卢安武：加大可再生能源电力供应

整合可调度的可再生发电资源

现代化的电网运营正在整合更大范围内的资源。电网运营商从风力发电和光伏发电开始，多样化选择地点(这样它们就不会在同一时间遇到同样的天气)和资源类型(这样它们就不会以同样的方式做出反应)。各运营方还会加上其它“可调度的”、在需要时可以稳定供电的各种可再生资源，包括大型和小型水电、几种新兴的海洋能源、能够依靠储存的热能在夜间运行的太阳能热电厂、地热、燃烧的生物质能，生物燃气，或垃圾(经常用于不同装机容量的联合循环热电厂，包括燃料电池里的“绿色气体”或天然气，或利用余热进行热电联产)。

增加分布式储能

另一项关键性灵活资源是分布式发电设施的电量储存 - 如热(比如冰蓄冷空调)或电(比如电动汽车的智能充电或用于太阳能光伏发电系统的备用电池)。通过更为智能化的电网实现汽车双向充电，当电力极其宝贵时，在不影响驾驶的前提下将一些峰值功率电能从汽车电池中回收回去。特斯拉公司、其它汽车制造商以及多家太阳能开发商正在研发这种功能。当今世界上最大的电池制造商-特斯拉公司正在凭借其在汽车电池和变频器领域领先的技术能力，为建筑物和工厂提供非常高效、可靠和并具经济性的分布式储能模块。而且，Sunverge、SolarCity、Solar Grid Storage、Stem等公司，还有更多其它公司正在开始(或已经在)提供分布式电能储存装置，为太阳能光伏发电提供有益补充。

有效利用需求侧管理

运营商也可以整合“需求侧响应”，控制或影响有特殊用电需求的用户。你的电网公司以奖金的形式鼓励你偶尔关闭一会你的电热水器;你永远不会注意到这种“负荷管理”情况的发生。许多建筑服务项目和工业生产均可使用这种无形的智能化控制，电力需求会变得出奇地灵活，电网也会更灵活。结合现代化电信、分布式控制智能、透明定价(尤其能够反映出实时生产和交付成本)以及与高效电能整合等方法，可使需求响应能够管理比人们想象中更大规模的、也更通用的资源。

需求响应的新形式不断涌现。例如，我的电动汽车充电器可按电网的频率在每秒零到7千瓦的幅度内调整充电频率。这种“快速调整”是很值得的(如果电网会像FERC所说的那样因为快速调整而奖励我)，因为我只要每晚对汽车进行充电就可以挣几美元。

全盘考虑

所有这一切都是可用选项。但是，如果选项不够的话怎么办?下一个更加昂贵一点的选项应该是大规模储能(通过地下岩洞的压缩空气、抽水蓄能水力发电的电能储存、氢气或常规的流体电池)。不过，前面提及的五个欧洲国家还从未出现过需要增加新储能或备用容量的情况。事实上，新证据证明了我长期以来的猜测，即大部分或所有可再生电力系统所需的储能和备用容量可能要少于电网公司为管理大型燃煤电厂和核电厂的发电间歇而购买的容量。例如，许多电网公司研究分析发现，主要的风力发电装置所需的“平衡储备容量”仅有约5%，甚至更少。而大型热电站所需的平衡储备容量是这一数字的三倍。

随着更多的国家不断建造更多的可再生能源发电设施，任何限制这一战略的举措都会遭受考验。到目前为止，实践情况已经肯定了分析结论。国家可再生能源实验室进行的2011 REFS 研究结果说明了如何在2050年仅仅以136吉兆(约为可再生能源总发电量的10%)的额外大容量储存电能来运营美国80%至90%的可再生能源电网。落基山研究所在“重塑能源”中提出的实现80%可再生能源转换的方案中，所需增加的大容量储存电能更少，仅为 67 吉兆(占比约为6.3%)，这主要是因为该方案中可再生能源发电设施的一半是分布式的。

我们让所有选项相互竞争。例如，正是由于需求侧的资源现在已经在美国五分之三的州的电力拍卖会上竞标，我们就能从市场上更多了解到那些以用户为中心的、分布式供应侧和需求侧的资源能够在成本最低的情况下，可靠并灵活地提供多少电力。不过，现实情况已证明，长期以来，所谓的可再生能源电力供应困难都是虚构出来的。

现在全球电力中仅有约6%来自非水电可再生能源发电设施。从全球角度看，我们距五个欧洲国家和美国的两个州可再生能源发电份额的平均水平仍相距甚远。不过，可再生能源每年获得来自世界各地的私人投资高达两千五百亿美元，发电量达80吉兆，市场很看好这两个发展势头。2013年，对全球清洁能源的投资额下降了11%，此前2012年，尽管名义投资额也下降了10%，但由于可再生能源的成本下降更快，可再生能源的发电量增加了6%。

总而言之，自2008年起，世界范围内每年新增发电量中的一半都是来自可再生能源;太阳能电池的产量比手机产量增加得还快，可能超过2013年风力发电量的增量;而且，根据彭博新能源财经的预测，太阳能发电有望在一两年内在全球四分之三的市场上与零售电网的电力竞争。可再生能源发电革命的第一阶段，产量增加已全面展开。接下来是有趣的一个阶段，即确保发展能够更加协调。

卢安武博士是落基山研究所的联合创始人、首席科学家和名誉主席。