一場暴風雨,讓美國得克薩斯州陷入大停電狀態(tài),全國約500萬人口無電可用。
不僅如此,由于當地電力市場和電價高度市場化,在出現嚴重供不應求的形勢下,電價漲得異常離譜。
批發(fā)電價從平時約10美分/千瓦時(約合0.645元人民幣/千瓦時),飆升近100倍,至9美元/千瓦時(約合58元人民幣/千瓦時)左右,加上擁堵費等,部分地區(qū)達到12美元/千瓦時。天然氣價格則由日常約8.5美分/立方米(約合0.55元人民幣/立方米),飆升近170倍,至14.26美元/立方米(約合92元人民幣/立方米)。
德州電網ERCOT批發(fā)電力價格的從1月到上周末的走勢圖
一度電58元,一立方天然氣92元,形同噩夢。比這更可怕的是,許多人還無電可用,無氣可燒。
于是批評聲不絕于耳。甚至有人攻擊被冰凍住的風機是該州停電的罪魁禍首。德州州長阿博特(Greg Abbott)聲稱,風電和太陽能關閉造成該州目前電力匱乏的局面,兩者占該州電力10%以上,表明化石燃料是必要的。
事實上,經過廣泛的采訪和研究,我們認為,德州此次大停電事件,恰恰說明需要加速發(fā)展可再生能源,以及電網大范圍互聯的重要性。
針對此次事件,全球電力市場泰斗、哈佛大學電力政策組研究組長、哈佛肯尼迪政府學院霍根教授(William W. Hogan)對「能見」表示:“It is too early to provide a full diagnosis. Clearly this was a very bad situation caused by an unusual weather situation. Unlike the usual analysis where we have high demands and random outages of generation, this was a “common mode” failure where everything happened at once. So it is not clear what could have been done in advance to avoid the worst consequences. The possibilities are many, including the possibility that this is so rare that there it would be too expensive to do anythingother than endure the problem once in a generation. ”
翻譯過來是:(現有信息條件下)作全面診斷還為時過早。顯然,這是一個罕見氣象條件造成的非常惡劣的情況。不同于通常的分析套路,也就是所謂的“我們碰見了高負荷需求和隨機中斷的發(fā)電”一類的范式,(我認為)這其實是一個“正常形態(tài)”的失效模式,即當一切(壞情況)同時發(fā)生,(事情就會發(fā)展成這樣)。因此,現在也不好說還有什么事先的措施可以避免最壞的后果。可能的方案很多,其中包括這樣的方案:這種情況是如此罕見,以至于相比于一代人一生忍受一次的損失,任何其他的解決方案花費都太高了。
后面這句話,我用許多人能聽懂的語言總結一下——你是愿意一生挨一次凍,損失一次,還是原意付出高昂的代價,避免這次損失。
美國另一位能源專家對「能見」分析說,德州目前的發(fā)電系統可靠性和經濟性是權衡的結果,并未按百年不遇自然災害來設計準備,理論上風電、天然氣管線以及其他發(fā)電設備都可以加防凍處理,但是要增加成本,而南方自然不會為百年不遇的小概率事件增加成本。
德州大部分地區(qū)屬溫帶氣候,其中南部一些地區(qū)為亞熱帶氣候。從氣候、溫度等方面看,與福建、浙江、廣東、廣西等我國南方省份相似,冬天很少下雪。
你能想象廣東出現下面這種情況嗎?
當然,極端氣候歸極端氣候,這種情況也并非完全沒有應對之道,或者完全可以將損失降到最低。
事實上,造成德州這次大停電事故最主要原因,恰恰是其電網孤立問題。這是人為造成的,可以說是天災人禍。
美國目前擁有三大電網,分別是東部電網、西部電網和德克薩斯州電力可靠性委員會(ERCOT)。美國《華爾街日報》報道說,德克薩斯州經營著自己的電網,使其成為唯一一個不受美國聯邦管轄的電網,ERCOT獨立運營,供給德州約90%電力,其他兩大電網無法為ERCOT供電。
這種方式讓德州可以逃避聯邦法規(guī)對電力公司的管制,讓電網行業(yè)自律發(fā)展,其結果是電力公司降低成本打價格戰(zhàn),而疏于維護設施,因而喪失在極寒天氣下運轉的能力。
德州僅通過一個345kV電網通道與美國區(qū)域電網運營商西南電力聯營公司(SPP)互聯,聯系非常薄弱。德州當自己供給能力不足時,無法及時得到外部支援供給,所以只能采取切負荷、限電等不得已措施。
其實某種程度上,德州大停電事故背后也是價值觀問題。
在遇到自然災害情況下,中美兩個國家應對的問題價值觀有很大差異。中國將保電上升到政治高度,這是一個不容有失的民生工程。為此,電網企業(yè)甚至不惜付出高昂的代價。
如果中國出現這種情況,政府和企業(yè)講政治,優(yōu)先保障居民和必要的醫(yī)療等不可中斷用電,而美國則是高度市場化,價高者得,不會去優(yōu)先保障居民用電。
在處理此次居民用電訴求時,德州當地一位官員就因為這種價值觀惹了眾怒。在出現大停電事故后,德州科羅拉多市市長蒂姆·博伊德(Tim Boyd)在社交媒體上說,“沒有人虧欠你或你的家人什么東西;地方政府也沒有責任在這樣的困難時期支持你們!是沉是浮是你們的選擇!市和郡,以及電力供應商或任何其他服務商不欠你們任何東西!我厭倦了人們尋求那些該死的施舍,這讓我火冒三丈?!?
也有當地官員將問題歸咎于電源。如果非要歸咎電源不可靠,風電也并非最主要原因。2020年,天然氣發(fā)電廠發(fā)電量占德克薩斯州總發(fā)電量的40%。風力發(fā)電以23%的比例位居第二,其次是煤炭,占18%,核能占11%。而在這次暴雪嚴寒中,德州近三分之一的發(fā)電機組無法工作,包括2600萬千瓦受到天然氣供應中斷而無法發(fā)電的燃氣發(fā)電機組,因嚴寒被凍住的400萬千瓦的風電機組等。
美國《華盛頓郵報》指出,清潔能源只造成了13%的電力中斷,且正在提供全州25%的能源。
事實上,我們現在已經不需要討論要不要發(fā)展風電、太陽能等可再生能源,而是應該注意,如何避免越來越多的極端氣候,以及在未來高比例可再生能源時代,如何避免這種極端氣候可能帶來的影響。
越來越頻發(fā)的極端氣候,是由化石能源大規(guī)模發(fā)展導致的全球氣候變暖造成的,這已經是世界性共識,不需要再去討論。避免極端氣候最主要方式之一,就是要大規(guī)模發(fā)展可再生能源。
這就是為何去年9月我國面向全球宣布,2030年前實現碳排放達峰、努力爭取2060年前實現碳中和,并在12月聯合國“2020氣候雄心峰會”上進一步提出,到2030年,非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右的目標,風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。
只是許多人沒有意識到,未來可再生能源占比越來越高的形勢下,如何保障能源安全?如果一個或幾個區(qū)域出現極端的氣候,比如持續(xù)性陰雨天氣導致太陽能發(fā)電驟降,風速變弱導致風力發(fā)電下降,怎么辦?
這就是當前我國正在討論的如何構建未來高比例可再生能源電力系統。結論是明確的,這主要得依靠更大范圍內能源資源的實時配置。未來的高比例可再生能源發(fā)展過程中對大電網的依賴性會越來越強。這就是區(qū)域能源互聯網,從更宏大的視角看,甚至是全球能源互聯網。
總有地方陽光明媚,總有地方風力蒼勁,那里的風電和太陽能等可再生能源在源源不斷的發(fā)電。