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Bureau of Economic Geology, The University of Texas at Austin Renewable Technologies & RPS programs © Center for Energy Economics, UT-Austin. No reproduction, distribution or attribution without permission.

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  • Bureau of Economic Geology, The University of Texas at Austin

    Renewable Technologies & RPS programs 

    © Center for Energy Economics, UT-Austin. No reproduction, distribution or attribution without permission.

  • ©CEE-UT, 2

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    CEE Model (cents/kWh)

    9.0 7.210.2

    12.3

    35.1

    0.0

    5.0

    10.0

    15.0

    20.0

    25.0

    30.0

    35.0

    40.0

    Coal Natural gas Nuclear Wind Solar (CSP)

    Capital and O&M costs are based on EIA’s Nov 2010 report: http://www.eia.gov/oiaf/beck_plantcosts/index.html

  • ©CEE-UT, 3

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    What Is a Renewables Portfolio Standard?

    • A requirement on retail electric providers to supply a minimum percentage or amount of their retail load with eligible sources of renewable energy.

    • About 30 jurisdictions in the U.S. have an RPS program; no two are identical. But the following are common:– Penalties for non‐compliance– Renewable energy credit/certificate (REC) trading

  • ©CEE-UT, 4

    Gürcan Gülen, Ph.D.

  • ©CEE-UT, 5

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Some of the design differences…• Resource eligibility• Geographic eligibility• Trading of RECs• Renewable purchase targets and timeframes• Entities obligated to meet RPS, and use of exemptions• Treatment of existing renewable projects• Use of credit multipliers for favored technologies• Methods to enforce compliance• Existence and design of cost/rate caps• Compliance flexibility rules, and waivers from compliance• Compliance cost recovery

  • ©CEE-UT, 6

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    It has been a wind story so far

    *Renewable additions counted as occurring in an RPS state only if commercial operation began no more than one year before the first compliance year of the host state

    Total RPS-Motivated Capacity Additions (1998-2008)

    Solar1.5%

    Biomass3.3%

    Geothermal0.9%

    Wind94.3%

    Annual RPS-Motivated Capacity Additions

    0

    1,000

    2,000

    3,000

    4,000

    5,000

    6,000

    7,000

    1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

    Nam

    epla

    te C

    apac

    ity (M

    W) Solar

    Geothermal

    Biomass

    Wind

    Source: Galen Barbose, Lawrence Berkeley National Lab, presentation at the IAEE Conference, June 2009.  

  • ©CEE-UT, 7

    Gürcan Gülen, Ph.D.Actual wind installations compared to 20% Wind Report 

    Source: 2009 Wind Technologies Market Report, Energy Efficiency and Renewable Energy, DOE, August 2010.  Main authors are Ryan Wiser and Mark Bolinger from Lawrence Berkeley National Laboratory. 

  • ©CEE-UT, 8

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Biggest obstacles facing renewables

    • Transmission– Expensive– Siting resisted by various stakeholders– Questions about cross‐jurisdictional authority

    • Cost• Intermittency

  • ©CEE-UT, 9

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Green Power Superhighways

    Source: Green Power Superhighways, a joint publication of AWEA and SEIA, February 2009

  • ©CEE-UT, 10

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Current grid

  • ©CEE-UT, 11

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    In transmission queue

    Source: 2009 Wind Technologies Market Report, Energy Efficiency and Renewable Energy, DOE, August 2010.  Main authors are Ryan Wiser and Mark Bolinger from Lawrence Berkeley National Laboratory. 

  • ©CEE-UT, 12

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Regional differences in transmission queues

    Source: 2009 Wind Technologies Market Report, Energy Efficiency and Renewable Energy, DOE, August 2010.  Main authors are Ryan Wiser and Mark Bolinger from Lawrence Berkeley National Laboratory. 

  • ©CEE-UT, 13

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Increasing price of wind

    Source: 2009 Wind Technologies Market Report, Energy Efficiency and Renewable Energy, DOE, August 2010.  Main authors are Ryan Wiser and Mark Bolinger from Lawrence Berkeley National Laboratory. 

    Bundled price of power & RECs; after PTC & grants

  • ©CEE-UT, 14

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Regional price differences

    Source: 2009 Wind Technologies Market Report, Energy Efficiency and Renewable Energy, DOE, August 2010.  Main authors are Ryan Wiser and Mark Bolinger from Lawrence Berkeley National Laboratory. 

  • ©CEE-UT, 15

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Reduced competitiveness in most markets

    Source: 2009 Wind Technologies Market Report, Energy Efficiency and Renewable Energy, DOE, August 2010.  Main authors are Ryan Wiser and Mark Bolinger from Lawrence Berkeley National Laboratory. 

  • ©CEE-UT, 16

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    REC prices matter in few markets

    Source: 2009 Wind Technologies Market Report, Energy Efficiency and Renewable Energy, DOE, August 2010.  Main authors are Ryan Wiser and Mark Bolinger from Lawrence Berkeley National Laboratory. 

  • ©CEE-UT, 17

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Texas added a lot of wind• ~9 GW of new renewables capacity since 2000 –much greater than RPS targets

    • Top reasons for rapid expansion– Federal PTC– Availability of high quality wind resources– Competitive market design:

    • REC tracking easy due to ERCOT metering for settlement• Ease of transmission siting & interconnection, and cost uplift• Non‐discriminatory access to the grid• Natural gas on the margin

    – State’s tax abatement policies implemented by host municipalities. 

    Source: Lessons Learned from REC Trading in Texas, CEE‐UT, December 2009, http://www.beg.utexas.edu/energyecon/transmission_forum/tf.php

  • ©CEE-UT, 18

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Mostly away from load centers

    Source: PUCT (http://www.puc.state.tx.us/electric/maps/index.cfm) 

  • ©CEE-UT, 19

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Considerations Going Forward• Expansion of transmission 

    – Negative zonal bidding: ‐(PTC+REC) lowest bid– Cost of CREZ projects– Delays in CREZ development  private lines– Priority dispatch not consistent with open access– Capacity conversion factor calculation

    • Reliable integration of more wind into the grid and its impact on other fuels

    • Diversifying renewables (solar, biomass, etc.)• Federal RPS (could create new markets for excess RECs in Texas)Source: Lessons Learned from REC Trading in Texas, CEE‐UT, December 2009, http://www.beg.utexas.edu/energyecon/transmission_forum/tf.php

  • ©CEE-UT, 20

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    CREZ and transmission lines

    Source: PUCT (http://www.puc.state.tx.us/electric/maps/CREZ_Map_Attach_A.pdf) 

  • ©CEE-UT, 21

    Gürcan Gülen, Ph.D.Balancing Market Prices

    April 26, 2009

    MCPE ($/MWh)

    ‐40

    ‐30

    ‐20

    ‐10

    0

    10

    20

    30

    40

    1:002:0

    03:0

    04:0

    05:0

    06:0

    07:0

    08:0

    09:0

    010

    :0011

    :0012

    :0013

    :0014

    :0015

    :0016

    :0017

    :0018

    :0019

    :0020

    :0021

    :0022

    :0023

    :00

    HoustonNorthSouthWest

    Negative price intervals (West)

    2006 76

    2007 338

    2008 4894

    2009 3069

    2010 3477 (as of Oct 31)

    For a detailed discussion, see “Wind and Energy Markets: A Case Study of Texas” by Ross Baldick, USAEE Dialogue, Vol 18 No 2, dialogue.usaee.org

  • ©CEE-UT, 22

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Impact of Wind – Peak Summer ‘09

    Source: ERCOT data as presented by PUCT Chairman Smitherman, “Public Priorities and the Role of Competition” (KEMA’s 21st Executive Forum, March 30, 2010).

  • ©CEE-UT, 23

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Impact of Wind – Peak Summer ‘13

    Source: ERCOT data as presented by PUCT Chairman Smitherman, “Public Priorities and the Role of Competition” (KEMA’s 21st Executive Forum, March 30, 2010).

  • ©CEE-UT, 24

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Impact of Wind – Typical Spring ‘09

    Source: ERCOT data as presented by PUCT Chairman Smitherman, “Public Priorities and the Role of Competition” (KEMA’s 21st Executive Forum, March 30, 2010). 

  • ©CEE-UT, 25

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Impact of Wind – High Wind ‘13

    Source: ERCOT data as presented by PUCT Chairman Smitherman, “Public Priorities and the Role of Competition” (KEMA’s 21st Executive Forum, March 30, 2010). 

  • ©CEE-UT, 26

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Few observations on load profiles

    • Wind generation does not match peak load well

    • Wind generation does not match seasonal demand well

    • Wind is most available during “valleys” opportunity for charging EVs (a convenient way to store electricity)

    • But, will consumers charge at night?

  • ©CEE-UT, 27

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Source: DOE

  • ©CEE-UT, 28

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    SG funding issues

    • ARRA funding shortfalls– In August, $3.4 billion worth of SG projects were at risk of not getting funding since they may not finalize their contracts with DOE, suppliers and utilities and/or filings with regulators by the fiscal year deadline. 

    – only $8 billion out of $35 billion appropriated was spent by the Sep 31 deadline (although $33 billion has been awarded).

  • ©CEE-UT, 29

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Issues with SG projects• PUCs review cost implications more closely (e.g., BG&E case)

    • Some consumers took utilities to court for cost increases (e.g., PG&E)

    • Xcel Energy’s Smart Grid City ended up with higher costs than predicted

    • Installed meters not standard within grids; do not communicate with all in‐house devices

  • ©CEE-UT, 30

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    Which SG applications?• To fully realize SG benefits from small consumers, need– Standards in smart meters and in‐home devices (seamless communication)

    – Making it easier for consumers (phone apps?)– Time differentiated pricing

    • Without these, we should probably leave small consumers alone (for now) and focus on T&D applications of SG.

  • ©CEE-UT, 31

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    In closing• It will be difficult to build more wind until

    – CREZ lines are built– Credit market (economic) conditions improve– Reliability  and other generators’ concerns are addressed

    • PTC will remain necessary, especially in a low natural gas price environment

  • ©CEE-UT, 32

    Gürcan Gülen, Ph.D.

    In closing• It will be difficult to build non‐wind alternatives without additional incentives/mandates– All such bills failed at the 2009 TX legislature mostly due to high cost concerns

    – Many other states has solar and/or DG set‐asides