fèi)者的呈現(xiàn)。綠線(xiàn)標(biāo)明德克薩斯州的典型消費(fèi)者怎么耗費(fèi)動(dòng)力。紅線(xiàn)顯現(xiàn)消費(fèi)方式，假如消費(fèi)者布置了住所太陽(yáng)能電池板，也稱(chēng)為低持續(xù)時(shí)刻曲線(xiàn)（LDC）。
關(guān)于Ghosh而言，消費(fèi)者的呈現(xiàn)標(biāo)志著“電力職業(yè)全體動(dòng)態(tài)”的改動(dòng)，雖然他指出這只是電力職業(yè)今日面對(duì)的多重*之一。
“當(dāng)考慮所有要素，電動(dòng)轎車(chē)，房頂光伏，存儲(chǔ)技能和數(shù)字化，這個(gè)職業(yè)面對(duì)的應(yīng)戰(zhàn)是”讓所有這些技能實(shí)時(shí)互相交流，一起堅(jiān)持可靠性。“他說(shuō)。
這些將會(huì)在多大規(guī)劃內(nèi)發(fā)揮作用還有待調(diào)查?，F(xiàn)在，改動(dòng)行將到來(lái)。正如Ghosh所總結(jié)的那樣：“了解這些應(yīng)戰(zhàn)真的很重要，由于這不僅僅是脫碳，而是重寫(xiě)整個(gè)經(jīng)濟(jì)，明顯，這是一個(gè)十分具有應(yīng)戰(zhàn)性的使命。”再過(guò)10年，或許人們會(huì)對(duì)戈登所描繪的“睡夢(mèng)”情形發(fā)生共鳴。
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