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充裕性而非额外性将满足AI的能量需求

2024-10-15 09:59:40 英文原文

作者:Alex Trembath

美国的电力消费首次在几代人的时间里出现了增长。尽管在过去十年里,诸如太阳能和风能等低碳技术取得了令人印象深刻的扩展,但许多观察家担心,所有这些新的需求将“为更多的化石燃料生产提供一线生机”,正如参议员马丁·海因里希所说。把它放上去.

对此,一些政策企业家提出了被称为“增量性”的新型监管要求来处理新的电力负荷来源。首先被提议用于电解氢额外性标准要求补贴的氢气生产商直接从新建的低碳发电厂获取电力;在9月份的一篇Heatmap文章中,Brian Deese和Lisa Hansmann指出提议的类似要求对于新的人工智能。而当他们专注于AI数据中心时,两人认为额外性“是一个可以扩展的模型,用于解决其他面临日益增长能源需求的部门的问题。”

有一些附加性标准确实有其价值,特别是对于那些希望降低自身排放量的商业客户。但我们应该对将这些要求写入政策持谨慎态度。严格的联邦附加性规定会抑制新产业的投资和电气化,通过分割供应与需求来降低电网效率,并可能成为轮换政府官员推行自己关于哪些需求或供给来源符合标准观点的工具。电网和国家需要一个促进能源充裕的监管框架,而不是负担沉重的附加性规则。

经过几十年的终端使用效率改进、制造业外包以及转向其他变化之后,较少依赖材料的经济形势下,一系列新兴因素正在推动电力需求再次上升。一方面,国家正在将个人车辆、家庭供暖电气化,并可能在未来不远的将来通过政策和商业投资的结合,也将工业过程如钢铁生产进行电气化。长期以来被视为边缘燃料的氢气正吸引着实质利益技术革新正带来全新的电力负荷来源——对计算能力要求极高的人工智能就是其中之一。最直接的例子不仅包括大规模关键矿物提炼,还包括如替代蛋白质培养和水产养殖等室内农业。

近年来,清洁能源似乎不可阻挡地走在了主导电力行业的道路上。在美国,燃煤发电正陷入长期衰退,而天然气电厂和太阳能及风能农场变得更具竞争力。同样,在有风或阳光充足的情况下,灵活的天然气发电也越来越被可再生能源挤占市场空间。这些趋势在稳定的电力需求背景下持续存在。然而,即使部署速度加快,低碳电力供应可能无法跟上出人意料强劲的需求增长。公用事业公司和大型企业满足这一需求的最明显(尽管并非唯一)方式通常是通过新的或现有的天然气容量甚至有一些煤电厂推迟了退役。据报道以应对日益增长的需求和可靠性问题。

鉴于煤炭和尤其是天然气的持久竞争力,对于氢气生产来说,某种形式的额外性要求可能是有意义的,因为氢气不仅是一种新兴的电力负荷,而且本身就是一种新型燃料。仅仅在现有的燃煤或燃气电厂安装电解槽就可以制备氢气,但从生命周期的角度来看,这会导致更高的碳排放量,即使它最终消费中取代了天然气或石油等化石燃料也是如此。即便如此,许多专家警告说,过于严格的额外性标准对于这个阶段的氢气来说是过度设计了,和可能会在该行业尚处摇篮期时将其扼杀.

同样,大型企业实体和电力客户为其自身运营采用额外性要求可以增强对所谓“清洁稳定”发电(如核能、地热能以及配备碳捕获技术的化石燃料)的投资。仅在过去的一个月里,谷歌公司宣布了计划支持新建小型核反应堆,微软公司宣布了计划从已关闭的三里岛发电厂购买电力,该电厂因1979年的熔毁事件而闻名,但实际上直到2019年才关闭。三里岛的每兆瓦时100美元的价格标签几年前还不可想象但现在却很有吸引力。

注意微软在这里试图解决的问题:缺乏丰富、可靠的电力供应。过时的技术许可, 繁重的环境审批程序,和 其他监管障碍正在阻碍可再生能源、先进核能、增强型地热技术以及低碳能源的部署。额外性并不能解决这些问题。当然,迪西和汉斯曼提出为“经过验证的额外性的低碳发电”设立一个专门的快速审批流程,以满足新的AI负载需求。然而,这应该是主要的努力方向,而不是事后补救措施。双方之间的争论集中在清洁氢税收抵免的额外性规定这便是例证。税收抵免的规定将在一月(可能)最终确定,但针对这些规定已出现了诉讼的迹象。将这一有争议的额外性要求扩大到广泛的应用场景中将会更加具有争议性,并且无法解决数据中心公司真正关心的数据短缺问题。关于额外性的讨论是一种分散注意力的行为,使政策制定者和工作人员的努力被误置。

用一个监管丛林取代另一个监管丛林只会导致僵局。我们应该努力减少繁琐的规章制度,而不是增加它们,加快能源转型,并促进资源丰富。

具有如此广泛要求的情况下,未来的政府如何阻止它们扩展以涵盖电动汽车充电、电弧炉炼钢、替代蛋白生产或其他任何政治上不受青睐的新需求来源?第二个特朗普政府能否利用补充性原则来惩罚科技行业的政治对手?哈里斯政府能否做到同样的事情?如果未来的一个政府维持对新负荷源的补充性标准,但要求电力必须来自化石燃料而不是低碳能源呢?

零和监管合同在电力供应和需求方之间不仅有可能沦为基于党派利益分配恩惠的工具——它们已经是这样的工具了。两份模型立法草案在美国立法交流委员会7月会议提出的一项议案要求公用事业委员会优先考虑可调度发电,并正式 discouraging 间歇性可再生能源如太阳能和风能。其中一个提议建议依靠各州总检察长延长面临退役的燃煤电厂的寿命。注:discouraging一词在中文中通常不直接翻译,根据上下文可以理解为“限制”或“反对”,这里保留原文结构,实际翻译时可根据具体语境调整。

这些提案在今年没有取得进展,但推动它们背后的动力很可能并未耗尽。无论人们如何评价间歇性发电与稳定供电的相对优劣,ALEC的提案展示了像附加性这样的规定是多么容易被操纵,以及依赖行政裁量而非普遍实用规则所带来的风险。

这并不是电力网络应有的运作方式。电网,如果不是完全意义上的公共产品,也至少是一个共享的公共资源,为大大小小的客户提供必要的服务。房主在购买电动汽车或用电动热泵替换燃气锅炉时,并不需要与供应商签署额外合同。每个人都明白,如果要求这样做,将会减缓电气化和对新行业投资的速度。对于企业客户和新型负荷来源也是如此。

面对AI、氢能源、核能、地热和可再生能源行业的真实问题是无法建设。有超过足够的清洁能源发电设备排队等待进入系统——总计2.6太瓦特截至最后一次统计根据劳伦斯伯克利国家实验室的数据。然而,不幸的现实是,只有五分之一的项目能够通过——这些项目仅占等待连接容量的14%。尽管如此,在未来几年内,这总计大约为360吉瓦的新能源发电量,远远超过来自人工智能数据中心的预测需求。技术许可、审批、并网和传输方面的障碍是主要瓶颈。

放弃增加性要求并放宽对技术许可和审批的监管限制是否会如Deese和Hansmann警告的那样,增加新旧化石燃料产能的商业可行性?也许在某些方面会。但是从可预见的未来来看,受监管要求影响最大的能源项目和基础设施将是低碳项目。2023年新增排队项目的80%以上是电池、太阳能和风能项目。与此同时,石油和天然气得益于《》中的范畴排除规定国家环境政策法,而低碳技术则受到更严格的标准限制(尽管最近通过了三项许可法案已经通过众议院包括一个豁免新地热项目这些要求的规定。

考虑一下40%的项目受通胀削减法案支持的项目陷入了延迟。据称有840亿美元的经济活动只是等待相关文书工作理清楚。金融时报额外要求是需要额外检查的事项,几乎必然会导致额外的延迟。许可制度改革使这些要求变得多余且没有必要,对于一个更清洁的未来而言是不必要的。

这突显了严格追加性要求与清洁能源充裕之间或许最根本的冲突。确保每一项新政策和每一个新的需求来源都能绝对避免新增任何化石燃料消费或排放,在长期内将对全球脱碳产生反作用。天然气在美国仍然在边际上减少排放。在过去十年中,当天然气价格上涨时,煤炭发电量就会增加打了勾或标记了上去,表明所谓的“天然气桥梁”尚未到达终点。即使是激进的脱碳情景现在也预计天然气将在能源结构中持续存在一段时间。重要的天然气作用在未来几十年里。从长期来看,如果下一代碳捕获技术证明是可扩展的,天然气发电厂可能会被证明与丰富的低碳电力系统完全兼容。

美国是世界能源技术研究、开发和示范的实验室。如果这里的政策限制边缘化石燃料消费,导致国内低碳技术的投资和规模化受阻——正如当前的许可规定已经造成的影响以及提议的额外性要求将会产生的影响一样——那么我们将不仅会减缓美国的脱碳进程,还会阻碍我们向国外出口经济实惠且可规模化的低碳技术的能力。

环境进步的最可靠途径是加速前进。为了实现这一目标,我们需要能够迅速部署清洁能源解决方案的过程。加快技术许可、快速推进联邦基础设施审批以及寻找更快更合理的互连机会应放在首位。

真正的解决方案在于建立一个能够让能源丰富繁荣的监管环境。为清洁能源的发展扫清道路,我们可以实现一个能源既经济又可靠且丰富的未来——一个美国在脱碳和经济增长方面都处于领先地位的未来。是时候停止设置障碍并开始加速进步了。

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摘要

美国的电力消费首次在几代人的时间里开始增长。尽管低碳技术如太阳能和风能在过去十年中有了令人印象深刻的扩展,但许多观察者担心所有这些新增需求将“为更多的化石燃料生产提供生命线”,正如参议员马丁·海因里希所说。一方面,国家正在通过政策和商业投资的结合来实现个人车辆、家庭供暖等领域的电气化,并且在未来不太遥远的时间里可能会对钢铁生产等工业过程进行同样的电气化改造。如果未来的政府对新的电力需求源保持增加性标准,但要求这些新增电力来自化石燃料而非低碳能源又会怎样?电力供应和需求之间的零和监管合同不仅仅有风险地成为基于党派关系分发好处的工具——它们已经成为了这样的工具。环境进步最确定的道路在于加速前进。