评估自愿行动对网格的影响

评估自愿行动对网格的影响 ZEROgrid影响咨询计划的共识文件 影响咨询简报/2024年5月 作者和致谢 Authors 查尔斯·坎农 彼得·加格农国家可再生能源实验室加文·麦考密克,WattTime 威尔逊里克斯普林斯顿大学 其他贡献者 史蒂夫·雅培 杰西·詹金斯普林斯顿大学 大卫·卢克·奥茨，中部大陆独立系统操作员亨利·理查森,WattTime 李·泰勒，担保 作者按字母顺序列出。除非另有说明，否则所有来自RMI的作者。 联系人 查尔斯·坎农,史蒂夫·雅培, 版权和引文 CharlesCannon，PieterGagnon，GavinMcCormick，WilsonRicks，评估自愿行动对电网的影响：ZEROgrid影响咨 询倡议的共识文件，RMI，2024，https://rmi.org/zerogrid-assessing-impact. RMI重视协作，旨在通过分享知识和见解来加速能源转型。因此，我们允许感兴趣的各方通过CreativeCommonsCCBY-SA4.0许可证来参考、分享和引用我们的工作。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/. 除非另有说明，否则所有使用的图像均来自iStock.com。 关于RMI RMI是一家独立的非营利组织，成立于1982年，名为落基ft研究所，通过市场驱动的解决方案改造全球能源系统， 以适应1.5°C的未来，并为所有人确保清洁，繁荣，零碳的未来。我们在世界上最关键的地区工作，并与企业，政策制定者，社区和非政府组织合作，以确定和扩大能源系统干预措施，到2030年将减少至少50％的温室气体排放。RMI在科罗拉多州的玄武岩和博尔德设有办事处；纽约市；加利福尼亚州奥克兰；华盛顿特区C.和北京。 关于ZEROgrid 通过数据提供商，学者，公司和政策制定者之间的首次合作，ZEROgrid正在加快行动，以实现脱碳和可靠的电 网。ZEROgrid的影响咨询计划包括来自国家可再生能源实验室，普林斯顿大学，REsurety，RMI和WattTime的专家从业人员。 执行摘要 在过去的10年中，公司自愿采购清洁能源一直是可再生能源发展的巨大推动力。自2014年以来，大型公司签署了采购合同，支持美国70吉瓦以上的可再生能源的开发。1除了购买可再生能源证书（RECs），提供税收股权融资，并在区域和国家倡导更多的清洁能源部署。这些自愿采购趋势正在继续扩大规模，并扩展到其他市场，如日本，韩国和台湾。2 气候危机的紧迫性促使许多大型能源消费者考虑如何评估各种行动对电网脱碳和可靠性的影响。最好使用相应的排放影响分析来进行这种评估，该分析采用各种方法来估计世界上不同可能州的全球排放总量之间的差异。 尽管许多作者已经发表了关于相应的排放影响分析的文章，但有不同的观点，直到现在，不同作者还没有就共识领域以及如何解决不一致的结论发表联合声明。 为了使公司参与者更加清晰，ZEROgrid创建了影响咨询计划或IAI。IAI由来自国家可再生能源实验室（NREL），普林斯顿大学，REsurety，RMI和WattTime的专家从业者组成，他们共同确定了共识的关键点以及需要进一步研究的领域。i 本文概述了IAI关于后续排放影响分析，其影响以及需要进一步研究的领域的新兴共识领域的调查结果。 共识领域： 1.定义影响。任何自愿公司行动（或任何行动）的真正影响是采取行动的世界与未采取行动的世界之间的总排放量差异。 2.影响的组成部分。这种影响是几种不同的贡献效应的总和，其中必须包括干预在整个生命周期中的效应——干预如何改变发电厂的短期运行，以及结构变化，即从长远来看，它如何改变不同发电厂的总供应量——以充分捕捉行动的影响。 3.估计值与真实值。Thefieldhasanumberofwaystoproduceestimatesoftotalemissionsimpactanditscomponents.Althoughthereisagreeregardinghowchangesto 短期运营可以量化，该领域目前缺乏——事实上可能总是缺乏——任何普遍接受的方法来实证验证结构变化的估计。因此，任何寻求衡量总体影响的方法都具有（潜在显著水平的）不确定性。 iZEROgrid计划汇集了一批企业参与者，包括Akamai、通用汽车、HASI、Meta、Prologis、Salesforce和沃尔玛，寻求在提高电网可靠性和可负担性的同时推动深度脱碳，并与排放和可靠性专家合作。更多信息可从https://zerogrid.org/. 定义影响 IAI顾问一致认为，任何干预措施的排放影响，无论是避免的还是诱导的排放，都是在采取行动的情况下的总排放量与不采取行动的反事实情况下的总排放量之间的差额。干预措施可以是公司项目，政策或影响排放的任何其他内容。 该变化的电网排放影响ΔE是导致的总电网排放的差异,其可以写为: 如果干预以兆瓦时(MWh)为单位，则以每MWh为基础的总影响为 ΔE/ΔX. 影响的组成部分 排放的这种变化可以通过各种不同的现象发生。任何给定的干预都可能有意或无意地改变: •电力的供应或需求（短暂或永久） •某些发电厂或储能技术类型的成本 •可再生能源项目清除互连队列的速度 •可再生能源发电厂开发商的资本成本 所有这些和任何其他现象的总和是项目或干预的总影响。因此，许多不同的因素可以影响干预对电网排放的影响。 通过这种复杂性进行推理的一个有用的思维框架是注意到，在几乎每种情况下，所有这些不同的影响最终都只会以两种方式之一改变排放：（1）改变使用不同发电厂的影响或（2）改变发电厂的用途或不建造的影响。总影响是这两种影响的总和。 总排放量的组成部分 考虑到给定时间段内任何给定发电厂的总排放量（E）是其容量（C）（以兆瓦（MW）为单位），该容量的利用率（U）（产生MWh）以及当时该发电厂的排放系数（EF）（每MWh的污染）的乘积。电网随时间的总排放量是所有地区（r），时间（t）和发电厂（p）的乘积之和。或者在一个等式中： 例如，考虑一个仅由一个区域组成的电网，测量时间超过一小时，由两个燃煤电厂供电。如果每个电厂的容量为100 兆瓦，并且始终以50％的利用率运行，每兆瓦时排放2,000磅二氧化碳，则电网的年总排放量将为（100+100） （0.5）（2,000）。ii 基于上述等式,每个发电机有三个变量可以影响其排放:容量、利用率和排放因子。公司可以通过影响这些变量中的一个或多个来寻求减少排放。因此，以前用ΔX表示的影响也可以更具体地表达为容量（ΔC），利用率（ΔU）或排放因子（ΔEF）的变化。 发电厂的排放因素可能会由于工厂改造或运营变更等行动而发生变化，但自愿性公司行动通常会对发电厂的容量和利用率的变化产生重大影响。鉴于此，排放影响将主要通过容量和利用率的主要变化来考虑。 ii请注意，该方程式不是如何估算这些值中的任何一个的模型，而只是对任何一组发电厂的总排放量的组成部分的描述。 排放影响的组成部分 电网的一个显著特征是,响应于干预,利用率通常快速变化(即,以分钟或秒为单位),但容量通常更慢地变化(即,以年或几十年为单位)。 因此，经济学中的一个常见惯例是区分短期影响(仅反映利用率的变化)和长期运行impact(reflectingchangesinbothutilizationandcapacity).However,thistermscansometimesbeconfidenttocorporationsforwhichforts"shortrun"and"longrun"havedifferentmeaninginothercontext. 为了确保这一重要概念在不同领域之间的翻译中不会丢失，使用在方程式中精确阐明的严格语言可能会有所帮助。一个有用的区别类似于《温室气体议定书》的《量化电网连接电力项目（GHGP）温室气体减排指南》中提出的方法。3 让我们首先定义操作变更如果电网没有通过改变其任何发电厂的容量来做出反应，干预将导致的任何变量的变化。 运营影响，ΔE操作，是排放量的运行变化。 Ofcourse,inpractice,griesdoresponsetomarketadjustments(e.e.,persistentpowersupplyanddemandshift)bychangingthecapacityoftheirpowerplants,justmoreslow.Soletinducedstructuralchange,alsoknownas生成更改，对于任何变量 ，都是该变量的总后果变化与操作变化之间的差额。构建影响，ΔEbu，是建筑排放的变化。 重要的是要注意，尽管有名称，但构建影响包括因干预而构建的植物，因干预而退役的植物，因干预而未构建的植物以及因干预而未退役的植物。其中一些相对容易观察，而另一些则可能更微妙，但是所有这些影响仍然很重要。 Theaboveformulationcanbeusedtounderstandthetotalimpactofaninterventiononthegrid.Usingtheseterms,thetotalimpactofaninterventionisthesumofoperatingimpactplusbuildimpact.This: 这类似于GHGP中列出的用于避免排放的配方。 运营影响和构建影响的组成部分 运营影响和构建影响本身可以进一步细分为组件，如下所示： Inthisformulation,operatingimpact()isthechangeinemissionsthathappenedsonlyduetochangesintheutilizationofpowerplants.Foranyinterventionthatdoesnotchangeemissionsfactors,thiscanbeexpressedasmatively: 其中ΔU操作等于利用率的运行变化。 Buildimpact()representsallimpactsnotincludedin,whichisthesumofchangesinemissionsthathappenfromdirectorinducedchangestoplantcapacityacrossthesystemasaresultofanaction,plusresultingthechangestotheutationofexistingpowerplants.Thiscan 其中ΔU等于利用率的总变化，而ΔUbu等于生成利用率的更改。 对于那些对这些方程的来源感兴趣的人，技术附录中有更详细的解释和形式证明。 额外性 附加性是指干预措施的减排量是附加的。将附加性分为两个组成部分可以帮助澄清一个共同的领域 ，在这个领域中，不同的从业者可能会彼此误解。 •首先，行动可以有直接通过影响特定发电机的容量，利用率或排放因素对电网排放的影响。例如，购买REC，参与电力购买协议或绿色关税以及采取其他行动可能各自驱动不同数量的新清洁能源容量。 •其次，这些行动对电网排放的总体影响可能因总量而异。诱导例如，如果一家公司的行动直接实现了新太阳能发电厂的建设，那么新太阳能资源的增加反过来可能会导致燃煤电厂的退役，放弃开发队 列中的不同可再生能源项目，或者开发额外的储能。 因此，一项行动的额外性或非额外性取决于两个组成部分。如果一项行动对能力、利用率或排放因素没有影响，它可能是非额外的。或者，即使一项行动确实直接实现了新的能力，如果它也引起了能力的平等和相反的间接变化，它可能仍然是非额外的。 估计与真实值 估计这种总影响的做法被称为相应的排放影响分析。如上所述，相应排放影响分析的理论相对简单。然而，它