中國儲能網(wǎng)訊：美國開始征召越來越多被的所謂“調峰”發(fā)電機組
在芝加哥工人階級聚居的皮爾森社區(qū)，一座60年代的燃油發(fā)電廠矗立在德沃夏克公園后面的工業(yè)用地上。天氣暖和的時候，公園里擠滿了爬上五顏六色游樂設施和滑滑梯的孩子們。
休斯敦NRG Energy擁有的很少使用的八臺機組菲斯克(Fisk)發(fā)電廠原計劃于明年退役。但隨后人工智能帶來的電力需求改變了一切。
在美國最大的電力市場——PJM互聯(lián)電網(wǎng)——隨著數(shù)據(jù)中心的電力需求超過現(xiàn)有供應，電價飆升，引發(fā)了電力短缺的警報，并使菲斯克和其他類似發(fā)電廠突然變得有利可圖。
“我們認為保留它們具有經(jīng)濟意義，因此我們撤回了退役通知，”NRG負責發(fā)電的高級副總裁Matt Pistner在談到菲斯克的八臺發(fā)電機組時說。
菲斯克發(fā)電廠是全美越來越多被征召服役的所謂“調峰”發(fā)電機組之一，因為隨著大型科技公司投資人工智能，數(shù)據(jù)中心的需求不斷增長，美國的電網(wǎng)正在努力跟上這一步伐。
調峰電廠旨在僅在電力需求激增期間短時間運行，通過隨時供電來幫助避免停電。但這存在一個權衡：這些通常已有幾十年歷史的化石燃料設施在運行時排放的污染更多，且發(fā)電成本高于持續(xù)運行的發(fā)電廠。
對美國最大電網(wǎng)備案文件的分析顯示，PJM計劃退役的石油、天然氣和煤炭發(fā)電廠中，約有60%今年推遲或取消了這些計劃。大多數(shù)避免關閉的發(fā)電廠都是調峰機組。
菲斯克調峰機組建在一個現(xiàn)已廢棄的燃煤發(fā)電站的舊址上，該發(fā)電站運行了一個多世紀。在遭到當?shù)鼐用穸嗄甑募ち曳磳?，這家燃煤電廠在十多年前關閉，但該地點的八臺燃油調峰機組仍在繼續(xù)運行。
“當我們發(fā)現(xiàn)燃煤電廠將要關閉，但該地點仍將生產(chǎn)電力時，這非常令人失望，”皮爾森社區(qū)的長期居民、致力于關閉菲斯克燃煤電站的倡導者Jerry Mead-Lucero說。
燃煤電廠關閉后，污染驟減，但并未消失。根據(jù)環(huán)境保護署(EPA)的數(shù)據(jù)，由于八臺調峰機組偶爾啟動為電網(wǎng)供電，該地點的二氧化硫排放量每年在2噸到25噸之間。
“考慮到低矮的煙囪和附近的房屋，這并不是一個微不足道的數(shù)量，”伊利諾伊州一家專注于幫助呼吸道疾病患者的非營利組織——呼吸健康協(xié)會的環(huán)境健康項目主任Brian Urbaszewski說。
“骯臟”的電力
根據(jù)學術界和聯(lián)邦政府的研究，由于調峰電廠是為速度而非效率而建造的，它們通常沒有像汞洗滌器（去除發(fā)電廠排放中的有毒化學物質）和顆粒物過濾器這樣的污染控制裝置。
環(huán)保倡導者說，一些電廠的煙囪也較低，這意味著污染可能在當?shù)馗蛹小?/span>
在美國總統(tǒng)唐納德·特朗普的政府領導下，讓調峰電廠運行更長時間的趨勢可能會加速。特朗普政府表示正在探索利用現(xiàn)有電源（包括調峰電廠和其他應急系統(tǒng)）的方法，以快速滿足巨大的新電力需求。
“有大量的調峰電廠可以運行得更多，”美國能源部長Chris Wright在9月份表示，并補充說清潔空氣法規(guī)限制了更多電廠更頻繁地運行?！澳壳白畲蟮哪繕耸请娋W(wǎng)上的備用容量?！?/span>
根據(jù)美國政府問責局(GAO)的一份報告，雖然調峰電廠僅貢獻了全國約3%的電力，但它們擁有生產(chǎn)19%電力的總容量。
然而，利用這種備用容量可能意味著向往往已經(jīng)背負沉重環(huán)境危害負擔的社區(qū)排放更多有害物質。
根據(jù)學術界和聯(lián)邦政府的研究，該國大約1000家調峰電廠不成比例地位于低收入有色人種社區(qū)，這意味著延長這些電廠的壽命可能會讓弱勢群體首當其沖地承受更多污染。
一項2022年針對以前被紅線劃定的美國社區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，與非紅線區(qū)域相比，自2000年以來，這些居民附近建造調峰電廠的可能性高出53%。紅線社區(qū)因主要是黑人或移民而被切斷了抵押貸款等金融服務。
“如果你住在紅線社區(qū)，你附近建造化石燃料發(fā)電廠的可能性更大，我們發(fā)現(xiàn)這種關系對于調峰電廠來說甚至更強，”領導這項研究的加州大學洛杉磯分校(UCLA)環(huán)境健康科學教授Lara Cushing說。
電力需求使電網(wǎng)不堪重負
美國大多數(shù)調峰電廠是在兩個能源消費增長時期建造的：20世紀中葉，隨著電器成為常見的家庭用品；以及世紀之交，隨著經(jīng)濟增長和計算機普及。之后，隨著耗能設備和基礎設施變得更加高效，美國電力需求減弱，許多化石燃料發(fā)電廠關閉。
與此同時，僅在陽光明媚和刮風時才發(fā)電的太陽能和風能農(nóng)場開始供應該國更多的能源。
“我們在某種程度上讓舊系統(tǒng)更加努力地工作，這就是為什么我們看到這些作為調峰運行的電廠使用量增加的部分原因，”政府問責局的一位主任Frank Rusco說。該局是在環(huán)境正義團體的敦促下，受美國國會指示研究調峰電廠的使用及其與美國社區(qū)的交集。
研究發(fā)現(xiàn)，與非調峰電廠相比，天然氣調峰電廠每生產(chǎn)單位電力的二氧化硫排放量中位數(shù)高出1.6倍。
菲斯克是全美最大電網(wǎng)PJM互聯(lián)電網(wǎng)的一部分，該電網(wǎng)橫跨13個州，覆蓋了世界上最集中的數(shù)據(jù)中心。來自AI數(shù)據(jù)中心的需求正威脅著吞噬電網(wǎng)的電力儲備，并且已經(jīng)推高了價格。
今年夏天，PJM向電力供應商支付的確保電廠在需求激增時運行的價格比一年前飆升了800%以上。這使得擁有調峰發(fā)電廠變得更加有利可圖。
“今天很明顯，在全國范圍內，電力需求正在超過供應——市場反映了這一點，發(fā)電商正在做出回應，”PJM發(fā)言人Jeff Shields說?！拔覀儾荒茉诶^續(xù)引入新發(fā)電設施以跟上數(shù)據(jù)中心和其他為國家經(jīng)濟提供動力的大負荷的電力需求的同時，失去現(xiàn)有的發(fā)電能力?！?/span>
根據(jù)對電力公司發(fā)給PJM互聯(lián)電網(wǎng)信函的分析，PJM地區(qū)約有23家石油、天然氣和煤炭發(fā)電廠原定于2025年或之后不久退役。
信函顯示，自1月以來，美國電力公司、電網(wǎng)運營商和聯(lián)邦政府推遲或取消了其中13家發(fā)電廠的退役計劃。在那些避免關閉的電廠中，有11家是調峰電廠。
被推遲退役的包括位于費城外圍、由Constellation Energy擁有的已有約55年歷史的“埃迪斯通”(Eddystone)機組，能源部已下令其繼續(xù)運行。與此同時，巴爾的摩附近的瓦格納(Wagner)調峰電廠應PJM的要求得以保留，同時電網(wǎng)運營商正在協(xié)調拆除發(fā)電機所需的輸電設施。
許多被保留的發(fā)電廠最初就是作為調峰電廠建造的，而其他電廠最初打算作為全天候電源，但后來降級為僅在緊急情況下運行。
最后一道防線
菲斯克的所有者NRG Energy表示，調峰電廠是電網(wǎng)必不可少的保障，不僅是為了數(shù)據(jù)中心，也是為了制造業(yè)和交通運輸?shù)碾姎饣?，以及為了避免日益嚴重的冬季風暴和夏季熱浪造成的停電而被更頻繁地調用。
在該市擁有菲斯克調峰機組意味著芝加哥在緊急情況下（當外部電源中斷時）不需要輸入電力。
“它們確實是系統(tǒng)的最后一道防線和減震器，”NRG Energy的Matt Pistner說。“當需要它們時，沒有其他地方可去?！?/span>
Pistner說，雖然NRG擁有從核能到風能和太陽能的發(fā)電來源，但燃油調峰電廠通過確保發(fā)電燃料源可以存儲在現(xiàn)場，增加了另一層確定性。
“在運行期間，該發(fā)電廠始終在聯(lián)邦和州環(huán)境法規(guī)范圍內運行——我們?yōu)槠溆涗浉械阶院溃币晃籒RG發(fā)言人表示。
能源專家表示，調峰電廠有替代方案。投資更強大的輸電線路可以將電力從供過于求的地區(qū)輸送到短缺地區(qū)。
“如果我們這樣做，系統(tǒng)將運行得更有效率，你可能會減少對調峰電廠的依賴量，”GAO的Rusco說。
據(jù)清潔能源倡導者稱，正在進行技術改進以更長時間存儲電力的電池也可以取代許多調峰機組。
在此期間，隨著AI電力需求上升，像皮爾森這樣在近期歷史上成功爭取關閉一些污染源的社區(qū)可能會發(fā)現(xiàn)調峰電廠更難對抗。
“這一切加起來導致電力消費者的成本顯著增加，當?shù)匚廴撅@著增加，并將阻止新的清潔能源發(fā)電連接到電網(wǎng)，”賓夕法尼亞大學克萊曼能源政策中心的John Quigley說。
PJM表示，無論調峰電廠是否停留更長時間，它都將繼續(xù)將無碳可再生能源、核能和燃氣能源連接到電網(wǎng)。
“我們需要我們現(xiàn)在能得到的每一兆瓦能源，”Shields說。他補充說，停用現(xiàn)有的發(fā)電廠“無視現(xiàn)實”。
伊利諾伊州北部是一個新興的數(shù)據(jù)中心市場，至少有一個數(shù)據(jù)中心已經(jīng)在皮爾森運營，附近地區(qū)還計劃有多個其他能源密集型項目，包括T5 Data Centers今年宣布的一個擁有20棟建筑的園區(qū)。
Mead-Lucero擔心，菲斯克調峰機組將延續(xù)困擾他家鄉(xiāng)的環(huán)境危害遺留問題，該地區(qū)還受到工業(yè)卡車交通、金屬廢料場和穿過社區(qū)的主要高速公路排放的影響。“你把所有這些復合因素加起來，你最終又面臨一個真正的問題。”
