近日,美國得州上演了一場宛若災(zāi)難大片《后天》的寒潮危機(jī)。這一切始于2月13日開始的一場冬季風(fēng)暴。風(fēng)暴導(dǎo)致得州氣溫直降至1989年以來最低溫,嚴(yán)寒導(dǎo)致大規(guī)模斷水?dāng)嚯姡劳鋈藬?shù)已超80人,而完整數(shù)據(jù)尚需數(shù)月才可得知。
一場寒潮差點(diǎn)造成全州徹底停電,現(xiàn)代文明竟如此脆弱,問題出在哪里?很多人迅速責(zé)怪以風(fēng)能為代表的可再生能源,而可再生能源的擁護(hù)者則迅速站出來維護(hù)。眾多四處流傳的、甚至互相矛盾的說法中,什么才是真相?得州大停電到底是“誰的鍋”?到底是哪種能源在危機(jī)時(shí)刻力挽狂瀾,哪些能源則基本不見蹤跡?
更重要的是,“得州危機(jī)”對我們來說并不那么遙遠(yuǎn),也不那么罕見。專家們警告,在氣候變化的大趨勢下,極端天氣將越來越頻繁。下一場“得州危機(jī)”不一定在哪里,那這場危機(jī)能給我們什么啟示?
風(fēng)力發(fā)電:千夫所指成“背鍋俠”
得州當(dāng)?shù)孛襟wTexas Tribune報(bào)道稱,2月16日,州內(nèi)一些保守派政客就批評稱,都怪得州太過依賴可再生能源。
在寒潮中,沒有防凍準(zhǔn)備的風(fēng)力發(fā)電機(jī)渦輪被凍住,導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)能大幅削弱。共和黨眾議員丹·克倫肖在社交媒體上批評稱,這就是“你強(qiáng)迫電網(wǎng)部分依賴風(fēng)力發(fā)電作為電力來源會(huì)發(fā)生的事?!?
↑北極渦旋系統(tǒng)在2021年2月中旬南下,使美國很多地方出現(xiàn)了罕見的嚴(yán)寒天氣
而得州農(nóng)業(yè)部部長西德·米勒也在臉書上發(fā)文,呼吁道“永遠(yuǎn)也不要在得州再多建一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)”,指控稱“這些丑陋的風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是我們現(xiàn)在正經(jīng)歷的大停電的主要原因之一”。他還稱其為“不好看又沒用的、搶奪能源的奧巴馬時(shí)代豐碑”,譏諷道“它們至少向我們展示了傻子住在哪里?!?
而美國清潔電力協(xié)會(huì)CEO海瑟·澤查爾則反駁稱,清潔能源反對者試圖將得州電網(wǎng)的斷電轉(zhuǎn)嫁到系統(tǒng)里的其他地方,其目的是減緩朝著“一個(gè)使用清潔能源的未來過渡的步伐”。
海瑟批評道:“看這些不管天晴雨雪都在攻擊清潔能源的反對派參與這種政治化的機(jī)會(huì)主義的戲碼,誤導(dǎo)美國民眾,推進(jìn)他們的跟恢復(fù)得州電力無關(guān)的計(jì)劃,真是很丟人?!?
實(shí)際上,風(fēng)力發(fā)電在冬季本來就僅占得州發(fā)電計(jì)劃中的一小部分而已。據(jù)該州電網(wǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)得州電力可靠性委員會(huì)(ERCOT)此前預(yù)計(jì),得州電網(wǎng)的80%的產(chǎn)能依靠的是天然氣、煤炭和核能等燃料能源,而風(fēng)力發(fā)電在冬季的產(chǎn)能僅占發(fā)電計(jì)劃的7%。
↑效率最低時(shí)段的容量系數(shù)評級 圖據(jù)美國試驗(yàn)中心
這意味著,即便風(fēng)力發(fā)電的產(chǎn)能完全損失,這7%也不足以造成整個(gè)系統(tǒng)的失敗。換句話說,風(fēng)力發(fā)電是不靠譜,但它一向都不靠譜,得州電網(wǎng)原本就沒有指望依靠它。
風(fēng)能等間歇性可再生能源在危機(jī)中的不可靠,已經(jīng)在明尼蘇達(dá)州、加州和澳大利亞南部的危機(jī)中顯現(xiàn)過,只是如今又輪到了得州而已。
誰是這場災(zāi)難中的“撐場王”
在各方攻訐中,智庫、公共政策組織美國試驗(yàn)中心(Center of the American Experiment)的一篇文章則直接讓數(shù)據(jù)來說話。
跟傳統(tǒng)的發(fā)電能源不同,太陽能和風(fēng)能在一天中的某些時(shí)段可能效率極高,某些狀況下又會(huì)極低。為此,專家從各種能源的效率最高和最低的小時(shí)的容量系數(shù)來分析優(yōu)劣。
從2月15日凌晨3點(diǎn)到17日上午12點(diǎn)期間的數(shù)據(jù)顯示,風(fēng)能效率最高的小時(shí)里,其容量系數(shù)可達(dá)91%,僅次于核能(高達(dá)100%),但在效率最低的小時(shí)里,其容量系數(shù)僅2%。在危機(jī)期間,占了整個(gè)得州電網(wǎng)產(chǎn)能近21%的風(fēng)能,81%的產(chǎn)能都處于休眠狀態(tài)。與之對照的是,其他所有能源的產(chǎn)能都至少發(fā)揮了40%。而且,風(fēng)力發(fā)電的產(chǎn)能損失從15日到17日呈逐日遞增,為15千兆瓦(GW)、16千兆瓦(GW)到18千兆瓦(GW)。
↑據(jù)危機(jī)期間產(chǎn)能可靠度評級 圖據(jù)美國試驗(yàn)中心
從危機(jī)期間的依靠度、效率最高和最低時(shí)段的容量系數(shù)評級,風(fēng)能在這三個(gè)維度的評級均為F,成為危機(jī)中無可爭議的最不可靠的能源。但鑒于前述風(fēng)能在得州電網(wǎng)產(chǎn)能中的較小份額,它卻并不是這場危機(jī)中斷電的主要原因。
而根據(jù)這個(gè)評級體系,核電才是危機(jī)中最為穩(wěn)定可靠的能源,而且在每個(gè)維度上都跑贏其他能源很多。因此,核電才是危機(jī)時(shí)刻最可靠的那一匹黑馬、真正的“撐場王”。但可惜的是,核電僅占得州電網(wǎng)產(chǎn)能的不到4%,僅5400兆瓦(MW)。
專家總結(jié)道,風(fēng)能不是“禍?zhǔn)住?,但即便有更多的風(fēng)能發(fā)電機(jī),這場危機(jī)也不會(huì)有多大變化。如果得州建了更多核電站,這場寒潮的影響就可能不同了。
這個(gè)評級還有一個(gè)啟示:間歇性的可再生能源并不是極端天氣下解決能源危機(jī)的答案,為了保證電力供應(yīng),燃料為基礎(chǔ)的發(fā)電能源才是必不可少。
天然氣發(fā)電在天然氣州“掉鏈子”
根據(jù)美國能源信息署(EIA)數(shù)據(jù),得州能源危機(jī)期間,供電能力排名前三的核能、煤炭和天然氣全是基于燃料的發(fā)電來源,三者總計(jì)提供了整個(gè)電網(wǎng)91%的電力。從2月15日凌晨3點(diǎn)到17日上午12點(diǎn)期間的數(shù)據(jù)顯示,各種電力來源的平均小時(shí)容量系數(shù)排名前三的分別是核能(76%)、煤炭(39%)和天然氣(38%)。
然而,除開“黑馬”核電,天然氣和煤炭能算支撐得州電網(wǎng),救州有功嗎?
↑危機(jī)期間供電貢獻(xiàn) 圖據(jù)美國試驗(yàn)中心
根據(jù)評級,煤炭和天然氣的可靠性表現(xiàn)不如核電,但其評級均過了C,不如核電,但遠(yuǎn)超風(fēng)能。最重要的是,得州天然氣發(fā)電產(chǎn)能超過77千兆瓦(GW),煤炭發(fā)電產(chǎn)能近20千兆瓦(GW)。因此,C級表現(xiàn)力依然讓這兩者成了危機(jī)期間最大的電力來源。
“得州是一個(gè)天然氣州?!钡每怂_斯大學(xué)奧斯汀分校能源資源教授邁克·韋伯指出,盡管得州整個(gè)能源市場都在被責(zé)怪,但天然氣才是最值得注意的、產(chǎn)能比平常大幅下降的發(fā)電方式。韋伯指出,天然氣發(fā)電“在以最讓人嘆為觀止的程度失敗?!?
而ERCOT高級主任丹·伍德芬也持類似觀點(diǎn)。他告訴記者,很大一部分產(chǎn)能的喪失“主要是因?yàn)樘烊粴庀到y(tǒng)的問題”。得州這次冰封斷電,最大問題在于極度低溫導(dǎo)致天然氣管線急凍,生產(chǎn)作業(yè)中斷所致。
數(shù)據(jù)顯示,2月15日早上,得州電網(wǎng)失去約45千兆瓦(GW)產(chǎn)能,其中30千兆瓦都是以天然氣為主的基于燃料的發(fā)電來源。
為此,危機(jī)期間撐場的是它,“掉鏈子”的其實(shí)也是它。
天災(zāi)還加人禍 電網(wǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)5人引咎辭職
這場得州大停電,簡單來說就是一個(gè)供需問題。
通常,得州電力足以滿足需求。當(dāng)這場罕見的寒潮來臨,居民取暖導(dǎo)致用電需求劇增的同時(shí),能源供應(yīng)方也遭遇了寒潮帶來的諸多問題。嚴(yán)寒天氣凍住了天然氣井,堵塞了管道,凍住了煤堆,嚴(yán)重影響了其產(chǎn)能。
↑得州電網(wǎng)獨(dú)立于東、西電網(wǎng)之外,無外援可用 圖據(jù)《衛(wèi)報(bào)》
據(jù)英國《衛(wèi)報(bào)》消息,ERCOT首席執(zhí)行官比爾·麥格尼斯告訴《達(dá)拉斯晨報(bào)》稱,得州離徹底停電僅剩下,若不是數(shù)秒,也只有數(shù)分鐘時(shí)間。于是,2月15日,ERCOT為了將需求限制在產(chǎn)能供給能力內(nèi),進(jìn)行了輪流拉閘限電。
從理論上來說,得州民眾應(yīng)該只面臨有控制的、短期的停電。但現(xiàn)實(shí)狀況是,很多人連續(xù)斷電數(shù)天。ERCOT回應(yīng)稱,那是因?yàn)橐恍┤松钤谠O(shè)備受損的區(qū)域,一些人生活在斷電和恢復(fù)供電都需要手動(dòng)操作的地區(qū),而寒潮無疑影響了人的出行、操作等,還有人則是因其電力供應(yīng)零售商沒向其提供電力。
↑ERCOT下令執(zhí)行輪流拉閘限電后,得州電力的供需變化表
據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》消息,ERCOT被州長批評失職,其總計(jì)16人的委員會(huì)里包括主席莎莉·塔爾貝格和另四名委員在內(nèi),已有共計(jì)5人會(huì)在當(dāng)?shù)貢r(shí)間24日辭職。此外,一些委員住在州外的消息引發(fā)了民眾憤怒,ERCOT甚至從官網(wǎng)上撤下了委員們的信息,稱他們受到了騷擾和威脅。該州一名立法官員表示,委員們“沒有共患難卻在替我們做決定,這是不可接受的”,考慮立法禁止非得州居民加入委員會(huì)。
然而,令人憂慮的是,這樣的危機(jī)并不是一生難得一遇的事件。接下來,美國將會(huì)遭遇越來越多的極端天氣。這意味著用電需求會(huì)因此更為頻繁地起起落落,并因此造成越來越多的此類致死性大停電危機(jī)。
為此,專家們呼吁,美國應(yīng)該建立起能從類似災(zāi)難中迅速恢復(fù)的強(qiáng)勁電網(wǎng)。但在這個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)以前,美國日漸老舊的電網(wǎng)將繼續(xù)接受極端天氣的考驗(yàn),而那些最容易受害的人群則將繼續(xù)為此付出生命的代價(jià)。
紅星新聞?dòng)浾?林容