太阳能小型发电厂排队等待连接美国电网 - 彭博社

2021年，加利福尼亚州维斯塔 LS Power Group Vista Energy Storage 项目外的太阳能逆变器。

摄影师：Bing Guan/Bloomberg *这是来自 Green Daily 通讯的内容。*注册以在您的收件箱中接收。

美国电网包括从100年前的水力大坝到全新电池的一切。随着煤炭发电减少，风能和太阳能增加，以及能源储存平滑运营，电网正在发展。但这些变化只是未来可能发生的一小部分。

劳伦斯伯克利国家实验室发布了有关全国电网项目连接队列的研究，显示了公司想要建设多少新的电力、电力类型和位置。换句话说，这是对美国电力未来的一瞥。

如今，超过10,000个能源项目的开发商正在请求电网运营商允许连接到他们的网络。总计，这些项目代表超过2太瓦的总发电量 — 大约比当前发电容量多50%。几乎所有这些都是风能、太阳能或电池能源储存。

十五年前，风能主导了请求，其次是天然气。自那时以来，随着许多项目成功连接到电网 — 一个称为互连的过程 — 而其他开发商撤回了他们的请求，因为他们的项目不可行。但是太阳能的请求已经连续增加了十年。

排队之后

按资源或技术分类的美国发电机互连队列，千兆瓦

来源：伯克利实验室

注：仅选择了部分资源和技术。

在2010年代末，新增了两种新资源：电池储能和海上风电。去年，排队中有超过300千兆瓦的独立储能项目，以及超过400千兆瓦的太阳能和储能项目。而在三年内，海上风电互连请求从零增长到超过100千兆瓦。

以上系列中没有显示煤炭或核能的一个很好的原因：它们在美国运营商寻求建设的发电容量中所占份额微乎其微。目前有大约6.5千兆瓦的核电站请求互连，是过去七年中最高的数字。煤炭容量不到1.5千兆瓦，比15年前的42千兆瓦要少。

2007年，天然气和煤炭占总互连队列的35%以上。如今，它们不到3.5%。

煤炭走向零

美国煤炭和天然气发电机互连请求占互连队列总容量的百分比

来源：伯克利实验室

如果开发者的互连请求是任何指示，美国正在计划大规模部署储能电池。计划中超过一半的容量是“混合型” —— 位于发电机旁边并共享同一电网连接。几乎所有的混合型容量都连接到风能或太阳能，但也有几千兆瓦的储能计划与燃气发电厂并排。

开发人员还计划大量独立电池，这些电池将从电网中获取电力，而不是从特定发电机中获取。这些电池的队列已扩展到超过300千兆瓦，并已超出了最初的市场，涵盖了东西海岸。计划中电池资产中最大的一部分位于包括华盛顿、俄勒冈、爱达荷、犹他、科罗拉多、亚利桑那、内华达大部分地区以及蒙大拿和怀俄明部分地区的电网中。紧随其后的是包括宾夕法尼亚、新泽西、马里兰和弗吉尼亚在内的中大西洋各州的电力系统。

全国范围内的充电

美国电池存储互连队列按地区电力系统划分

来源：伯克利实验室

此时值得重申伯克利实验室在其2021年版研究中附上的警告，包括感叹号：“并非所有这些项目最终都会建成！”空间、建设和资本限制将阻止美国在未来10至15年内建造另外2太瓦的发电资产。理想情况下，数百千兆瓦的零碳发电和储能最终将建成。但今天计划的与明天将要建成的之间将存在差距。

从2000年到2017年，申请互连的所有项目中，有21% 达到了商业运营。不同技术的完成率有所不同。太阳能项目的完成率低于风能或天然气。以容量衡量，也就是以这些资产能够生成的能量量来衡量，从2000年到2017年，队列中有14% 达到了商业运营。

研究中一个令人担忧的发现是，开发者现在需要比以前更长的时间才能收到互联协议。自2015年以来，从请求到协议达成的时间大致翻了一番，接近三年。额外的时间意味着开发者额外的成本，这导致投资回报降低，电力价格升高或两者兼而有之。额外的时间也意味着更多的开发者在获得连接到电网的批准后仍然退出项目。

加利福尼亚时间

美国发电厂获得互联协议和商业运营日期之间的中位时间

来源：伯克利实验室

幸运的是，从项目获得协议并开始建设的时点开始，建设进度通常是稳定的。平均而言，建设一个项目不到两年的时间 — 但在加利福尼亚，项目现在需要四到六年才能完成。

美国计划中有足够的发电能力来改变该国的电力系统。实现这一目标更少依赖于新技术来发电和储存电力，而更多地取决于规划和输电线路，这是决定建设何种项目、何地以及何时的最大因素。通胀减少法案已经为加快清洁能源发电释放了数十亿美元；下一个，重大挑战是及时建设项目和输电线路，以便美国在2035年之前实现脱碳电网的目标，这是拜登政府的目标。

Nat Bullard是彭博新能源贡献高级撰稿人，为彭博绿色专栏撰写Sparklines专栏。他为早期气候技术公司和气候投资者提供建议。