超越实用程序2.0：第三部分“未来”

最初发布在ilsr.org。

对于公用事业而言，不幸的是，未来几年中新技术和商业机会只会增加对1.0商业模式的威胁。

从2009年到2013年，太阳能的成本每年以28％的速度下降，并且屋顶用电已接近或超过公用事业价格，太阳能正成倍增长。63

这是ILSR连续发布的“能源实用的超越实用程序2.0”报告的四个部分的第三部分。单击以查看第一篇或第二篇文章，请单击此处。下载整个报告，并在此处查看我们的其他资源。

未来

能量存储（主要通过电池存储）已经允许公用事业客户进行“套利”，即在价格便宜时存储电力，而在价格昂贵时最大限度地减少从电网的购买。商业客户可以使用存储来减少需求费用，这是他们账单的很大一部分。SolarCity.64等公司甚至将电池与屋顶太阳能电池阵列包装在一起。

进一步扩展存储空间，人们可以通过拥有自己的独立电源系统，或者具有将较大电网作为“微电网”分离的能力来“切断电线”。受2012年Superstorm Sandy等重大灾难的影响，这种情况已经发生。许多东海岸社区亲身体验了集中式实用程序1.0系统的弱点。停电持续了数天，袭击了前所未有的人数：“在21个州中有850万人断电。” 65值得注意的是，在整个风暴和灾后，许多微电网或备用发电机能够保持在线，包括马里兰州USDA设施和纽约热电联产厂的微电网。大学66

电动汽车因里程成本远低于汽油而变得流行，它将成为个人和微电网运营商管理用电的另一种潜在工具。

根据2013年广为流传的行业研究，很明显，公用事业现在将分布式电源视为一种生存威胁。67

幸运的是，通常称为实用程序2.0的未来实用程序业务模型已经在开发中。下面，我们探讨了塑造21世纪电力系统（公用事业2.0）的最常见原则和政策，并研究了在已开始实施的少数几个州的历史记录。

我们还将说明公用事业2.0如何无法实现能源系统经济转型的潜力，以及能源民主（或公用事业3.0，如果您愿意的话）如何添加一些关键原则，以使客户拥有的电力得以持续增长能源未来的产生和控制。

Utility 2.0的原理，结构和政策

尽管公用事业的未来包括许多较小的问题-屋顶太阳能，储能，能源效率-公用事业2.0的基本问题是：“我们如何激励电力公司去做我们想做的事？”

“我们想要的东西”各不相同，但是探索2.0版电力公用事业的大多数公用事业和能源政策思想家在可靠的，负担得起的电力服务的基本原则中增加了以下原则：

通过提高效率和节约能源来降低能耗通过从化石燃料转向可再生能源来降低碳排放量通过使用需求响应，本地发电和其他本地资源的双向联网智能电网提高了电网效率，提高了电网灵活性集成大量可变的（分布式和公用事业规模的）可再生能源值得注意的是，这些原则与大多数投资者拥有的公用事业（或大多数公用事业的典型商业惯例；私人，公共或合作社）的现行财务激励政策不符。此外，这些原则对经济机会无动于衷。也就是说，可以通过对电网及其收益的效用控制或大规模分散化和民主化的电力经济来实现这些目标。

为满足这些实用程序2.0原理而提议的结构更改在细节上有所不同，但是它们具有两个共同的主题：

整合本地和区域级资源的计划。换句话说，要确保在规划新的发电厂或电力线时，公用事业公司（或电网管理者）考虑如何通过本地解决方案来满足需求，这些解决方案包括屋顶太阳能，储能，电动汽车，甚至是非资本性措施，例如可控的，智能家电。配电系统独立，中立的运行。换句话说，消除利益冲突会导致现有的公用事业公司更喜欢建设新的基础设施，而不是竞争对手，甚至公用事业客户的保护，效率或当地电力。

突出的建议包括在夏威夷68进行积极的系统规划（解决第一个问题）和纽约的《改革能源远景》（解决这两个问题）。69公用事业2.0结构变更的关键要素可以归纳为美国电力计划的摘录：“这种新型的分销系统需要一种新型的管理。” 70

在这些结构性变化的背后是公用事业2.0框架的核心政策：将公用事业的财务健康状况与能源销售分开（通常称为脱钩的概念），并将公用事业的利润（对于投资者拥有的公用事业）与建筑和拥有基础设施分开。

在最近对实用程序2.0的关注之前，去耦已经在7个州中被采用（其他十几个州正在尝试去耦或使用具有类似结果的替代政策）。这项政策打破了电力销售与公用事业收入之间的联系，从而消除了提高能效的障碍。约有十个州走得更远，完全将公用事业的能效计划责任从第三方转移了出去。71但是，纽约监管机构警告说，尽管脱钩使公用事业对能效和分布式发电的销售损失无动于衷，但这并不能掩盖纳税人带来广泛的收入损失风险，分布式发电应大幅增长72。

另一个重大的政策变化是从基础设施投资的股东回报转向绩效回报。基于灵活的低碳高效电力系统的回报。像纽约这样的一些州，在现有的股本回报率公式的基础上，对未达标处以罚款。换句话说，营利性公用事业公司如果无法实现与清洁能源有关的目标，就会蒙受损失。但是到目前为止，还没有美国州过渡到一种商业模式，该模式仅出于满足公用事业2.0基准的能力而对公用事业进行奖励。

现有公用事业公司应该成为新的分销系统运营商吗？

当教皇朱利叶斯二世想要粉刷西斯廷教堂的天花板时，他没有聘请房屋画家。他努力了。某个地方有米开朗琪罗的配电系统设计和操作。它可能是本地实用程序。除非我们看，否则我们不会知道。

– Scott Hempling，2014年6月

Rising Utility 2.0模型？

一些州已经开始向新的公用事业业务模式发展，其经验具有启发性。我们列举了一个国际示例，因为它说明了许多Utility 2.0倡导者所希望的开放式发行市场。

纽约

公共服务部的报告很少会成为能源系统转型的标语，但纽约公共服务部于2014年4月发布的“改革能源愿景”（REV）为该标准设定了标准。 Utility 2.0.73的含义

该报告引人注目，因为它挑战了传统范式的两项核心原则：“由于规模效应，客户在满足系统需求方面几乎没有或没有任何作用……而且集中发电和大容量输电模型始终具有成本效益。”

REV报告清楚地表明，尽管它优先考虑扩展分布式能源系统，但“它并不是要取代中央发电，而是以最有效的方式对其进行补充，并为发电和其他能源所有者提供新的商机服务供应商。”

纽约电力系统的监管机构已朝着Utility 2.0迈进了许多，并吸取了一些教训。74委员会的努力包括Utility 2.0的基本战略，例如收入脱钩和基于绩效的费率（对不良绩效进行惩罚），以及激励措施。能源效率和分布式可再生能源，需求响应，简化的互连，可靠的网络计量以及为先进能源项目提供资金的绿色银行。

这些改革的一些经验教训表明，向Utility 2.0的过渡并非没有挑战。首先，很难预先确定公用事业公司是否在电网维护上花费了足够的资金，而公用事业公司和监管机构不得不在估算不准确的情况下再次提出补充费率案。此外，基于绩效的激励措施还需要通过更频繁的重新评估，更高的罚款以赢得合规性以及一些津贴来鼓励通过反复试验来学习，从而加以改进。

公用事业监管机构还意识到，仅仅消除公用事业收益与能源销售（脱钩）之间的联系是不够的。公用事业公司通常会鼓励建立和拥有自己的基础设施，而以诸如客户拥有的太阳能等替代品为代价。如果没有新政策，“从长远来看，公用事业公司仍然有动力最大化其资本支出，而没有动力优化系统效率以减少资本需求。” 75

纽约并不是唯一致力于Utility 2.0模式的人。该州还在许多能源民主政策中处于领导地位，例如净计量，针对客户所在地能源的可再生能源标准中的一项预留条款以及对分布式太阳能的激励措施。它的性能中等，在州风力发电能力上排名第11位，在太阳能发电上排名第9（尽管人口数量排名第三）。76在能源效率方面，ACEEE在纽约排名全国第7位。77但它可能会开始攀升，州长最近宣布了一项10亿美元的承诺，用于分布式太阳能开发.78

夏威夷

随着燃油发电厂依赖于昂贵的石油进口，夏威夷的电力公司正处于对1.0商业模式的威胁的最前线。他们出售美国最昂贵的电力，导致公用事业客户赶紧购买价格较低的屋顶太阳能。2013年，五分之一的配电馈线（社区电力线）已经满足了分布式太阳能提供的高峰需求的15％以上。79

在热衷于客户太阳能之前，该州已实施脱钩，以使公用事业公司的底线免受销售损失的影响。但是，公用事业公司为分散式可再生能源装置的激增制定了糟糕的计划，并且对客户拥有的发电量设置了上限。

州监管机构打算在2013年初通过利益相关方流程进行更改，该流程提议了该岛最大的公用事业公司夏威夷电气公司（Hawaiian Electric Company）采用积极的规划方法。新程序意在整合公用事业公司的互连和配电规划功能，要求公用事业公司预测分布式太阳能的增长并相应地计划对配电网的基础设施升级。80尽管提出了建议的变更，但新屋顶太阳能安装的许可量比去年减少了44％。 2013年至2014.81年

2014年5月，该州的公共事业委员会采取了进一步措施。在发布有关该州电力系统未来的白皮书时，委员会命令还要求夏威夷电力公司重新制定其资源计划，以改善其分布式发电的计划，“迅速”退休旧电厂，并根据需求增加电网灵活性响应和存储。委员会还特别命令总部设在毛伊岛的公用事业停止减少可再生能源的发电，转而从其自己的化石燃料发电厂购买电力。82

委员会的命令已经有所作为。2014年10月，夏威夷电力，毛伊电力和夏威夷电灯发布了经修订的综合资源计划，到2030年实现65％的可再生能源；到2030年，夏威夷岛的可再生能源将达到92％。83该计划还允许将屋顶太阳能装置的数量增加三倍。

这些改进不是最终的，因为船坞和佣金订单仍在审核中。

缅因州

2009年，缅因州立法机关通过发起各州公共事业委员会对智能电网协调员的调查，对纽约的改革能源愿景提出了更高的要求。提议的实体将管理公用事业和非公用事业的分布式发电和基础设施，以实现许多公用事业2.0原则，包括：84

越来越多地使用数字信息和控制技术…并向消费者提供及时的能耗信息和控制选项； [分布式]可再生容量资源的部署…需求响应技术，需求侧资源和能效资源的部署…

•部署智能电网技术，包括实时，自动化，交互式技术

•将先进的蓄电和减峰技术（包括插电式和混合动力电动汽车）部署并集成到电气系统中

2012年，PUC批准了分布式发电公司GridSolar发起的试点项目，以实施本地替代服务于Boothbay Harbor沿海社区的新输电线路。85GridSolar表示，他们使用能效，屋顶太阳能和电池存储，非传输选择的成本是新传输线的三分之一。2014年，他们回到了PUC，成为了设想中的“智能电网协调员”，在全州范围内开展项目。

尽管声称成功，但现有的实用程序正在推翻这一概念。2014年4月，中央缅因州电力公司（Central Maine Power）返回PUC，要求重新设计电费，这将惩罚屋顶太阳能生产商。86幸运的是，缅因州公用事业委员会拒绝了中央缅因州电力公司提出的大量备用费和固定费用，以及有关智能电网协调员正在进行中87

荷兰人

落基山研究所称，荷兰已经建立了大规模分散能源市场（公用事业2.0的第二个重大结构性变化）的愿景：

“一家名为'Van de bron'（来自来源）的荷兰公司允许荷兰消费者查看附近是否存在太阳能，风能，热电联产或其他能源，并从那里购买能源。平衡服务由网络运营商提供。没有传统的零售商位于消费者和生产者之间。能量的产生变得与通过AirBnB的住宿或通过LyI的汽车一样可共享。“ 88

佛蒙特：实用程序2.0正在运行？

佛蒙特州的监管环境最接近许多公用事业2.0原则，但在很大程度上保留了对配电系统的公用事业控制权。尽管该州已经在15年内转向了这种新的实用新型，但最近的政策举措是由预计于2014年关闭的佛蒙特扬基核电站（该州提供35％的电力）关闭而引发的。

能源效率

1999年，该州的公共服务委员会向佛蒙特州能源投资公司授予了第一份能源效率公用事业合同。这项新计划将全州所有公用事业公司的能源效率投资集中到一个单一目的的实体中，以节省能源，即佛蒙特州。如监管援助项目中的图表所示，2013年，佛蒙特州是七个州的非公用事业部门能源效率计划管理者之一。89

随着时间的流逝，该机构提高效率的计划所节省的费用稳步上升，约占电力销售的2％。90

2007年，效率佛蒙特州成功地节省了足够的能源，这首次使总的能源销售下降，自那以后，能源效率公用事业公司一直保持着如此高的节能水平。自2000年以来，能源效率累计提供了12.3％的电力服务，有助于电力需求趋于稳定。91下图显示了佛蒙特州相对稳定的电力需求如何并未阻碍经济增长。92

综合规划

2003年，佛蒙特电气公司申请了30年内在佛蒙特州建造的第一条新高压输电线路的许可。尽管该项目于2005年获得许可，但“公共服务局（PSB）得出的结论是……通过较早的计划，可以通过成本更低的非传输解决方案来解决所涉及的可靠性问题。” 93

因此，成立了佛蒙特州系统规划委员会（由配电公司，公众和像效率佛蒙特州这样的能源效率供应商组成）来确定传输的替代方案，以满足电网可靠性的需求。立法机关对佛蒙特州法律进行了修改，要求佛蒙特州电气公司制定一项远程传输计划，并每三年更新一次。94

该委员会已经取得了显著成就。2011年，区域网格规划师ISO-New England将其确定为“佛蒙特州中部地区”。该州规划委员会在2013年进行的一项研究发现，分布式发电和能源效率正在缩小可靠性差距，将该项目从区域十年计划中删除，并为纳税人节省1.57亿美元的输电升级费用。95

分布式发电的标准报价程序

2009年，佛蒙特州议会通过了一项标准要约或“上网电价”计划，以鼓励小规模可再生能源的生产。该计划为生物质，风能，水力，垃圾填埋，农业甲烷和太阳能发电提供15至25年的合同。该程序最初具有固定价格和公开价格，总程序大小为50兆瓦（MW），且项目限制为2.2 MW或更小。

此计划的后续变更（2012年）将计划上限提高到了127兆瓦（占2008年高峰用电需求的11-12％）96，但将定价机制更改为反向拍卖，有利于适合规模最大的项目在帽下。由于每年的新装机容量限制为5兆瓦，因此每年仅开发2-3个项目，主要是由州外开发商开发的。97

到目前为止，该计划已产生39兆瓦的新型分布式可再生能源发电，其中75％来自太阳能，13％来自农场甲烷，其余部分则分配在水力，生物质和垃圾填埋沼气中。到2014年底，预计总装机容量将增至约45兆瓦。98

净计量与太阳能价值

佛蒙特州的净计量法于1997年通过，允许个人或公用事业客户群体使用500千瓦或更小的可再生能源系统抵消其能源使用。太阳能生产商在其净计量信用额中获得了“加法”，足以奖励他们每千瓦时20美分。

直到最近，净计量计划的上限一直是该州能源销售的4％，但是在最大的电力公司Green Mountain Power的支持下，该计划上限最近提高到了15％。“ Green Mountain Power充满信心，既可以鼓励分布式太阳能，又可以保持健康的财务效益，” 99因为太阳能是“对抗增加的输电成本的对冲；并作为在夏季需求激增时抵御昂贵的现货市场购买的保险” 100

绿山电力公司不是唯一受益于网络计量的佛蒙特州公用事业公司。佛蒙特州公共服务部副局长达伦·斯普林格（Darren Springer）说：“网表计量使佛蒙特州电力公司（VELCO）避免了2.5亿美元的输电线路升级。” 101

由于电力需求的差异，并非所有佛蒙特州公用事业公司都支持净计量。绿山电力在夏季（太阳能产量也达到峰值）的能源需求达到峰值，而其他佛蒙特州的公用事业在冬季的能源需求达到峰值。

最近提高的净计量上限还启动了净计量2.0利益相关方流程，以评估客户产生的电力在未来的公用事业中将如何在技术上和经济上发挥作用。102它还包括对“太阳能价值”的估计，其中公共服务董事会将每年审查“在2015年或更晚一年安装任何单个净计量表而产生的成本和收益”，以确保该政策对纳税人而言仍然是一个不错的选择。103

速率解耦

佛蒙特州在2000年代中期为其两个最大的投资者拥有的公用事业公司制定了部分脱钩政策。104与许多其他州一样，佛蒙特州已帮助这些公用事业公司与能源效率计划所节省的大量能源隔离。

概要

佛蒙特州混合了公用事业2.0政策，特别是脱钩，配电和输电计划的整合以及对能源效率计划的单独监督。它还有两项关键的能源民主政策-净电表和上网电价-在该国最雄心勃勃的政策中（以潜在负荷和高峰需求的百分比表示）。相比之下，与其他州相比，其可再生能源需求非常弱，显示出对分布式发电的更大依赖以实现可再生能源的增长。

佛蒙特州在通往效用2.0的道路上可能比大多数州（也许除了夏威夷或加利福尼亚州）走得更远，但监管模式在某些关键的结构性变化上还不够。配电系统始终牢牢控制着现有的公用事业，这与纽约改革能源愿景和其他机构所设想的独立配电运营商相去甚远。

另一方面，国家正在实现2.0电力系统的许多原理。其能效成就在全国名列前茅。2013年，将近15％的电力来自可再生能源，跻身国家领导人之列。它甚至具有能源民主的元素，因为净计量和上网电价计划的组合意味着分布式发电将满足该州最高峰值能源需求的25％，远远超过其他大多数州。

佛蒙特州绝对是一个值得关注的国家。

本文最初发布在ilsr.org上。要及时更新，请在Twitter上关注John Farrell或获取“民主能源”每周更新。

参考文献

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