太陽能小型發電廠排隊等待連接美國電網 - 彭博社

2021年，加利福尼亞州維斯塔 LS Power Group Vista Energy Storage 項目外的太陽能逆變器。

攝影師：Bing Guan/Bloomberg *這是來自 Green Daily 通訊的內容。*註冊以在您的收件箱中接收。

美國電網包括從100年前的水力大壩到全新電池的一切。隨着煤炭發電減少，風能和太陽能增加，以及能源儲存平滑運營，電網正在發展。但這些變化只是未來可能發生的一小部分。

勞倫斯伯克利國家實驗室發佈了有關全國電網項目連接隊列的研究，顯示了公司想要建設多少新的電力、電力類型和位置。換句話説，這是對美國電力未來的一瞥。

如今，超過10,000個能源項目的開發商正在請求電網運營商允許連接到他們的網絡。總計，這些項目代表超過2太瓦的總發電量 — 大約比當前發電容量多50%。幾乎所有這些都是風能、太陽能或電池能源儲存。

十五年前，風能主導了請求，其次是天然氣。自那時以來，隨着許多項目成功連接到電網 — 一個稱為互連的過程 — 而其他開發商撤回了他們的請求，因為他們的項目不可行。但是太陽能的請求已經連續增加了十年。

排隊之後

按資源或技術分類的美國發電機互連隊列，千兆瓦

來源：伯克利實驗室

注：僅選擇了部分資源和技術。

在2010年代末，新增了兩種新資源：電池儲能和海上風電。去年，排隊中有超過300千兆瓦的獨立儲能項目，以及超過400千兆瓦的太陽能和儲能項目。而在三年內，海上風電互連請求從零增長到超過100千兆瓦。

以上系列中沒有顯示煤炭或核能的一個很好的原因：它們在美國運營商尋求建設的發電容量中所佔份額微乎其微。目前有大約6.5千兆瓦的核電站請求互連，是過去七年中最高的數字。煤炭容量不到1.5千兆瓦，比15年前的42千兆瓦要少。

2007年，天然氣和煤炭佔總互連隊列的35%以上。如今，它們不到3.5%。

煤炭走向零

美國煤炭和天然氣發電機互連請求佔互連隊列總容量的百分比

來源：伯克利實驗室

如果開發者的互連請求是任何指示，美國正在計劃大規模部署儲能電池。計劃中超過一半的容量是“混合型” —— 位於發電機旁邊並共享同一電網連接。幾乎所有的混合型容量都連接到風能或太陽能，但也有幾千兆瓦的儲能計劃與燃氣發電廠並排。

開發人員還計劃大量獨立電池，這些電池將從電網中獲取電力，而不是從特定發電機中獲取。這些電池的隊列已擴展到超過300千兆瓦，並已超出了最初的市場，涵蓋了東西海岸。計劃中電池資產中最大的一部分位於包括華盛頓、俄勒岡、愛達荷、猶他、科羅拉多、亞利桑那、內華達大部分地區以及蒙大拿和懷俄明部分地區的電網中。緊隨其後的是包括賓夕法尼亞、新澤西、馬里蘭和弗吉尼亞在內的中大西洋各州的電力系統。

全國範圍內的充電

美國電池存儲互連隊列按地區電力系統劃分

來源：伯克利實驗室

此時值得重申伯克利實驗室在其2021年版研究中附上的警告，包括感嘆號：“並非所有這些項目最終都會建成！”空間、建設和資本限制將阻止美國在未來10至15年內建造另外2太瓦的發電資產。理想情況下，數百千兆瓦的零碳發電和儲能最終將建成。但今天計劃的與明天將要建成的之間將存在差距。

從2000年到2017年，申請互連的所有項目中，有21% 達到了商業運營。不同技術的完成率有所不同。太陽能項目的完成率低於風能或天然氣。以容量衡量，也就是以這些資產能夠生成的能量量來衡量，從2000年到2017年，隊列中有14% 達到了商業運營。

研究中一個令人擔憂的發現是，開發者現在需要比以前更長的時間才能收到互聯協議。自2015年以來，從請求到協議達成的時間大致翻了一番，接近三年。額外的時間意味着開發者額外的成本，這導致投資回報降低，電力價格升高或兩者兼而有之。額外的時間也意味着更多的開發者在獲得連接到電網的批准後仍然退出項目。

加利福尼亞時間

美國發電廠獲得互聯協議和商業運營日期之間的中位時間

來源：伯克利實驗室

幸運的是，從項目獲得協議並開始建設的時點開始，建設進度通常是穩定的。平均而言，建設一個項目不到兩年的時間 — 但在加利福尼亞，項目現在需要四到六年才能完成。

美國計劃中有足夠的發電能力來改變該國的電力系統。實現這一目標更少依賴於新技術來發電和儲存電力，而更多地取決於規劃和輸電線路，這是決定建設何種項目、何地以及何時的最大因素。通脹減少法案已經為加快清潔能源發電釋放了數十億美元；下一個，重大挑戰是及時建設項目和輸電線路，以便美國在2035年之前實現脱碳電網的目標，這是拜登政府的目標。

Nat Bullard是彭博新能源貢獻高級撰稿人，為彭博綠色專欄撰寫Sparklines專欄。他為早期氣候技術公司和氣候投資者提供建議。