图片来源:百硕照明
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位于加州莫哈韦沙漠的巨型太阳能发电站伊万帕(Ivanpah)最近详细说明了在太阳能不足的情况下，它燃烧了多少天然气来发电:据报道，这相当于在第一年排放46000吨二氧化碳。
除了对野生动物的影响和接受联邦政府的奖励，二氧化碳排放的消息再次引发了对这个377兆瓦的设施的批评，该设施在一天的高峰时间为14万户加州家庭提供电力。
为什么一家太阳能发电厂要使用天然气，而且与之相关的二氧化碳会让它失去“绿色”的资格吗?
使用天然气作为太阳能的补充，实际上突出了一种我称之为“斑点绿色”发电的趋势——这种发电方式不是完全绿色的，但天然气可以更广泛、可靠和负担得起地部署可再生能源。
电力塔
不同于像我的屋顶上随处可见的光伏板，伊凡帕通过倾斜的镜子收集莫哈韦沙漠强烈的阳光来产生热量。这些镜子将阳光反射到三个发电塔上，在那里蒸汽推动涡轮机发电。
这种“集中”太阳能热的方法比光伏板对云层和粒子更加敏感，因为镜子只能集中来自太阳的直接光束。云层和微粒物质将光线散射到仍然可以被光伏电池板利用的方向，但不是精确角度的镜子。
伊万帕的设计和建造是为了在间歇性云层期间燃烧一些天然气，以保持发电量的峰值。没有天然气，伊万帕的蒸汽涡轮机可能会停止工作，中断发电。来自天然气的额外能量可以使峰值电力生产持续下去，直到阳光条件恢复或涡轮机在夜间暂停。
Ivanpah是世界上最大的太阳能集中厂，于2014年初开始运营，但意外地潮的情况抑制了电力的电力。因此，开幕后，Ivanpah请求加州能源委员会增加了天然气的使用。委员会的员工分析指出，该请求将增加植物的二氧化碳等效排放限制从每兆瓦（LB / MWH）到75磅/ MWH的62磅。当然，如果阳光条件否定需要额外的天然气使用并增加太阳能输出，则实际排放较低。
从百分比来看，这似乎是一个很大的增长。但是需要背景。2012年，美国发电厂平均排放1137磅/兆瓦时的二氧化碳，是艾文帕“更脏”新限量的15倍。事实上，这个数字低估了差距，因为伊万帕限制包括相关的维修车辆排放，没有计算在全国平均水平。
福克斯新闻和其他人通过注意到其二氧化碳排放量的联邦阈值作为温室气体发射设施的联邦阈值，以伊万帕的新闻和“碳污染师”品牌挥动了“碳污染污染物”。未提及的是，Ivanpah的排放只是“主要静止来源”的距离的一半，表示大型设施，如化石燃料发电厂或工厂。
过渡技术?
批评人士正确地指出，伊万帕的天然气使用量和相关排放远远高于最初的预期，燃气辅助电力现在每天需要4.5小时，而不是最初预期的1小时。一些批评人士特别抨击将天然气与太阳能结合使用是“污染能源”。
事实上，天然气是一种不可再生的化石燃料，其使用会导致二氧化碳和甲烷的排放。然而，除非我们期望一夜之间完全转向可再生燃料(这是不现实的)，否则化石燃料在未来几十年仍将是我们能源结构的主要组成部分。
我相信使用那些化石燃料，随着可再生能源提供巨大的潜力。具有太阳能热能的天然气的联合部署，有时称为“混合太阳能”植物，是一种这样的方法。在Ivanpah，通过在线保持涡轮机提供小于5％的能量的天然气提供了大于5％的能量。
更广泛地说，天然气发电机的快速可调度性(即能够按需发电)和可调节性使风能和太阳能在保持可靠性的同时更大程度地渗透到电网中。
沙漠龟
然而，批评家们还可以对艾文帕提出其他论点。
尽管2015年的发电量大幅增长，但在最初的一年里，它的发电量低于预期。使用更多天然气的灵活性，加上额外一年的经验，很可能是产量大幅增加的原因。
作为一个尖端能源项目，艾文帕从能源部获得了16亿美元的贷款担保，以及根据30%投资税收抵免政策获得的6.6亿美元退税。根据加州可再生能源投资组合标准，伊凡帕还受益于可交易的可再生能源信用额。对政府鼓励可再生能源的批评人士可能会反对使这些鼓励和信贷成为可能的政策。此外，由于公用事业规模的光伏发电厂的成本比太阳能热电厂下降得更快，伊凡帕不再被视为代表太阳能未来最可负担的可能。
在二氧化碳以外的环境影响方面，艾文帕与3500只鸟类死亡有关。环保主义者也批评伊凡帕接近一些濒危物种，如沙漠龟。
事实上，伊凡帕并不值得被认为是我们在理想世界中可能寻求的纯电动绿色能源。但所有的能源都有环境影响，无论是燃烧排放、获取燃料还是建造发电厂和太阳能电池板。与化石燃料造成的鸟类死亡相比，太阳能造成的鸟类死亡要少得多。
至少从气候的角度来看，我认为这种“斑点绿色”能源的情况相当不错，每兆瓦时的二氧化碳排放量比全国平均水平减少了90%以上。不过，就成本和更灵活的选址而言，其他方法可能会取代伊凡帕，成为更环保、更廉价电力的典范。
丹尼尔·科汉是莱斯大学贝克公共政策研究所环境工程副教授和教员学者。本文最初发表于谈话．
8的评论
来自偏远的大型太阳能装置的电力则不那么值钱。
公用事业公司像可调度的大铁，包括大型的CSP和PV太阳能农场，但支持它们所需的基础设施和房地产比同样数量的分布式太阳能发电要大几个数量级，比如，在你的屋顶上，在仪表的两边而不是在沙漠中山脉的另一边。
即使从集中电厂的大型集中电厂的生命周期成本比屋顶太阳能均便宜，（并且有理由相信它不是），传输电网基础设施的额外成本使其比加载更昂贵，更便宜坐着的光伏。负载档分布式资源降低了传输网格上的峰值和平均负载，而不是大铁。
如果将377兆瓦的电力分配给14万户家庭，那么每户的电力就是2400瓦。按照2015年的安装价格(补贴前)，在这14万户家庭中每户安装2400w的PV将花费8000-8500美元，这将大大减少伊凡帕在高峰时段对电网的压力。这加起来相当于12亿美元，与上述16亿美元的贷款担保相比有了相当大的折扣。在分布式并网电池上预先花费的差额可能会超过伊凡帕的存储容量，而且也会更加灵活。
视觉上的竞争而在视觉上有趣的是，在没有持续的补贴的情况下，集中太阳能太昂贵。大规模的光伏动力证明不那么昂贵，并继续迅速降低成本，现在比CSP便宜，即使电池备份硬化也是如此。Abengoa（世界上最经验丰富而最佳的CSP开发人员）是破产的边缘：
http://www.forbes.com/sites/williampentland/2015/11/30/spains-renewable-energy-powerhouse-teeters-toward-bankruptcy/
除非集中式太阳能发电的成本能够大幅(迅速)降低，否则它不太可能在未来成为重要的能源。与其他大型钢铁一样，CSP在小范围内的可扩展性有限，选址要求远不如商业和住宅建筑的屋顶方便，对纳税人和电网运营商来说，也不如分布式光伏有价值。由于电网电池的成本持续下降，CSP的热存储方面的价值不足以弥补其他高成本。
我不得不有点不同意
在这里，我必须有点不同意达娜。而且我的意思是他所做的所有点都完全有效。我确实相信他缺少一个重要的元素，能源灵活性。因此，不应仅根据其太阳能动力运行的成本和效率进行评估，因此不应评估其他技术的太阳能成本，也包括与存储，备用电源和传输相关的成本。Ivanpah显示出良好的设备利用率，并允许其设备成本比分布式太阳能更多的千瓦时分布。问题是：Ivanpah是每千瓦时（或MWH）的成本比分布式的太阳能更便宜，加上存储，加上备用发电。我怀疑答案是否定，因为适当大小的分布式存储应该最终降低峰值植物尺寸和网格基础设施成本。但这只是猜测，直到它研究得很好。
艾文帕的LCOE与替代方案
美国能源部估计2013年伊万帕的能源生命周期成本在12-17美分每千瓦时(120-170美元/Mwh)之间:
http://www.cleanenergyactionproject.com/CleanEnergyActionProject/CS.Ivanpah_Solar_Electric_Generating_Station___Concentrating_Solar_Power_Case_Study.html
而且这还不包括将能量输送到负载的输电网络容量的负担成本。负荷中小规模的商用屋顶光伏发电具有相当的原始LCOE，但给输电网带来了负成本，因为它降低了输配电电网的峰值和平均负荷。以今年的价格计算，电网规模光伏发电的LCOE只有伊凡帕的一半(或更少)，而且每季度都在变得更便宜。见第3页:
https://www.lazard.com/media/1777/Levelized_cost_of_energy_-_version_80.pdf.
在自动化需求响应时代，Ivanpah的可调度输出的价值是相当有限的，并且随着CAISO网格上的可调度存储的增加，其价值每天都在下降。分布式可调度存储解决了变电站的电网拥堵问题，这对电网运营商、当地公用事业公司和费率支付方来说，比伊凡帕在电网固定位置的可倾斜输出更有价值。艾凡帕在某种程度上模拟了一个基本负荷发电机，当基本负荷产生的相关性正在迅速消退的时候。是的，它的灵活性和天黑后供电的价值是值得的，但它的价值比不上公用事业规模的光伏发电的两倍，也比不上以相同(或现在稍微便宜一点)生命周期能源成本的负荷站光伏发电所提供的低电网负荷。
在过去的3-4年里，投资银行部门对这些东西进行了严格的审查。由于政府对CSP的补贴逐渐减少，Abengoa找不到投资者，这一事实表明，在分布式光伏和存储市场不断降低成本的情况下，Abengoa在财务上是可行的。在计划、设计和融资(更不用说建造)另一个像这样的大型钢铁集中太阳能项目所需的时间里，竞争对手已经吃掉了他们的午餐。
在不到5年的时间里，即使是住宅屋顶(无补贴)的LCOE也将低于伊凡帕，而加州有史以来建造的最后一个峰值电厂将已经投入使用(并面临成为搁浅资产的风险)。
驾驶重点家......
数字刚刚被处理好:在2015年第三季度的3个月里，CA的分布式电网存储(在表的两边)的装机容量翻了一番，而这一切才刚刚开始:
http://www.greentechmedia.com/articles/read/California-Added-11-MW-of-Behind-the-Meter-Batteries-in-Q3
CAISO网格上所有网格存储的组合输出已经大约是Ivanpah的全输出等级的1/5，并且在2020年之前将超越它。调度因子的价值下降的速度是令人叹为观止的速度！
可调遣性价值的证据
达纳认为，可调度性的价值很低，而且还在下降，并以存储设备的快速增长为证据。我认为存储设备的安装是完全相反的证据:如果真的没有可调度性的价值或需要，就没有理由安装存储设备。
也就是说，负载附近的可调度源的值高于远程可调度源，而在PV成本如此低的情况下，CSP的LCOE看起来并不那么好。所以我基本上同意Dana的结论，尽管我对这个细节有些吹毛求疵。
回应达娜
对不起，戴娜，我刚意识到伊凡帕没有存储空间，我以为它有……这就剥夺了它存在的一个重要理由。在我看来，使用CSP的唯一好理由是它能够拥有一些相对便宜的、但不太灵活的存储。
艾文帕有可调遣的燃气资源。
这并不是什么都没有的，但它与存储不同，即使是位于电网外的大存储也远不如分布式存储有价值。
查理:大型发电源在输电网上的可调度性仍然需要电网的容量。分布式存储更有价值，因为它降低了输配电电网的负荷，并降低了电网拥堵，因为电力可以在变电站的同一侧作为电源。电网拥塞部件和可控负载(电池充电器)提供的辅助电压和频率稳定服务，比任何峰值电站或电网远程电源(甚至是大型集中电网存储)所能实现的精度和速度都要高得多。表存储的前面没有被实现的实用程序在大型随机肿块大小——它的目标和在地理方面,旨在缓解电网拥堵,并提供频率和电压稳定服务(更低的成本比其他公用事业资产,或构建新的变电站基础设施)。以今年的电池成本计算，可调电厂无法在有竞争力的成本或精度下实现这种水平的电网调整。随着电池成本的下降，这个雪球已经开始走下坡路，而且增长不是线性的，而是指数级的。
大多数“表后存储”要愚蠢得多，被用来限制需求费用，这往往是商业纳税人的最大项目，比能源使用部分还要大。这对降低电网峰值的其他纳税人有额外的价值，但对辅助服务没有价值。如果监管环境不允许聚合商竞标表后存储进入辅助服务市场，它就不会被这样使用，但这并不是说，如果/当监管变化时，表后存储控制软件就不能这样做。
电动汽车的智能充电网络不仅仅是为汽车充电，它提供的电网稳定服务比为汽车充电的能源成本更有价值。在监管框架允许的情况下。公用事业公司为这些服务向收费网络运营商支付费用。CAISO地区的首批此类设施之一是在洛杉矶空军基地:
http://www.greentechmedia.com/articles/read/Air-Force-Tests-First-EV-Fleet-With-Two-Way-Power-Flow-In-California
这是一个快速变化的目标，但整个集中式发电模式正在消失，被更廉价的分布式资源所破坏，这些资源并非都在电网运营商或公用事业公司的直接控制和所有权之下。一些监管机构明白这一点(比如纽约州的监管机构)，另一些则不明白(GA)。艾文帕项目在最初构思时(5年前被批准之前)可能有一定的意义，但即使在当时，它也有点不确定，如果没有16亿美元的联邦贷款担保(一个22亿美元的项目)，它也不会建成。
鉴于（更可扩展）光伏和储存的快速财务学习率，除非它可以在将小型商业规模PV的LCOE削减超过所需的电网基础设施的成本，否则无法建立另一个。加载。似乎没有分析师宣传这一概念，这就是为什么由于最近的重要意义，因此，尽管近来的近年来，所谓的CSP公司没有未来。
网格?
我很乐观。我认为分布式生成和存储是不可避免的，但是将它们结合在一起也是非常有利的。我想说的问题是，电网的价值是什么，它应该是什么样子，以及我们如何为它买单?
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