苏珊·肯尼迪(Susan Kennedy)将车驶入加州索诺玛县(Sonoma County)的一家酿酒厂。她走下车,大步流星地路过不锈钢发酵桶,在一块混凝土板前停下了脚步。承包商正在安装金属柜—像博物馆里放标本用的那种。事实上这是一块由电动汽车公司特斯拉(Tesla)生产的200千瓦锂离子电池,作用就是充电-白天从现场的太阳能板充,晚上从电网充。电费率暴增时酿酒厂就用这块电池的蓄电。
“我喜欢的是模块化,”肯尼迪望着八英尺高的立方体如是说。她在选购,而不是随便看看。她在旧金山新成立的高端微网公司AMS(Advanced Microgrid Solutions)需要电池来为空间十分有限的停车场供电。该公司计划彻底改革电网。肯尼迪向上瞟了一眼说:“你在望向未来。”
肯尼迪雷厉风行,精力旺盛。她已在加州能源政策领域摸爬滚打了15年,以直言不讳和野心勃勃著称。AMS公司不仅想为单独楼房供电,还想把综合办公楼与工业设施变成能够提升电网稳效率与弹性的工具。
“这是公共设施的完全结构转型”
到2018年,AMS公司将为75到100座建筑装配好固定能源系统。在大家都用游泳池泵与空调的炎炎夏日,所谓的混合电能建筑可无缝转用蓄电池电能,以满足公共设施的需求。通常用电量大的设施会架设额外联机电厂,而AMS公司最多可将公共设施的负载降低50兆瓦特,这样一来就足可以为20000个家庭供电。掌管公私联营的Calcharge公司理事会的能源顾问朱莉·布伦登(Julie Blunden)说:“苏珊及其团队正在改变把用户端资源当产能的成见。这是公共设施的完全结构转型。“
早在1999年,肯尼迪在错误的发展道路上感受到了压力。彼时她刚刚被任命为加州当届州长格雷·戴维斯(Gray Davis)的内阁秘书。那时她意识到,能源短缺以及高昂的批发价渐渐把加州推向了能源危机的边缘。一位同事警告道,加州可能将很快面临灯火管制甚至遭受断电。
”灯火管制?那是第三世界。“她记得自己当时这样想。”这与我们对电网的理解如此相悖,我们根本没法理解。“作为政治问题的州长指认人选,肯尼迪肩负保障电能的重任。她的措施之一就是紧急节能计划-要求企业与居民缩减用电量。加州居民在2000年与2001年遭受了电能短缺,然而劳伦斯·伯克利国家实验室的研究者表明,该节能计划防止了50-160小时的断电。
这种策略的问题就是其所需的牺牲,比如少用空调或关闭生产线。真正的稳定电网需要不会造成这些牺牲的断电方式。在肯尼迪接下来的十年事业生涯中,这种方式似乎不可能出现。十年里她担任过内阁秘书,加州公共设施委员会成员,戴维斯下一任州长阿诺德·施瓦辛格(Arnold Schwarzenegger)的办公室主任,直到电池技术成熟。”得益于电动汽车与移动电话市场,锂离子电池现已是一项十分先进的技术。紧凑、高密度、可伸缩、价格点正在走低。”她说。
肯尼迪正在思忖如何能最大限制地利用锂离子电池。“我试着琢磨:该怎样运用这项技术并把它提升到电网范围呢?”她开始联系负责能源计划的前海军秘书助理杰克莱恩·帕范尼斯戴尔(Jackalyne Pfannenstiel)。她们俩曾在做国家能源政策工作时有过合作。“苏珊的计划引起了我的共鸣,“帕范尼斯戴尔说。她在1970年曾代研究公共设施用户是否会将他们的用电消耗从高峰时段水平降低到非高峰时段水平,就此开启了事业生涯。2012年,她们二位创建了AMS公司。
”储存的主意来得自然而然:我们万事俱备。“
与此同时,加州官员将能源储存视为达成一个主要目标的关键:从化石燃料的过渡。之前一年,州立法者规定,截至2020年,公共设施的能源需有三分之一发自可再生能源,比如太阳能与风能。(杰瑞·布朗Jerry Brown州长希望2030年前该比例达到二分之一)然而这些能源并不是随时取之即来,夜会黑,风也不会一直吹。”我们需要一直平衡供需。“公共设施理事卡拉·皮特曼(Carla Peterman)说。”储存的主意来得自然而然:我们万事俱备。“
此外,尽管加州很快拥有了大量可再生能源,过时的传输与分配系统并没有能力把能源输送至急需之地。肯尼迪等人相信,解决办法应该是临近用户居住地的小巧而灵活的能量来源,而不是新增大量输电线。南加州爱迪生公司(SCE)要求更换2221兆瓦特的流失能源。截至2014年11月,AMS公司已签署一项合同。
AMS公司的第一个项目,位于加州欧文的办公楼群(22座),将会在2017年中期前与总计10兆瓦特的电池联机。位于洛杉矶西部的二期工程在来年底之前将达到40兆瓦特的存储量。SCE公司将向AMS公司付款,而后者会为其建筑物提供诸如能源管理软件及能源审计之类的服务。AMS公司还计划为SCE公司提供更多电池容量。建筑物管理者可以在高峰时段利用额外电能来避免缴纳高昂电费。肯尼迪估计电费可减少百分之十到二十。
这些”虚拟发电厂“之于肯尼迪而言,是未来电网的走向:敏感、分散、对化石燃料的依赖更小。”我们的整个电网系统建的十分笨拙,中央发电站输出电子,用户只负责消耗,“她说。”存储是让用户可以控制他们自己负载的点金石。“
本文最初发表于《大众科学》(Popular Science)2015年6月刊,为”能源新貌“特色的一部分。