可持续的微电网是清洁能源的未来

 
在美国各地，可持续的微电网正在成为应对气候变化和日益常见的自然灾害的重要工具。在飓风，地震和野火袭击之后，该国许多地区的传统能源网都在努力保持电力流通，造成停电，这减慢了当地经济的发展，最终危及生命。
微电网(旨在在紧急情况下独立于更广泛的电网独立运行的电力装置)已经存在了数十年，但是直到本世纪初，微电网几乎完全依靠化石燃料发电。尽管太阳能电池板和电池存储成本又花了20年的时间才能下降到足以使真正的可持续微电网成为经济现实，但最近的兴趣和安装激增表明它们已经达到拐点，并且很可能成为未来清洁能源。
以圣塔芭芭拉(Santa Barbara)为例，统一学区在11月一致投票通过，拨款超过500,000美元，用于为该县各地的学校研究和设计微电网装置。清洁联盟的初步评估确定了18个学校场所中超过15兆瓦的太阳能发电潜力。
这些太阳能加电池存储的微电网将大大增强所选学校在自然灾害或停电期间为社区服务的能力，例如加利福尼亚的PG&E电力公司在去年10月影响了成千上万居民的学校。这些场所将提供一个场所，以协调基本的紧急服务，储存易腐烂的食物，并在遇险时为居民提供照明，电源和连通性。
预计将于6月份完成对微电网装置的可行性研究，虽然初步估算的最终成本约为4,000万美元，但长期电力购买协议(PPA)将使学区免费设置场地并付费随着时间的流逝，将通过其正常的电费单-成本不超过电网功率。随着可再生能源发电成本的持续下降，此类协议直到最近几年才在经济上可行，并且是微电网繁荣的主要推动力。
1月底，Scale Microgrid Solutions从投资公司Warburg Pincus获得了3亿美元的资金承诺。如今的微电网通常是根据各个客户的独特规格进行设计和安装的。 Scale Microgrid Solutions却提供了模块化的微电网基础设施，该基础设施是使用将太阳能和电池存储与控制设备以及备用气体发电相结合的运输集装箱建造的。
这些模块可加快部署速度，并为寻求价格在1500万美元范围内的微电网功能的客户或机构提供可行的选择。第一个模块化微电网于2019年5月启动，由Generate Capital提供资金，Generate Capital是一家专注于先进的清洁能源技术投资的融资公司。
同时，在该国的对面，连续的灾难已经证明了波多黎各太阳能加储能微电网的价值。 2017年，玛丽亚飓风灾难性地破坏了美国境内的集中式电网，并使许多人停电一年以上。
由落基山研究所，救助儿童会和Kinesis基金会资助的一个项目在该岛中部山区的10所学校安装了太阳能+电池存储微电网，旨在为现场图书馆，厨房和水泵提供能源无限期停电。这些安装工作已于2019年12月完成，就在一月开始的一系列地震危及该岛已经疲弱的经济复苏之前几周。 RMI岛能源计划告诉Microgrid Knowledge，虽然几个站点周围的电网电量下降，但微电网仍继续成功运行并提供关键服务。
微电网不仅仅局限于学校。几个社区也正在连接安装在其房屋上的太阳能和存储系统，使用逆变器和控制器，这些逆变器和控制器在最近几年才变得高效且价格合理，以创建“社区微电网”，在参与者之间共享电力，以补充或替代电网能源。 。
1月，澳大利亚初创公司Relectrify获得了450万美元的A轮融资，以继续完善其逆变器和电池管理技术，从而将电池寿命延长多达30%，同时降低运营成本。电动化技术还允许电动汽车的大型电池(包括特斯拉广受欢迎的产品)在它们不再足够可靠地用于电动汽车后被重新利用，从而打开了大量的二手电池池，可用于不断增长的微电网存储需求。
诸如此类的程序之所以具有吸引力，不仅是因为它们提供了弹性和独立于通常由化石燃料产生的电网的能力，而且还因为它们越来越成为能源消费者的廉价选择。波多黎各的住宅零售能源价格在2019年高达27美分/千瓦时(kWh)，而在良好条件下，家用太阳能加电池存储系统的计算成本下降至24美分。
根据研究公司Wood Mackenzie的数据，在过去的十年中，太阳能装置的成本下降了90%。同时，气候变暖和相关自然灾害的早期影响已经开始对已经努力跟上常规维护和需求增长步伐的美国能源基础设施造成巨大损失。受影响的社区已经看到了微电网的价值，并竞相采用微电网，即使许多大型公用事业提供商希望依靠依赖老化的集中式电网的天然气或其他部分解决方案。
这些早期的可持续微电网的最大影响可能超出了它们为附近居民提供的应急电源。它们为社区和能源消费者提供了一种根本不同的方式来思考如何生产和使用电力。在社区微电网系统中，居民与他们的能源有着切实可行的联系，并被要求与朋友和邻居一起控制他们的能源需求，以便有足够的余地。
这种系统与当今的电网形成了鲜明的对比，在常规电网中，通常要求高峰用电设施燃烧一些对环境最有害的燃料，以适应几乎没有社会或技术限制的需求。可持续的微电网终于可以真正负担得起，并且在此过程中开始改变我们对能源消耗和弹性的思考方式。