現(xiàn)在，多種不同的開展趨勢可能會重塑全球的電力體系。跟著電力商場轉(zhuǎn)型、技能前進、工業(yè)交融、消費辦法改動、環(huán)境問題日益添加，“消費者”呈現(xiàn)，電力公司有必要立異和開展以應(yīng)對這種有些紊亂的局勢。
美國西北大學(xué)微觀經(jīng)濟學(xué)和經(jīng)濟史學(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有趣的場景：假如一個人在1870年睡著，在1939年醒來，那么這個人將會被這個世界呈現(xiàn)的五個巨大的創(chuàng)造所震動：電力、城市衛(wèi)生、化學(xué)和制藥、內(nèi)燃機、現(xiàn)代通訊。戈登在一本名為“美國添加的興起與式微”一書中提出了自己的觀念，他以為這個要害時期之后是又一個沉寂綿長的幾十年，而在此期間，這些創(chuàng)造被提煉和開發(fā)利用。
但自20世紀70年代以來，文明現(xiàn)已趨于飽滿，只要一絲微弱的改動。在其時，技能阻滯，不平等加重，教育水平徜徉，很難看到一個巨大的改動。他以為，即便是計算機和數(shù)字化，到現(xiàn)在為止也只影響了一小部分經(jīng)濟，其絕大部分發(fā)生在娛樂、信息和通訊范疇。
一些業(yè)界權(quán)威人士以為，戈登的經(jīng)濟加權(quán)理論雖然功能強大，但它依賴于全要素出產(chǎn)率（一種依據(jù)立異功率的國內(nèi)出產(chǎn)總值的經(jīng)濟手段）是短視的。其間有微軟公司創(chuàng)始人比爾？蓋茨（BillGates）在博客中標明，“數(shù)字革新影響了商場的機制”。許多人也指出，這是一個推翻了全球許多職業(yè)的變革時代，電力部分身在其間。
雖然電動轎車（EV）的需求不共同對電網(wǎng)的沖擊速度形成不確定性，但電動轎車制造商正在推進快速充電技能，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6萬輛電動轎車充電，例如美國德克薩斯州轎車部分每年登記的2400萬輛轎車中只要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（Electric Reliability Councilof Texas）現(xiàn)在的高峰需求。調(diào)研組織Wood Mackenzie動力咨詢公司在2017年12月的一份報告中標明（圖1）。相反，由電動轎車供給的功率提高可能導(dǎo)致石油需求下降。
圖1.電動車驅(qū)動。WoodMackenzie公司估計，到2035年，將有1.25億輛電動車（EV）被選用，每天可以代替180萬桶的石油需求量，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景下，選用的電動轎車可能飆升至3.5億輛。
1.電力商場的轉(zhuǎn)型
電力職業(yè)在曩昔十年的改動是深刻而清晰的，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)開展的僅有要素。
依據(jù)Wood Mackenzie公司電力和可再生動力部分的全球內(nèi)容和商業(yè)戰(zhàn)略負責人Prajit Ghosh的說法，電力商場促進了這種改動。他以為，電力商場現(xiàn)已成為智能手機現(xiàn)已成為現(xiàn)代生活的巨大“催化劑”。
自從20世紀90年代初，世界各地的選定區(qū)域開端經(jīng)過引入大型發(fā)電機之間的競賽來重建其傳統(tǒng)的筆直一體化公用事業(yè)，電力商場現(xiàn)已吸收了（雖然速度和規(guī)劃各不相同）新的改動驅(qū)動要素。其間包含技能驅(qū)動要素，如公用事業(yè)規(guī)劃的風能和太陽能、分布式發(fā)電、智能電網(wǎng)、動力存儲、動力功率。其鼓勵機制、商業(yè)方式和組織辦法進一步大幅度地改動了這些改動，給公用事業(yè)和其他電力公司的傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃和運營實踐以及商業(yè)方式帶來了應(yīng)戰(zhàn)。
“可以說，電力商場將與智能手機具有相同的目的。”Ghosh在10月份標明。“其原因是電力商場不是首要的商品，這不是像煤炭或天然氣這樣的燃料。無論是煤炭、天然氣仍是可再生動力和生物質(zhì)動力，電力商場也在不相關(guān)的動力商場之間樹立聯(lián)絡(luò)。例如，雖然大多數(shù)國家不再運用很多的石油進行發(fā)電，而在電氣化方面和電動轎車現(xiàn)已完成了這一聯(lián)絡(luò)。”Ghosh說。
2.快速的技能前進
依據(jù)Ghosh的觀念，另一個中止的要害標志是動力技能的前進。他說，自2007年以來，跟著容量要素的飆升，風能和太陽能的本錢大幅下降，促進了其在所有商場上的迅速遍及，包含近海和分布式動力。
依據(jù)世界動力組織（IEA）的數(shù)據(jù)，可變可再生動力的遍及率在許多商場中將達到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，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)動和中止，以及更低的最小生成（圖2）。
圖2.德國的燃煤發(fā)電。德國可變發(fā)電量的添加為發(fā)電機提出了技能和經(jīng)濟問題，但好像現(xiàn)已適應(yīng)。該圖顯現(xiàn)了2016年該國七天內(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)類型的實踐產(chǎn)值
動力儲存也取得了重大進展。多年來，作為可以將間歇式動力出產(chǎn)改動為堅實的根本負荷才能的方針，電力職業(yè)在2011年至2014年之間的動力儲藏開展得到了更多的重視，在這段時刻內(nèi)，一些演示項目呈現(xiàn)出不同的技能可以優(yōu)化能量傳輸。據(jù)商場研討公司IHSMarkit的數(shù)據(jù)，全球動力存儲商場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。專家遍及估計，由于電池儲能本錢翻番，這一添加將繼續(xù)下去（圖3）。HIS公司的猜測顯現(xiàn)，到2022年，年度設(shè)備儲能量可能會激增至40GW.
圖3.下降電池組本錢猜測。依據(jù)Wood Mackenzie公司的說法，估計2030年的本錢現(xiàn)已完成。它標明，本錢下降將對可再生動力和運送電氣化發(fā)生長期影響。
AES動力存儲公司總裁約翰.扎胡蘭奇克（John Zahurancik）說，2015年至2017年期間，動力存儲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標明：“假如你看看大型公用事業(yè)公司出臺的資源規(guī)劃指南，并看看獨立體系運營商的范疇，以及他們擬定的規(guī)矩改動的辦法，他們現(xiàn)已施行了動力存儲。”
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)委員會在2016年洛杉磯北部阿利索峽谷天然氣儲能設(shè)備的加急呼應(yīng)的一部分。
3.技能和工業(yè)前沿的交融
美國儲能協(xié)會（EnergyStorageAssociation）首席執(zhí)行官KellySpeakes-Backman標明，雖然現(xiàn)在大部分儲能都是獨立支撐電網(wǎng)，但其將變量發(fā)電轉(zhuǎn)換成可調(diào)度資源的才能的價值卻不足以闡明問題。她指出：“在亞利桑那州和夏威夷州，與太陽能電站配對的四小時和五小時電池使太陽能滿意夜間需求。她說，像傳統(tǒng)核電和煤炭這樣的傳統(tǒng)發(fā)電所出產(chǎn)的儲能也正在顯現(xiàn)出收益，由于它將它們轉(zhuǎn)化為更靈敏的資源。美國的大部分抽水蓄能電站正是為此而開發(fā)的。與聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機相同，存儲與中等功率發(fā)電配套運用，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氣發(fā)電配套運用的原因。”
Ghosh指出，這些開展是兩個完全不同的推翻標志的闡明。首先是技能的交融。他指出，電池價格的下降使電動轎車成為一個更可行的挑選，但他們也使太陽能和其他可再生動力更具本錢效益和可靠性。第二個標志是工業(yè)的交融。“太陽能工業(yè)被電池職業(yè)所約束，石油職業(yè)和轎車制造業(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。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，這意味著這些技能越來越遍及。
4.改動動力消費方式
雖然這些改動在供給方面有所體現(xiàn)，但自2007年以來，需求方面的動力耗費明顯上升，這首要得益于“動力獨立與安全法案”，該法則規(guī)定了2012年、2014年和2020年的照明規(guī)范。決議計劃者在整個電力格式中考慮的一個要害特征是需求松懈。例如，阻滯的需求添加促進發(fā)電項目撤銷或燃料來歷決議計劃，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使燈泡會每隔一年、兩年，三年更換一次，所以周轉(zhuǎn)的速度要快得多。”他說。
消費方式也正在經(jīng)過不斷開展的數(shù)字技能（包含技能控制和數(shù)據(jù)分析）來改動，消費者可以修正運用辦法。越來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丈量耗費改動并猜測需求。與此一起，谷歌、Adobe、寶潔、沃爾瑪、麥當勞等大型制造商現(xiàn)已宣告了2020年的動力功率方針，以取得競賽優(yōu)勢，提高利潤率，最近也提高了環(huán)境的可持續(xù)性。
5.環(huán)境的可持續(xù)性問題
另一方面，環(huán)境的可持續(xù)性這個削減污染或減碳的驅(qū)動力也可能影響需求。“在十分高的層面上，咱們將進入一個人均動力耗費少或人均國內(nèi)出產(chǎn)總值的世界，而更多的動力耗費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轎車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者。
一起，F(xiàn)easel指出：“財富500強中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。但不是由法規(guī)驅(qū)動的，可持續(xù)開展正在源于數(shù)字化決議計劃。”Feasel指出這是另一個不可否認的推翻性要素。
6.消費者的呈現(xiàn)
分布式動力（DERs）模塊化或小規(guī)劃技能的遍及，使終究用戶可以依據(jù)電力體系的需要在本地出產(chǎn)動力和時刻耗費，意味著“脫離前史自上而下的供給結(jié)構(gòu)這現(xiàn)已標志著一個多世紀的電力體系。”世界動力組織（IEA）說。它說，最重要的分布式動力（DERs）改動是房頂太陽能光伏（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)已配備了房頂太陽能光伏。
全體而言，動力功率和需求辦理也將包含儲能、動力功率和需求辦理，這些都將看到愈加重要的添加。該組織標明，監(jiān)管鼓勵辦法正在推進配電公司將傳統(tǒng)晉級與電網(wǎng)容量相對照，以應(yīng)對新式代替計劃。反過來，這又促進終究用戶出資于渙散式發(fā)電技能，將其轉(zhuǎn)化為積極辦理其本身出產(chǎn)和動力耗費的“消費者”（見圖4）。
圖4.消費者的呈現(xiàn)。綠線標明德克薩斯州的典型消費者怎么耗費動力。紅線顯現(xiàn)消費方式，假如消費者布置了住所太陽能電池板，也稱為低持續(xù)時刻曲線（LDC）。
關(guān)于Ghosh而言，消費者的呈現(xiàn)標志著“電力職業(yè)全體動態(tài)”的改動，雖然他指出這只是電力職業(yè)今日面對的多重*之一。
“當考慮所有要素，電動轎車，房頂光伏，存儲技能和數(shù)字化，這個職業(yè)面對的應(yīng)戰(zhàn)是”讓所有這些技能實時互相交流，一起堅持可靠性。“他說。
這些將會在多大規(guī)劃內(nèi)發(fā)揮作用還有待調(diào)查。現(xiàn)在，改動行將到來。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，而是重寫整個經(jīng)濟，明顯，這是一個十分具有應(yīng)戰(zhàn)性的使命。”再過10年，或許人們會對戈登所描繪的“睡夢”情形發(fā)生共鳴。
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