在北卡罗来纳州和南卡罗来纳州,杜克能源公司(Duke Energy)实现零碳排放的道路支撑了强劲的太阳能前景

话题
Tom_Kline_New_Energy_Solar 汤姆•克莱恩 2020年9月25日

北卡罗来纳州是仅次于加利福尼亚州落后于美国的总太阳能发电量1因此,8个新能源太阳能工厂坐落在这里也就不足为奇了,但最近的新闻让该地必威最大投注区的太阳能前景看起来更加光明。

杜克能源公司(Duke Energy)是北卡罗莱纳州和南卡罗来纳州最大的发电商和电力供应商,也是新公司北卡罗莱纳州电厂的承销商。该公司承诺到2030年将碳排放减半,到2050年实现零排放2。该能源集团最近公布了一项计划,列出了实现这些目标的六种可能方案。这一承诺和设想是在能源需求增加的前景下作出的,尽管能源效率提高了,而且由于大规模燃煤电厂的退役而减少了供应。作为美国最大的能源供应商之一,该公司的这一承诺鼓励并支撑了太阳能需求的不断增长和电价的上涨。这对卡罗来纳州现有的和新的可再生能源工厂都是好消息。

杜克能源公司在六个州运营公用事业,是美国最大的能源供应商之一,拥有超过700万客户。在北卡罗来纳州和南卡罗来纳州,该公司运营着杜克能源卡罗莱纳州(DEC)和杜克能源进步公司(DEP),这两家垂直整合的公用事业公司共为320万住宅、商业和工业客户提供服务。通过这些子公司,杜克能源公司是新能源太阳能公司8个工厂的承购商,这些工厂都位于北卡罗来纳州。必威最大投注

今年9月1日,杜克能源公司发布了其2020年综合资源计划(IRP),其中详细列出了六种情景,通过这些情景,DEP和DEC可以实现杜克能源公司的既定目标,即到2030年碳排放量减半,到2050年实现净零碳3.

这六种情况取决于能源政策、碳价的引入与否以及新清洁技术的成熟速度。生成资源的六个可能的投资组合预期的6个场景探索,15年规划周期,煤炭退休最早的可行路径,加速可再生技术,电池和抽水蓄能存储的整合,扩大能源效率和需求响应计划和部署新技术,主要是电池存储和小型模块化的核反应堆。

尽管杜克能源公司现有的需求管理卓有成效,而且在能源效率方面也取得了普遍的进步,但IRP预计未来15年电力需求将以每年0.5%的速度增长。这一增长是基于卡罗来纳地区56万客户的增长。预计人口和家庭的增长高于全国平均水平,预计将导致冬季峰值需求增加1650兆瓦,2021年至2035年期间累计年能源消耗增长7200千瓦时。尽管能源效率和减少需求的项目不断扩大,但需求仍在不断增长。除了预期的需求增长,杜克能源公司计划在15年的规划期内,淘汰一些效率较低的发电资源。杜克能源公司预计,在未来15年,在北卡罗莱纳和南卡罗莱纳投入使用的新能源将达到4600兆瓦。

为了满足2030年排放量减半的近期目标,杜克能源公司承诺在2019年到2025年可再生能源发电的8 GW在其所有业务翻番4与IRP中的两个基情况下,DEP和DEC将由2035年的六个场景完全退休煤发电机组的所有的大约7万千瓦的IRP提出,二是旨在达成2030年目标和四个去超越短期目标。

按情景组合碳减排

在太阳能方面,IRP显示,即使在“没有碳排放政策”的基本情况下,到2035年,DEP和DEC的太阳能使用量预计将增加一倍多,达到8650兆瓦。在“碳排放政策”的基本情况下,这一数字将上升到12.3千兆瓦,在最激进的情况下将上升到16.4千兆瓦。

资料来源:杜克能源卡罗莱纳州综合资源规划2020双年度报告第8页405

在太阳能方面,IRP显示,即使在“无碳政策”的基本情况下,到2035年,DEP和DEC的太阳能使用量预计将增加一倍多,达到8650兆瓦。在“碳排放政策”的基本情况下,这一数字将上升到12.3千兆瓦,在最激进的情况下将上升到16.4千兆瓦。

有趣的是,“无碳政策”和“碳政策”基础案例场景是通过在卡罗来纳系统调节必需的。虽然目前还不能确定为碳政策可能实现的IRP第二基本情况(与碳政策)假设在资源选择以及日常运营对碳排放成本加法器,实际上是一个“影子价格”的二氧化碳排放量。“影子价格”是可以代表的碳税,碳排放配额价格,或者满足给定的清洁能源标准需要一个价格信号影响的一般代理。假设政策只反映了资源,满足碳减排目标的成本,而不是“影子价格”本身,如果碳政策,采取了征收碳税的形式将是一个额外的成本给消费者。

考虑的替代途径包括纳入紧急无碳技术,如电池存储和小型核反应堆,以期到2030年实现碳排放减少70%。IRP还考虑了“无新气体”的情况。这些途径更昂贵的升级传输和分配给更大的必要性基础设施和高度依赖重大技术进步鉴于电池存储所需的水平,1千瓦,7.4千瓦之间根据可再生能源采用率,将大约6倍电池存储的总量目前部署在美国。类似地,新技术在首次大规模部署时通常会带来一些挑战,小型核反应堆的情况就是如此,因为它们目前还没有投入商业使用。这些情况也可能需要更多的州和联邦立法的支持。

杜克能源公司对核能、水力发电和太阳能等无碳发电资源的承诺,以及其提供的能源效率和需求侧管理项目,意味着DEC和DEP已经用无碳资源满足了客户一半以上的能源需求。他们共同运营着6座核电站,26座水力发电设施,拥有或购买了遍布卡罗莱纳州的1000个电站(包括纽电站)的4000兆瓦太阳能发电设备。

IRP还对每种方案进行了成本计算,包括对个人消费者的影响,其中最重要的成本因素之一是新传输所需的投资。在输电方面的投资从成本最低、可再生能源最少的情况下的9亿美元到最具可再生能源雄心的情况下的89亿美元的近10倍不等。这些成本最终将以更高的电价转嫁给消费者。未来更高的电力价格将会带来新的好处,因为它希望在现有的PPAs基础上重新获得能源。
对于煤炭的退休,无论是基础的情况下会看到煤炭专门操作,而不是双煤与瓦斯单元为单位,在2030年退休的DEP将退休的所有3200兆瓦的煤炭产能,到2030年和DEC将退休的3 800由2035年双煤与瓦斯单位煤炭容量兆瓦将继续就天然气主要经营以满足高峰需求,这种形式的代组成比两个实用程序在2035年担任联合能源的5%,大约少。

环境组织对IRP的批评5重点是杜克能源公司(Duke Energy)燃煤发电的退役时间表,在“有碳政策”的基础情况下,这些发电机组将从2022年到2049年逐步退役,以及在大多数情况下对天然气使用量增加的严重依赖。这些组织认为,可再生能源成本的迅速下降,要求公用事业公司更雄心勃勃地将可再生能源纳入其投资组合。德勤(Deloitte)也批评这种对尚未经济的技术的依赖6

While Duke Energy’s IRP for DEC and DEP may not meet the expectations of all commentators, this 2020 iteration has evolved significantly from 2019 and can be expected to continue to evolve given the rapidly changing technology and the cost improvements as renewable energy is more widely deployed, particularly large scale storage paired with renewables. In any event, the demand for renewable energy from both existing and new projects seems assured. As Duke Energy notes “卡罗莱纳州的可再生能源发展前景光明,因为这两个州都有支持性的政策框架,可再生资源的可用性也高于平均水平,尤其是太阳能7

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