標普全球(S&P)的數據顯示,德州已計劃或在建的光伏產能為27457MW。到目前為止,約占該州所有計劃裝機容量的一半,德州已成為美國對光伏發電需求最大的州。目前該州已有400MW的Roadrunner太陽能發電項目,300MW在運及250MW即將投產的西部Prospero太陽能項目,加之穩健發展的風電以及如火如荼的儲能,有望在2020迅速重塑德州的能源格局。
企業簽訂購電合同推動光伏增長
截至7月31日,德州電力可靠委員會(ERCOT)公布的市場主體中,計劃參與市場的光伏裝機容量總計為75322 MW。盡管這些項目中有許多具有高度投機性,但大部分光伏項目依托的是企業用戶簽訂的購電合同,例如星巴克公司投資Cypress Creek Renewables公司的六個光伏電站。
德州累計簽訂的企業購電合同的發電容量居全美之首,截至4月,簽約的可再生能源發電容量剛剛超過8600 MW。盡管受到疫情影響,2020年德州企業簽訂購電合同趨勢有所放緩,但包括星巴克,谷歌、荷蘭皇家殼牌和埃克森美孚等公司均已簽訂了光伏裝機合同。
LevelTen Energy公司的技術銷售經理Will Jolley指出,這些電力交易以穩定的長期電價利好許多企業,并推動了后續光伏項目的發展。他說,“對于承購企業而言,投資可再生能源是凈現值大于零的好項目,也能更經濟地實現其利用清潔能源的目標。”

圖一 德州各類電力裝機容量情況
政策與市場環境利好光伏投資
在美國大多數風、光資源豐富的州,政府都制定了配額制來促進可再生能源投資,但德州政府卻劍走偏峰,該州早已實現“2025年達到10000MW可再生能源裝機容量”的目標,政策制定者并未再制定類似的激勵政策。
目前,德州的可再生能源買家和供應商正充分利用聯邦投資稅抵免政策,但未來兩年內,這項政策將逐步取消。ERCOT最新的項目所有者和開發商清單顯示,到2022年底,風能和太陽能的總發電能力有望達到近53100MW,較2020年初翻了一番還多,目前金融機構的保證金已支付了計劃新增一半以上的光伏項目(13547MW)。
咨詢公司IdeaSmiths LLC的創始合伙人Joshua Rhodes在最近發表的一項研究中發現,光伏發電項目將在未來幾年為德州農村的土地所有者和鄉鎮帶來數十億美元的資金。他說,“德州吸引了很多光伏開發商,因為這里是最開放,進入門檻最低的市場之一。”
歷史上,在本世紀初德州曾因風電裝機容量大增,但輸電網建設跟不上造成大量棄風,后來州政府通過了“競爭性可再生資源區計劃”,該計劃投資了約70億美元進行輸電基礎設施建設(CREZ項目)。到2014年,這項輸電網擴建計劃大大緩解了德州的棄電問題,供電能力可達18.5 GW。
Rhodes說,“所有人都可以加入德州電力市場,這里不僅有本地資源,作為輸送通道的電網也比其他地方都通暢得多。”

圖二.德州電力市場已投產和預計投產的光伏和風電裝機容量
煤電時代或將結束
另一方面,IEEFA報告指出,德州的光伏熱潮將對該州的現有電力資源結構產生深遠影響,煤電則首當其沖。預計近期新增的光伏將替代約14000MW的煤電產能。
報告指出,今年六月,光伏發電已多次滿足白天電力需求的4-5%。基于光伏發電的低成本,以及德州電力市場僅有能量市場,只需為電量付費的單一制電,光伏發電將持續占據市場份額。但代價在于,煤電由于邊際成本較高,有可能退出市場。
S&P 的能源研究主管Steve Piper強調,德州有5000 MW至10000 MW的新增光伏裝機。“這一容量非常大,足以真正顛覆整個ERCOT市場”,他說,盡管在過去的幾個夏季,德州市場的備用容量有限,且一度緊缺,但增加太陽能可以緩解這種壓力,并降低傳統發電的“稀缺價格”。
IEEFA分析師Dennis Wamsted指出,過去10年中,盡管美國的光伏裝機容量增長了近4,000%,但在ERCOT的增長甚至更快,裝機容量從2010年的15MW增加到2019年底的2281MW,這一數字增長了15107%。他說,“ERCOT今年的光伏裝機容量可能會以類似速度增長,到2020年底裝機容量預計將超過5800MW。當所有新增光伏進入市場,將替代部分市場份額,首先是煤,其次是天然氣”。

圖三.德州在運的發電項目所有商
Vistra是德州最大的煤炭和天然氣發電商,也是主要的零售電力供應商,它也正在投資可再生能源和儲能項目,包括180MW的Castle Gap太陽能項目。該公司總裁兼首席執行官Curtis Morgan認為,隨著電力部門逐漸擺脫化石燃料的使用,德州需要更多的可再生資源來滿足該州的能源需求。
“光伏+儲能”共同顛覆德州市場
未來幾年,德州煤電和天然氣發電的命運還將取決于儲能技術的進展。許多科研人員正在研究光伏+儲能技術,到2021年底,ERCOT的電池容量可能會增加到大約1100MW,是2020年初的約10倍。如果儲能有相當一部分投運,它將進一步減少燃煤電廠的運行時間并縮短其退役時間表。
Wamsted說,如果德州明確了未來幾年的儲能的市場規則,那么2024-2025年將是燃煤發電真正的末日。Piper也認為:“即使煤電能夠以某種方式度過光伏的沖擊,他們也將無法幸免于儲能的沖擊。”