中国储能网讯：近年来，从美国联邦层面到各州政府层面，都提出了一系列可再生能源目标和政策。这些目标要落实到执行层面，对于发电厂、电网、系统运行者而言，都意味着严峻的挑战。

作为德州电力市场的系统运营者，德州电力可靠性委员会（ERCOT）就需要对环境政策会给电力系统带来哪些具体影响有清晰的把握，不仅要研究、预估、量化这些影响，担负着系统规划、运营、可靠性保证等重担的ERCOT还需要尽可能早地筹谋如何去应对。

ERCOT系统规划部（System Planning）主任Warren Lasher在德州奥斯汀大学讲述了ERCOT近期关于环境政策的研究成果，并探讨了如何应对环境政策带给电网运行的挑战。本文以Warren Lasher的报告为基础进行梳理，从系统运行角度去看北美最活跃的电力市场在能源清洁化、可再生能源增加趋势下的应对姿态。

现状：煤炭供电仍占36%，风电大幅增长

ERCOT就像“一座孤岛”，ERCOT范围内电网与外部互联只有3条直流，可以说电力工业的物理连接只限于德州内部，而与外界相对“隔绝”。这也是德州和其他州不同的地方，对于近年来联邦和州政府先后提出的能源清洁化目标和出台的政策，德州需要“自给自足”，平衡ERCOT范围内的资源。

回顾目前ERCOT范围内的电源结构（如图1所示），55.3%的装机容量来自于燃气电厂，煤电机组装机容量占比为22.1%。此外，5GW来自4台核电机组，近年来风电装机增长迅速，已经达到12.9GW，占整体装机容量的将近15%。

ERCOT范围内2014年的发电量中，40%（139.8太瓦时）来自天然气发电，36%来自煤电，11.6%来自核电，超过10%来自风电。

煤电在电力供应中占到了36%，仍然不低。目前很多煤电机组已经在采用一些清洁技术，比如采用SCR或SNCR技术来减少排放；通过洗煤、脱硫来减少二氧化硫和其他酸性气体排放。相对较新的煤电机组全部采用洗涤技术和SCR/SNCR，而超过20年以上的机组，绝大多数还是只采用了一种清洁技术，甚至还有部分没有采用清洁技术。

6项环境政策影响ERCOT系统

未来数年，要并网的可再生能源会越来越多，ERCOT将面临可再生能源的间歇性可能带给电网的问题，还要在现有经验基础上进一步维护好电网的稳定。

由此，预估目前的能源清洁化政策、政府的目标、PUC监管会给未来能源结构带来怎样的影响，间接地对ERCOT所运行的电网又会带来怎样的影响，ERCOT把握变化趋势、及早制定应对策略尤为重要。

ERCOT最近研究了6项已经出台的会对ERCOT范围内电网可靠性带来影响的环境性法规、政策，分别为《跨州空气污染条例》（Cross-State Air Pollution Rule，CSAPR）、《汞和有毒气体排放标准》（Mercury and Air Toxics Standards，MATS)、《灰尘处理条例》（Ash Disposal Rule）、《应对区域性霾问题的联邦规划》（Regional Haze Federal Plan）、《清洁水法案》316小节（b）部分（Clean Water Act Section 316(b)）、《清洁能源规划》（Clean Power Plan）。

严格来说，德州电网与其他州互联非常少，本应不受限于《跨州空气污染条例》，然而在联邦的政策中，德州也被纳入其中。所以，清楚认识到执行这些政策到底会给电源侧和电网系统带来什么样的影响，不可忽视。

通过比较可以看到，受到各项环境政策影响最大的是煤电机组（如表1所示），会造成煤电机组成本大大提高的主要包括《应对区域性霾问题的联邦规划》和《清洁能源规划》，前者主要要求提高空气能见度，后者限制了机组的二氧化碳排放。

《跨州空气污染条例》和《清洁水法案》的修订对燃气机组也有一定的影响。《跨州空气污染条例》已经制定多年，我们有足够的时间去应对。《汞和有毒气体排放标准》还有一定的缓和期，会影响大多数煤电机组，相当一部分煤电机组（总装机容量约9GW）到目前为止还没有采取整改措施，也有部分机组获取了暂缓达标的权利。

对于《清洁水法案》316小节（b）部分，有43个机组（合14200MW装机容量）需要对此做出整改。

整体而言，《跨州空气污染条例》会影响超过一半的煤电机组，它们需要就达到条例要求做出调整；应对目前的这6大政策，大多数燃气机组不需要做出太大改变。

容量可能紧缺

《清洁能源规划》距离执行时间还很远，但其对电网的潜在影响是不容忽视的。根据ERCOT的预测，到2022年，高达9000MW的煤电机组会退役，会有15GW的新增可再生能源装机，届时整体可再生能源装机容量会达到33GW。现阶段可能很多电厂还没有完整的应对策略，但ERCOT作为系统运营者应该进行充分研究，以对电网、电源做出更好的长期规划。

对电网而言，《应对区域性霾问题的联邦规划》会导致3000- 8500 MW的煤电机组在未来5-7年退出市场。

这就意味着ERCOT市场未来会面临资源充足性问题，如果十年后那么多的机组要退役，目前的市场却不能及时刺激出新投资，这就增加了未来供应不足的可能性。

大量传统机组退役，现有的输电网布局可能届时将不再适用，输电可靠性会受到影响，电网阻塞也可能增加。电网的改进需要提前4-5年规划、审批和建设，现在如果不及早进行准备，未来就会状况连连。

为维持可靠性必须运行的机组可能由于环保原因，无法继续履行运行合约，是影响可靠性的潜在因素。

此外，ERCOT虽然已经有了丰富的可再生能源并网经验，然而未来可再生能源渗透率达到一个更高的程度，一方面要达到可再生能源必须出力的要求和目标，一方面要保证可靠性，这对ERCOT而言仍然是严峻的挑战。

ERCOT怎么办

与市场参与者共同改进市场。市场参与者程序（stakeholder process）是ERCOT市场的议事机制，面临挑战，ERCOT要做的是和参与者一起去应对。

ERCOT会与市场参与者们及时沟通未来各方需要面临的挑战、目前的市场状态、监管要求，明确哪些电源是政策鼓励的、能够接入电网的，哪些又是必须要改进的，还有哪些未来可能会被淘汰。

长远规划。ERCOT会对未来10-15年的电力系统进行展望，未来规划又是以当下的电力系统状态和政策要求为基础。现状描述与未来规划都基于所有的市场参与者。ERCOT要做各种研究，把环境政策的种种限制、为达到环境目标需要付出的成本都考虑进来，尽可能准确地预估未来的电源结构、电网状态，把不同假设下的结果都纳入比较，然后制定一个详细的输电规划。

规划也必须与当下系统状态保持一致性——以现在的状态，在什么时间段可以达到什么目标，哪些机组会被淘汰，多少机组得尽快建起来，哪里应该建设新的输电线路等，都不能违背系统的承受能力。

注重整体性。很多发电企业在提高发电效率上已经做出了很多努力，但是在这个基础上，ERCOT需要考虑的是作为一个整体，ERCOT市场如何达到政策目标。

《应对区域性霾问题的联邦规划》和《清洁能源规划》都会导致大量煤电机组退役，如果输电网仍保持现在的布局，那么未来可能导致可靠性问题和新的阻塞问题。所以ERCOT不仅要看哪里的机组会退役，还要分析新的机组会建在哪里，需要在哪里规划新的线路，才能保证整体性的效率提升。

输电网改造。许多燃煤电厂位于休斯敦和达拉斯之间的城镇地带，这一区域的输电网最初的设计初衷是负责将电力从煤电厂输送至达拉斯和休斯敦的城镇。但是，如果未来有大量的分布式能源从其他地区接入，势必要进行输电网改造，但输电线路建设需要很长周期。

一方面需要提早规划，另一方面也需要各方努力，提高效率，以保证在未来我们有足够的、适合的输电网络就位。

进一步完善可再生能源并网机制。目前市场会出现供大于求的现象，以前曾通过中断一些机组发电来维持电网的可靠性，但这显然与可再生能源的最终目标相违背，未来也不能过度依赖临时叫停机组去维持可靠性。在这方面，各项环境政策的时间表就很关键，政策和目标在执行中应当被给予一定的弹性，让各方在时间框架内，既达到环境目标，又能保证系统的可靠性。

辅助服务多样化。ERCOT也在重新考虑辅助服务市场，未来可再生能源高渗透率将会是常态，为此，需要更灵活的辅助服务产品。比如丰富响应服务、非旋转备用服务的种类；通过安全约束经济调度去合理地、灵活地运用不同的辅助服务。