中國儲能網(wǎng)訊：美國開始征召越來越多被的所謂“調(diào)峰”發(fā)電機(jī)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(shè)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(jī)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(yīng)，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(rèn)為保留它們具有經(jīng)濟(jì)意義，因此我們撤回了退役通知，”NRG負(fù)責(zé)發(fā)電的高級副總裁Matt Pistner在談到菲斯克的八臺發(fā)電機(jī)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(diào)峰”發(fā)電機(jī)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(diào)峰電廠旨在僅在電力需求激增期間短時間運(yùn)行，通過隨時供電來幫助避免停電。但這存在一個權(quán)衡：這些通常已有幾十年歷史的化石燃料設(shè)施在運(yùn)行時排放的污染更多，且發(fā)電成本高于持續(xù)運(yùn)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(guān)閉的發(fā)電廠都是調(diào)峰機(jī)組。
菲斯克調(diào)峰機(jī)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(yùn)行了一個多世紀(jì)。在遭到當(dāng)?shù)鼐用穸嗄甑募ち曳磳?，這家燃煤電廠在十多年前關(guān)閉，但該地點(diǎn)的八臺燃油調(diào)峰機(jī)組仍在繼續(xù)運(yùn)行。
“當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)燃煤電廠將要關(guān)閉，但該地點(diǎn)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(guān)閉菲斯克燃煤電站的倡導(dǎo)者Jerry Mead-Lucero說。
燃煤電廠關(guān)閉后，污染驟減，但并未消失。根據(jù)環(huán)境保護(hù)署(EPA)的數(shù)據(jù)，由于八臺調(diào)峰機(jī)組偶爾啟動為電網(wǎng)供電，該地點(diǎn)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(xué)術(shù)界和聯(lián)邦政府的研究，由于調(diào)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(xué)物質(zhì)）和顆粒物過濾器這樣的污染控制裝置。
環(huán)保倡導(dǎo)者說，一些電廠的煙囪也較低，這意味著污染可能在當(dāng)?shù)馗蛹小?/span>
在美國總統(tǒng)唐納德·特朗普的政府領(lǐng)導(dǎo)下，讓調(diào)峰電廠運(yùn)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(diào)峰電廠和其他應(yīng)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(diào)峰電廠可以運(yùn)行得更多，”美國能源部長Chris Wright在9月份表示，并補(bǔ)充說清潔空氣法規(guī)限制了更多電廠更頻繁地運(yùn)行?！澳壳白畲蟮哪繕?biāo)是電網(wǎng)上的備用容量?！?/span>
根據(jù)美國政府問責(zé)局(GAO)的一份報告，雖然調(diào)峰電廠僅貢獻(xiàn)了全國約3%的電力，但它們擁有生產(chǎn)19%電力的總?cè)萘俊?/span>
然而，利用這種備用容量可能意味著向往往已經(jīng)背負(fù)沉重環(huán)境危害負(fù)擔(dān)的社區(qū)排放更多有害物質(zhì)。
根據(jù)學(xué)術(shù)界和聯(lián)邦政府的研究，該國大約1000家調(diào)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(dāng)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(diào)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(wù)。
“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(guān)系對于調(diào)峰電廠來說甚至更強(qiáng)，”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)環(huán)境健康科學(xué)教授Lara Cushing說。
電力需求使電網(wǎng)不堪重負(fù)
美國大多數(shù)調(diào)峰電廠是在兩個能源消費(fèi)增長時期建造的：20世紀(jì)中葉，隨著電器成為常見的家庭用品；以及世紀(jì)之交，隨著經(jīng)濟(jì)增長和計算機(jī)普及。之后，隨著耗能設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)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(guān)閉。
與此同時，僅在陽光明媚和刮風(fēng)時才發(fā)電的太陽能和風(fēng)能農(nóng)場開始供應(yīng)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(diào)峰運(yùn)行的電廠使用量增加的部分原因，”政府問責(zé)局的一位主任Frank Rusco說。該局是在環(huán)境正義團(tuán)體的敦促下，受美國國會指示研究調(diào)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(diào)峰電廠相比，天然氣調(diào)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(yīng)商支付的確保電廠在需求激增時運(yùn)行的價格比一年前飆升了800%以上。這使得擁有調(diào)峰發(fā)電廠變得更加有利可圖。
“今天很明顯，在全國范圍內(nèi)，電力需求正在超過供應(yīng)——市場反映了這一點(diǎn)，發(fā)電商正在做出回應(yīng)，”PJM發(fā)言人Jeff Shields說。“我們不能在繼續(xù)引入新發(fā)電設(shè)施以跟上數(shù)據(jù)中心和其他為國家經(jīng)濟(jì)提供動力的大負(fù)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(yùn)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(guān)閉的電廠中，有11家是調(diào)峰電廠。
被推遲退役的包括位于費(fèi)城外圍、由Constellation Energy擁有的已有約55年歷史的“埃迪斯通”(Eddystone)機(jī)組，能源部已下令其繼續(xù)運(yùn)行。與此同時，巴爾的摩附近的瓦格納(Wagner)調(diào)峰電廠應(yīng)PJM的要求得以保留，同時電網(wǎng)運(yùn)營商正在協(xié)調(diào)拆除發(fā)電機(jī)所需的輸電設(shè)施。
許多被保留的發(fā)電廠最初就是作為調(diào)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(yùn)行。
最后一道防線
菲斯克的所有者NRG Energy表示，調(diào)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(yùn)輸?shù)碾姎饣?，以及為了避免日益?yán)重的冬季風(fēng)暴和夏季熱浪造成的停電而被更頻繁地調(diào)用。
在該市擁有菲斯克調(diào)峰機(jī)組意味著芝加哥在緊急情況下（當(dāng)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?！爱?dāng)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(fēng)能和太陽能的發(fā)電來源，但燃油調(diào)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(yùn)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(nèi)運(yùn)行——我們?yōu)槠溆涗浉械阶院?，”一位NRG發(fā)言人表示。
能源專家表示，調(diào)峰電廠有替代方案。投資更強(qiáng)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(yùn)行得更有效率，你可能會減少對調(diào)峰電廠的依賴量，”GAO的Rusco說。
據(jù)清潔能源倡導(dǎo)者稱，正在進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)以更長時間存儲電力的電池也可以取代許多調(diào)峰機(jī)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(guān)閉一些污染源的社區(qū)可能會發(fā)現(xiàn)調(diào)峰電廠更難對抗。
“這一切加起來導(dǎo)致電力消費(fèi)者的成本顯著增加，當(dāng)?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(xué)克萊曼能源政策中心的John Quigley說。
PJM表示，無論調(diào)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?xì)饽茉催B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(bǔ)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(yùn)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(dān)心，菲斯克調(diào)峰機(jī)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?！澳惆阉羞@些復(fù)合因素加起來，你最終又面臨一個真正的問題。”
