TAE Technologies利用其科學(xué)發(fā)現(xiàn)開發(fā)了電力管理工具，如這些儲能柜，這些儲能柜為該公司的聚變能源實驗提供高達750兆瓦的電力。來源：TAE Technologies

過時的國內(nèi)電網(wǎng)目前無法整合必要的可再生能源。

當(dāng)我們向無碳社會過渡時，我們需要改變我們?yōu)殡娋W(wǎng)供電和管理的方式。

利用分布式能源潛力的未來電網(wǎng)可以幫助拉平需求曲線。

我們目前的電網(wǎng)在整合必要的可再生能源方面非常無能——受到老化、過時技術(shù)和監(jiān)管結(jié)構(gòu)的困擾，阻礙了升級所需關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的能力。僅在漂亮國，電網(wǎng)的效率就約為40%。

解決這個問題的答案在于一種新的電力方法：一種專注于優(yōu)化客戶及其技術(shù)與電網(wǎng)互動的方式。氣候變化的破壞性影響要求我們采取下一步措施，不要對開采的資源帶來更多的污染和不可持續(xù)的需求。

隨著社會發(fā)展無碳經(jīng)濟，電網(wǎng)將需要進行重大轉(zhuǎn)型?？稍偕茉春湍茉创鎯Φ牟粩嘤咳雽⒏淖兏邏荷⒀b電力系統(tǒng)的資源組合，但這不會對客戶產(chǎn)生太大影響。正是在低壓配電系統(tǒng)中——那些為我們的家庭、企業(yè)和工廠提供電力的系統(tǒng)——我們將在那里看到快速演變，改變我們與電網(wǎng)互動的方式。讓我們看看發(fā)生了什么，它將如何影響我們，以及我們必須做些什么來確保這種能量轉(zhuǎn)換盡可能順利和高效地進行。

提高資產(chǎn)利用率

電價主要由兩個主要成本驅(qū)動：發(fā)電所需的基本燃料成本，以及發(fā)電并向客戶交付電力的資本密集型發(fā)電、輸電和配電基礎(chǔ)設(shè)施。最近，這些成本有所增加，主要是因為我們?nèi)绾问褂秒娏Α覀兊男枨笄€——已經(jīng)變得“更高峰”。我們主要由對空調(diào)需求的增加驅(qū)動，在相對較短的時間內(nèi)使用更多的電力。

當(dāng)極端高溫到來時，每幾年才會出現(xiàn)一次巨大的需求水平，但我們通常不會通過“褐變”或其他限制來限制消費。相反，我們建造了更多在今年剩余時間里沒有得到充分利用的基礎(chǔ)設(shè)施。事實上，服務(wù)于需求最高的1%可以產(chǎn)生高達基礎(chǔ)設(shè)施總成本的9%，而需求最高的10%約占總成本的25%。因此，如果我們可以通過減少峰值需求、在一年中其他時間增加消費來“拉平曲線”，或者——更好的是——兩者兼而有之，我們可以將更多能源分散在相同的固定成本上，提高產(chǎn)能利用率，并降低每千瓦時的基礎(chǔ)設(shè)施成本。

分布式能源

我們可以通過一類新興的客戶網(wǎng)站資產(chǎn)（稱為分布式能源（DER））來拉平這條曲線。某國的聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會將DER描述為可能包括“電力存儲、間歇性發(fā)電、分布式發(fā)電、需求響應(yīng)、能源效率、熱存儲或電動汽車及其充電設(shè)備”的資產(chǎn)。DER是傳統(tǒng)需求響應(yīng)（DR）資源的繼承者——根據(jù)公用事業(yè)或電力市場運營商的信號改變行為的本地設(shè)備。DR資源大大減少了峰值需求，但它們是有限的：它們可以停止使用電力，但它們不能將客戶的能源送回電網(wǎng)。

近年來，隨著澳大利亞、加利福尼亞州和德國數(shù)百萬人的屋頂太陽能安裝，情況發(fā)生了變化。太陽能電池板是第一個重要的DER，但它們只能在陽光明媚時提供電力，并且輸出無法調(diào)節(jié)。然而，現(xiàn)場電池的添加迅速改變了這種動態(tài)，根據(jù)需要吸收和釋放電力。在屋頂太陽能占主導(dǎo)地位的地方，電池數(shù)量正在迅速增長，存儲著數(shù)百萬個屋頂陣列產(chǎn)生的剩余能源，德國和澳大利亞家庭有數(shù)十萬塊電池，在漂亮國加利福尼亞州和夏威夷州有大量電池。

下一個重要的DER將是電動汽車（EV），其電池比家庭存儲系統(tǒng)大很多倍。電動汽車銷量增長迅速，占2021年第四季度全球所有乘用車銷量的13%。如果在非高峰期充電，他們可以提高電網(wǎng)的整體利用率。此外，許多將很快具有雙向功能，可能會根據(jù)需要將能量送回電網(wǎng)。然而，電動汽車可以是一把雙刃劍。如果在不合時宜的時間充電，它們可能會加劇需求高峰期，給電網(wǎng)帶來更大的壓力，并降低產(chǎn)能利用率。

破壞穩(wěn)定的巴別塔的可能性

更多的電網(wǎng)很快就會托管多種DER技術(shù)，通常由被稱為“聚合器”的第三方公司注冊，這些公司直接與設(shè)備連接——在能源領(lǐng)域之外，我們熟悉DoorDash或Postmates等第三方聚合器。在能源方面，這種聚合器可能非常強大，造成經(jīng)濟效率或不穩(wěn)定——特別是在可能居住數(shù)千名電動汽車所有者的本地配電電路級別——影響電壓和頻率等關(guān)鍵問題。

為了說明混亂的可能性，讓我們假設(shè)電網(wǎng)市場運營商要求配電網(wǎng)上出現(xiàn)100兆瓦的DER的情況。如果系統(tǒng)沒有得到適當(dāng)?shù)拈_發(fā)和協(xié)調(diào)，分銷運營商可能不知道情況，電網(wǎng)可能無法實際交付所需的容量。因此，在DER資源變得太大之前，是時候制定道路規(guī)則，以實現(xiàn)安全可靠的實施。

一條可能的前進道路

啟用軟件和其他技術(shù)直到最近才出現(xiàn)，因此要實現(xiàn)這個利用DER潛力的未來電網(wǎng)的潛力，還有很多事情要做。公用事業(yè)規(guī)劃能力、監(jiān)管結(jié)構(gòu)和商業(yè)模式都處于早期階段。一個關(guān)鍵要求是某種類型的中央登記冊，按類型和重要特征對資產(chǎn)進行分類（例如，什么、地點、何時以及可以提供的容量和能源）。每個聚合器合同都會將其與特定資產(chǎn)掛鉤，該關(guān)系記錄在登記冊中。基于許可的方法，在適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格架構(gòu)的支持下，將規(guī)范通信流和行為層次結(jié)構(gòu)（例如，如果電池簽約支持電網(wǎng)，它必須可用——它最近不可能將其能源出售用于其他目的）。

我們與電網(wǎng)的關(guān)系——以及我們?nèi)绾螢樗╇姾凸芾怼仨毟淖?。過去，發(fā)電通常是一項破壞環(huán)境的工作——無論是開采和燃燒煤炭，還是利用核裂變的力量同時產(chǎn)生放射性廢物。為我們的未來提供動力還意味著開發(fā)可持續(xù)、無污染的能源，這些能源可以承受需求的激增，并且比太陽能和風(fēng)能更穩(wěn)定。TAE Technologies正在開發(fā)氫硼聚變能源，以滿足和超越當(dāng)前需求，而無需燃燒煤炭或產(chǎn)生核廢料，預(yù)計日期為2030年。該技術(shù)將是無碳的，并提供新的、巨大的能源供應(yīng)。

正如互聯(lián)網(wǎng)基于一套普遍商定的前提一樣，電網(wǎng)也可能需要類似的條件。為了做到這一點，我們必須迅速確定誰應(yīng)該擔(dān)任監(jiān)督注冊角色。這可能是一個非政府組織或政府機構(gòu)，其動機不是由利潤驅(qū)動的，并且可以從政府尋求為決策過程提供建議。從今天的有利位置，我們可以清楚地看到明天更清潔、更動態(tài)、更高效的電網(wǎng)的潛力。

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