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Insights from Our Experts

A Song in the Key of E: Emissions, Efficiency, Equity, and Electrification

by Frederick Weston on

A lot of folks out there (including we at RAP) have, for the last four decades, been devising ways to make utilities more economically efficient, their customers more energy-efficient, and the power system cleaner, sustainable, more equitable, and non-emitting. But now they have a problem: the world has changed, and suddenly we need more of…

Surf’s Up: Catching the IIJA Wave

by David Farnsworth on

I’m learning how to surf. For my birthday, my kids got together and bought me a surfboard. One day last summer I spent about three hours in the waves off of Popham Beach in Maine trying to figure things out. After about 60 attempts — no kidding — trying to catch a wave, I finally…

制定输电价格:完美很难,搞砸容易

by Frederick Weston on

中国在朝着放开电力批发市场的方向稳步前行。谨慎地实施运行调度以及电价改革,改善了电力体系的运行效率,揭示了低成本、零碳排放的可再生能源的真实价值,并提高了系统的总体可靠性。 然而,挑战依旧存在。其中一点尤为特殊,即如何为各受益者公平地分摊及回收输电成本。这个问题没有完美的解决方案,也很容易搞砸。制定正确的(或者至少大部分正确的)输电价格是解决问题的关键,如果这一点没做好,就会削弱其他市场改革的效力,而这些改革对经济效率和低碳转型是非常必要的。 1965年11月,加拿大东部和美国东北部大部分地区停电,这之后社会上便流传着一个或真或假关于电网故障的故事。当时,3000万人断电13个小时,经济停滞不前,民众对失去公共安全的恐惧激增。加拿大的一条输电线路因设备故障而离线,导致一系列的输电线路负荷过载,最终无法运行。防止重蹈覆辙成为当年闹得满城风雨的政治事件。不过,几天后发生的事情则可能只是传言。 传言是这么说的:电力恢复后,美国总统林登·约翰逊召集了该地区所有电力公司(几乎都是投资者所有)的首席执行官来华盛顿特区,商讨如何确保这样的灾难不会再次发生。在一群身着深灰色西装的男人指指点点,支支吾吾,推脱责任后,约翰逊红着脸,拳头砰地一声砸在桌子上,冲他们说道,除非问题很快得到解决,否则他将接管“这些该死的公司”并将其合并成一个国有电力机构。 高管们匆匆离去。此后五年左右的时间里,东北地区电力系统进行了深度改革。这是“紧密型电力库”(tight power pools)时代的开始——新英格兰、纽约、宾夕法尼亚-新泽西-马里兰(PJM)——其特点是电力公司共享发电和输电资产,由中央系统运行商管理,负责确保系统安全(实时可靠性)和资源充足(长期投资的充足性)。通过让可靠性成为一种共同的责任,即通过扩大需要管理的发电和输电资源组合,分散风险,这样总成本降低了,系统范围停电的可能性也大大降低了。 这些“紧密型电力库”就是如今竞争激烈的批发市场和监管这些市场的区域输电组织(RTO)的前身。这些实体的一个关键组成部分——也许是最关键的部分——是它们共享的公平开放的输电系统。使其可行的关键是设定输电网络服务价格从而回收这些输电资产的总成本,并且所有参与者为输电网络服务支付相应的价格。 这就是诀窍所在。服务于RTO的输电系统资产可能由不止一个公司拥有——事实上是许多公司——但它们被视为属于一个所有者,并由一个所有者运行。每个人为使用大电网支付相应的价格;但是他们支付多少取决于他们在电网总负荷中所占份额(通常以同时峰值负荷需求的兆瓦数来衡量,但在某些情况下,也以兆瓦时来衡量)。这被称为一个地区的负荷分担比率,通常由负荷服务实体(例如,电力购买者)支付。对于满足低于一定电压阈值需求(例如345 kV)的电网资产,通常全部由其所在地区的负荷服务实体支付,除非有人认为这些资产对整个系统的可靠性起着必要作用。 尽管这些听起来简单明了,一旦有了对新输电设备的需求,这就会变得复杂起来。新发电机组的并网,通常由发电商支付,被称之为“参与者资金”,这可用来涵盖电网升级的成本,而如果没有新的发电资源,则不需要产生这些成本。但这其中也有细微差别,比如需要投资来满足负荷增长或国家政策的要求。这些成本是全部还是部分应由系统所有用户或部分用户承担,取决于谁造成了这些成本以及谁从中受益。 “成本产生者”应支付的原则源于经济学理论和公平观念。而且,一般来说,收益遵循成本因果关系:产生成本的人通常是从中受益的人。但情况并非总是如此,这就是成本分摊问题有时难以解决的地方,特别是在碳排放受限的世界里,电力系统的需求和使用都在不断演化。 其实没有简单的公式。在约翰逊总统敲桌子之后的50年里,美国州和联邦监管机构已经数百次修改和完善了输电成本分摊和定价规则。如今,为应对气候挑战、可变可再生资源的投资增加,相关规则正再次受到审查。联邦能源管理委员会(FERC)已经与各州监管机构联合成立了一个输电价格工作小组来处理这些棘手的问题。预计将在2022年晚些时候提出改革建议。 这对中国有什么有益启示吗? 答案是肯定的。如果跨省输电服务是按每千瓦时收取的,而大电网的电力传输必须经过每个省的输电,那么就会出现两个缺点。其一,它对可用输电容量的使用施加了不经济的成本。也就是说,它不当地反映了未使用的输电容量的价值,从而阻碍了各省之间本来有经济性的电力交易。第二,阻碍了按经济调度原则对整个区域电网进行调度。 一种类似于美国区域输电组织的方法能解决这些问题。可以在全国建立一些这样的区域实体,每个都有一套统一的区域规则来分摊区域输电成本,一个统一的区域输电规划过程,一个单一的区域系统运行商和一个单一的区域市场运行商(这些不一定在同一个机构内)来监管一个统一的区域市场(请点击“规划投资如何与市场衔接”,“广东现货市场如何进阶”,以及“南方区域市场怎么建”。了解我们对此议题与中国南方电网地区相关的深入讨论)。 RTO式的方法认识到区域输电对整个区域是有益的。根据峰值负荷的分担份额,按月或按年将输电成本分摊给该地区所有省级电网公司(最终分配给所有用户)。或者,可以按照一个公司每月总电量消耗(MWh)相对于该地区总电量消耗的函数来分摊成本。关键是不以固定每千瓦时输电价格和交易量为基础回收成本。这将大大有助于确保输电成本不会掩盖不同省份不同发电资源的相对运营成本。这将意味着,输电成本的分摊和回收将与区域电网的经济调度分开。 最终,消费者将支付这些成本。通过被纳入每个省级电网公司的准许输电成本(输电“收入要求”),这些成本将在省级电网公司让客户支付的输配电价中回收。省级政府可以像目前一样,在中央政府批准的情况下,继续负责制定和设计输配电价。 改革输电成本分摊和回收,可令在更广阔的地域范围内进行经济调度成为可能,这将为中国的家庭和企业带来深远而直接的利益。同时,电网可以更容易,成本也更低地消纳大量可变可再生资源。与世界其他地区的情况一样,这将需要一个不断审查和完善的过程。随着使用新方法的经验的增长,人们也将准备好迎接新的挑战,诸如设计输电阻塞收费和金融输电权。这些都是未来需要讨论的,当前要为今后铺路而打好基础。 本文首发于《南方能源观察》

From laggard to leader: How Poland became Europe’s fastest-growing heat pump market

by Monika Morawiecka Jan Rosenow on

With the war in Ukraine compelling everyone to rethink their energy strategies and focus on getting rid of Russian fossil fuel imports, while maintaining what is left from the affordability of energy supply, the go-to tactics are achieving several energy policy goals at the same time. The Polish heat pump sector seems to be doing…

Indian power sector has opportunities to create value for the discoms and their consumers by mainstreaming behind-the-meter resources

by Mahesh Patankar Frederick Weston on

The electricity sector in India has experienced an evolution of sorts throughout the years. Since the early the 1990s, the sector has grown from a vertically integrated monopoly with generation, transmission, and distribution all under one roof, to the current structure in accord with the Electricity Act of 2003 where the three have been unbundled…

Energiewende im Krisenmodus braucht sozialen Zusammenhalt

by Andreas Jahn on

Der Krieg und das Leid der Menschen in der Ukraine halten uns alle in Atem, bringen uns aber auch als Gesellschaft näher zusammen. Die große Hilfsbereitschaft in den Grenzregionen und auch in Deutschland macht uns zusammen stark. Wie Bundespräsident Steinmeier in Litauen sagte: „Die Einigkeit und die Geschlossenheit (der Nato und der Europäischen Union) sind der Schlüssel zu unserer Stärke.“ Krisen…

How Europe can rapidly reduce its gas dependency

by Jan Rosenow Michaela Holl on

“We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them,” Albert Einstein famously said. Yet this is exactly what the European Commission appears to be doing in its forthcoming strategy for more affordable, secure and sustainable energy, a leak of which emerged a few days ago. The Commission rightly identifies…

How heat pump sales are starting to take off around the world

by Jan Rosenow Duncan Gibb on

Experts see heat pumps as one of the main solutions for tackling the carbon emissions associated with keeping buildings warm, both in the UK and internationally. Yet sales of the technology, often likened to a fridge running in reverse, have remained stubbornly low in many countries. The latest figures, collated in this article for Carbon Brief, show the tides…

Europe needs smart charging of all EVs now

by Julia Hildermeier Jaap Burger on

A recent pan-European survey found that consumers prefer electric vehicles (EVs) over conventional cars. Last month’s EV sales surpassed those of diesel models in Europe for the first time. Charging the growing number of EVs at our homes, workplaces and public parking lots ‘smartly’ is essential to lower the cost of integrating electric vehicles into the…