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美國為什么老是停電?

2021-02-21 19:36  來源:國家電網(wǎng)報  瀏覽:  

得州又停電了。

10年前,得克薩斯州就一度因為電力缺口向墨西哥借電。

10年后,這個美國能源最豐富的南部大州,再次陷入無電可用的困局。

2月15日起,受冬季風(fēng)暴影響,得克薩斯州限電1650萬千瓦,超過400萬個家庭和企業(yè)在冬季忍受停水停電之苦,甚至有17人因天氣寒冷不幸喪生。與此同時,交易市場上的電價一度飆升100倍。

5天過去了,得州居民還是沒有等來曾經(jīng)熟悉的電力。社交網(wǎng)絡(luò)上,人們紛紛曬出結(jié)冰的洗臉池、凍壞的水管,甚至還有懷抱寵物蜷縮在床上取暖、拆卸門窗燒火取暖、燒雪水沖馬桶的心酸畫面。

亂相之下,一些以往很少被人注意的深層次問題漸漸浮出水面。從加州到得州再到路易斯安那州,從2003年美加大停電、2019年紐約曼哈頓大停電、2020年加州停電幾個月,再到2021年年初停電,作為全球唯一的超級大國,美國為什么總是停電?

危機!

電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)失衡

三大電源同時出現(xiàn)問題


先從發(fā)電的事說起。畢竟,這幾天,這方面的脈絡(luò)相對清楚些。
看兩張圖。彭博社展示的得州電網(wǎng)負(fù)荷與電網(wǎng)頻率曲線圖,足以讓全世界的電力從業(yè)者驚出一身冷汗。


2月14日晚,得州電網(wǎng)的負(fù)荷急劇攀升,到了15日凌晨,負(fù)荷卻斷崖式下降。與之相呼應(yīng)的是電網(wǎng)頻率在15日凌晨出現(xiàn)了較大波動。得州電網(wǎng)只能快速實施大面積非計劃停電,也就是俗稱的“拉閘限電”。隨后幾日,由于大面積停電,得州電網(wǎng)負(fù)荷一直保持比平日還低的水平。

兵來將擋,水來土掩。用電激增時,如果發(fā)電廠能及時增加供給,這條藍(lán)色曲線也能保持平穩(wěn)。但雪上加霜的是,得州的發(fā)電廠掉鏈子了。

首先出問題的是該州大出風(fēng)頭的風(fēng)電。

得州風(fēng)電近年來一舉超過煤電,成為第二大電源(占比23.8%),僅次于第一大電源天然氣發(fā)電(占比53.4%)。在風(fēng)力強盛的夏季,得州風(fēng)電甚至可以供給60%左右的電量。放眼全球,得州風(fēng)電也有理由驕傲:如果把得州當(dāng)做一個單獨的地區(qū)和世界各國(包含美國非得州區(qū)域)進(jìn)行比較,其風(fēng)電裝機容量排名第六。但在本輪寒潮中,許多風(fēng)機葉片結(jié)冰,致使產(chǎn)能腰斬,約4000萬千瓦機組無法正常運轉(zhuǎn)。

禍不單行。在風(fēng)電被“凍”掉一半的時候,得州發(fā)電的絕對主力天然氣發(fā)電也被“凍住”了——因天然氣管道運輸凍結(jié),導(dǎo)致天然氣供應(yīng)短缺。

最后,因發(fā)電穩(wěn)定而經(jīng)常充當(dāng)“壓艙石”的煤電在得州的占比已經(jīng)降至13.8%。一片冰封之下,煤電情況如何?目前看,也大概率受到了一定影響。得州州長格雷格·阿伯特就表示:受極端天氣和極端溫度影響,許多使用煤炭、天然氣或風(fēng)力發(fā)電的電廠無法正常運轉(zhuǎn)。在三大電源(總占比91%)都或多或少受到影響的情況下,大范圍拉閘停電也就不足為怪了。

必須指出的是,得州遇到的問題,很大程度上也是整個美國遇到的問題。
2020年,得州風(fēng)力發(fā)電首次超過煤電,而在全美,煤電在總發(fā)電中的占比降至24%。

長期以來,對于狂飆突進(jìn)的風(fēng)電,得州不僅毫無警惕,反而盲目樂觀——該州的項目開發(fā)商甚至建議未來接入電網(wǎng)的新一代發(fā)電設(shè)施中,風(fēng)能、太陽能以及大容量儲能電池要占到95%。不過,此次大停電后,相信得州乃至全美對新能源發(fā)展會有更加客觀、清醒的認(rèn)識。

救援?

沒有統(tǒng)一電力調(diào)度

沒有真正意義上的國家電網(wǎng)


在互聯(lián)的大電網(wǎng)中,像得州這樣的一個“省級電網(wǎng)”出現(xiàn)了供應(yīng)問題,并非沒有辦法挽救。因為,可以通過國家一級的電力調(diào)度來及時調(diào)劑余缺、相互支援。
但不幸的是,這在美國很難實現(xiàn),在得州更難實現(xiàn)。

首先,得州電網(wǎng)是一個孤立電網(wǎng),即所謂的“獨立性供電組織”(ISO)。

早在1996年,得州電力可靠性委員會就成為全美第一個獨立系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)。得州電網(wǎng)和外州沒有交流互聯(lián),僅通過直流(總?cè)萘?25萬千瓦)與Southwest PowerPool(SPP)、墨西哥電網(wǎng)相連。作為能源重鎮(zhèn),得州的外來電比例甚至僅為最大負(fù)荷的1.7%,真正處于“自給自足”的狀態(tài)。

這樣的“孤網(wǎng)”遇到危機時當(dāng)然就很難轉(zhuǎn)危為安。對此,美國的學(xué)者也有清醒認(rèn)識。得州農(nóng)工大學(xué)的謝樂教授、馬克·巴爾托教授、美國國家工程院院士Chanan Singh以及Efstratios Pistikopoulos教授在《休斯頓紀(jì)事報》發(fā)表文章,直言孤立于美國東部互聯(lián)電網(wǎng)和西部互聯(lián)電網(wǎng)的得州電網(wǎng),極端天氣條件下電力送出和受入大為受限,難以通過跨州輸電線路從互聯(lián)電網(wǎng)及時獲得電力供應(yīng)。

其次,美國沒有真正意義上的國家級電網(wǎng)。

美國在1996年4月以前實行的是由聯(lián)邦能源管理委員會(FERC)統(tǒng)一發(fā)電、供電、配送、管理的體系。但社會輿論抨擊該體系“壟斷性強”“缺乏市場競爭”“容易造成價格畸高”。于是,F(xiàn)ERC改弦更張,“減少政府插手、提高經(jīng)濟效率和可靠性,改善社會公平”。此后,F(xiàn)ERC只負(fù)責(zé)監(jiān)管各州電網(wǎng),而各州電網(wǎng)則不直接經(jīng)營發(fā)電和供電,而僅僅負(fù)責(zé)監(jiān)督、管理和規(guī)范本州發(fā)、供電企業(yè)的市場經(jīng)營行為。各州既可以組成跨州的“區(qū)域性供電組織”(RTO),也可以組建原則上只給本州供電的“獨立性供電組織”(ISO)。1996年8月21日,得州電力可靠性委員會(ERCOT)成立,成為全美第一個ISO。而北美總共有9個ISO/RTO。躊躇滿志的ERCOT甫一成立就將得州電力公司一拆為四,而在全美,則陸續(xù)誕生了3000多家電力企業(yè),包括私營企業(yè)、聯(lián)邦公營、市政公司、電力合作社等,大多各自為戰(zhàn)。

一方面是全球唯一超級大國、能源消耗第一大國,一方面是山頭林立、松散連接的美國電網(wǎng),這其中蘊含的巨大風(fēng)險早已被有識之士所察覺。早在2014年,美國前能源部部長、新墨西哥州州長比爾·理查德森就在Politico時政新聞網(wǎng)撰文指出:“美國的電力系統(tǒng)在過去100多年的發(fā)展過程中,形成了上百個互相隔離的區(qū)域性經(jīng)營者,而非我們所需要的綜合、協(xié)調(diào)的全國性電網(wǎng)。現(xiàn)在正是考慮建立全國性電網(wǎng)的時候,不僅僅是為了處理管理轄權(quán)之爭,還是為了使用新技術(shù)來最大化利用我們的能源。”
沒有真正意義上的國家電網(wǎng),沒有自上而下的統(tǒng)一電力調(diào)度,所以,面對“省級電網(wǎng)”大停電,即便是總統(tǒng)也只能宣布該州進(jìn)入緊急狀態(tài),而無電可救。這一點,在2020年的加州大停電中已經(jīng)暴露無遺。缺乏統(tǒng)一調(diào)度的電力市場,讓加州千金難買一度電——高溫高負(fù)荷下,鄰近各州也表示“沒有余糧”,不愿意賣電。

由此可見,面對危機,沒有統(tǒng)一、互聯(lián)的大電網(wǎng),就無法有效應(yīng)對、跨區(qū)域支援。如果一國之內(nèi),電網(wǎng)多而不強、強而不聯(lián),勢必會產(chǎn)生重大隱患。

反思

為什么美國沒有“保電”

不要求“保民生”?


過去這幾天,大停電之下的得州,發(fā)生的事情屢屢刷新國內(nèi)網(wǎng)友的認(rèn)知。
其一,電價暴漲100倍。
得州電網(wǎng)實時批發(fā)市場價格一度攀升至每兆瓦時1.1萬美元,而平時,得州電價每兆瓦時不到100美元。目前部分居民每日電費接近3000美元。一方面極度缺電,一方面是價格奇高,真正是“市場經(jīng)濟”。

其二,電力“雙城記”。

冰天雪地、寒風(fēng)瑟瑟中,居住更多低收入居民和有色人種的東部社區(qū)一片黑暗,凍死、凍傷的事件頻頻發(fā)生,而市中心和富裕社區(qū)的寫字樓、景觀燈卻徹夜長明。國內(nèi)媒體人感慨:“資本主義的現(xiàn)實如此骨感令人無語。”

其三,市長怒斥求助民眾。

科羅拉多市長甚至在社交網(wǎng)絡(luò)拋出觀點——“政府不欠你們的,供電公司不欠你們的,適者生存。政府不負(fù)責(zé)為你們提供援助支持……”

與國內(nèi)民眾熟悉的認(rèn)知——面對缺電應(yīng)該“保電”“保民生”相反,美國的拉閘限電優(yōu)先保障的是大企業(yè)、重要機構(gòu)的用電。

其實,這也不難理解——這與高度市場化的制度直接相關(guān)。

自掃門前雪的私營企業(yè)尋求利益最大化,平日沒有動力維護(hù)電力設(shè)施、增加備用容量,難時又把資本的逐利天性發(fā)揮到了極致。于是,絕對自由的市場調(diào)節(jié)帶來了成百上千倍的價格暴漲。這種看起來有些趁火打劫的“不厚道”操作早已不是新聞了——2019年、2020年夏季,炎熱干旱的得州電網(wǎng)都曾出現(xiàn)過9000美元/兆瓦時的超高電價。

為什么不會保障普通民眾的用電等民生需求?民選上臺反而怒斥民眾的科羅拉多市長,已經(jīng)說得很清楚了:“救援是社會主義國家才會做的事情。”而在社交媒體上,網(wǎng)友也指責(zé)說:一周前就知道要來風(fēng)暴,但他們不愿意花錢去充分準(zhǔn)備應(yīng)對。


一次暴雪,確實讓制度層面的問題暴露無遺。

目前,得州停電已經(jīng)進(jìn)入第五天,但誰該“管電”反而撲朔迷離。

休斯敦市長西爾維斯特·特納發(fā)推表示:“市政府并不能控制得克薩斯的電網(wǎng)。我們也不能監(jiān)督得州電力可靠性委員會。而監(jiān)督該委員會的責(zé)任,那是州長和州政府、州議會的事兒。”



得州州長格雷格·雅培也表示,私人運營商負(fù)責(zé)的環(huán)節(jié)出了問題,與州政府無關(guān)。他甚至下令對得州電力可靠性委員會開展調(diào)查。



處于風(fēng)口浪尖的的得州電力可靠性委員會則發(fā)布公告稱,因為能源價格近期上漲,又因為嚴(yán)寒天氣供不應(yīng)求,才導(dǎo)致本次危機。該委員會還暗指,拜登上臺后的一系列綠色新政導(dǎo)致化石能源價格上漲……

雖然怒懟民眾的市長已經(jīng)刪除發(fā)言并遞交辭呈,但缺電的問題似乎還沒有找到有效的解決辦法。

但愿,得州的民眾能早日迎來溫暖和光明。
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