中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：4月28日，在西班牙巴塞羅那，一家小超市點(diǎn)著蠟燭營(yíng)業(yè)。
4月28日，一場(chǎng)突如其來(lái)的大停電讓西班牙和葡萄牙陷入黑暗，超過(guò)6000萬(wàn)人的生活被按下暫停鍵。這場(chǎng)歐洲史上最嚴(yán)重的電力事故發(fā)生在西班牙可再生能源發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn)——就在停電前六天，該國(guó)剛剛慶祝國(guó)家電網(wǎng)首次實(shí)現(xiàn)工作日完全由可再生能源供電的里程碑。
作為歐洲能源轉(zhuǎn)型的“模范生”，西班牙風(fēng)電和光伏發(fā)電占比已突破50%。然而，這場(chǎng)重大事故將能源轉(zhuǎn)型中的挑戰(zhàn)暴露無(wú)遺：在追求清潔能源的同時(shí)，如何確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行？
截至目前官方尚未公布此次事故的調(diào)查報(bào)告，但輿論場(chǎng)已出現(xiàn)將矛頭指向可再生能源的聲浪。多位接受澎湃新聞采訪的全球電力和能源專家對(duì)此持謹(jǐn)慎態(tài)度，他們一致認(rèn)為在目前情況下，尚不能做出歸咎于可再生能源本身的結(jié)論。有關(guān)部門的數(shù)據(jù)顯示，事故發(fā)生前當(dāng)?shù)丶葻o(wú)極端天氣，風(fēng)電出力也處于正常水平，而歷史經(jīng)驗(yàn)表明，重大停電事件往往是多重復(fù)雜因素疊加的結(jié)果，包括設(shè)計(jì)規(guī)劃缺陷、設(shè)備老化、人為失誤等。
西班牙首相桑切斯在5月7日的議會(huì)報(bào)告中強(qiáng)調(diào)，事故原因仍需嚴(yán)謹(jǐn)調(diào)查，但明確表示不會(huì)改變可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略?！皼](méi)有證據(jù)表明事故源于可再生能源過(guò)?；蚝穗姴蛔?。”他承諾將繼續(xù)投資支持能源轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)設(shè)施。
盡管如此，此次大停電的確給正在進(jìn)行中的全球能源轉(zhuǎn)型帶來(lái)深刻啟示：這究竟是不是完全不可預(yù)見(jiàn)的未知事件？為何電網(wǎng)的故障隔離機(jī)制未能阻止問(wèn)題蔓延至全國(guó)？更重要的是，如何在加速能源清潔化轉(zhuǎn)型的同時(shí)，確保電網(wǎng)的安全與韌性？
這場(chǎng)大停電不應(yīng)被視作否定可再生能源的理由，而應(yīng)是一次反思的契機(jī)。在氣候危機(jī)迫近的今天，退回到化石時(shí)代并非選項(xiàng)，但如何“轉(zhuǎn)”得更好，值得所有人思考。
系統(tǒng)崩潰僅用5秒
4月28日中午12時(shí)33分，一場(chǎng)大停電席卷伊比利亞半島，西班牙和葡萄牙兩國(guó)陷入黑暗。據(jù)西班牙政府事后披露，此次事故在短短5秒內(nèi)導(dǎo)致西班牙60%電力供應(yīng)中斷，由于鄰國(guó)葡萄牙依賴西班牙進(jìn)口電力而同步斷電，法國(guó)南部及意大利部分地區(qū)也受到短暫波及。
彭博社獲取的西班牙電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商電話會(huì)議記錄顯示，這場(chǎng)歐洲歷史上最大規(guī)模的停電過(guò)程呈現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)態(tài)特征。首次斷電后系統(tǒng)曾短暫自我穩(wěn)定，但約1.5秒后出現(xiàn)二次斷電，隨后西班牙加泰羅尼亞地區(qū)與法國(guó)西南部之間的互聯(lián)線路因電網(wǎng)不穩(wěn)自動(dòng)斷開，最終引發(fā)系統(tǒng)性崩潰。
停電造成的社會(huì)影響迅速顯現(xiàn)。西班牙內(nèi)政部隨即宣布進(jìn)入全國(guó)緊急狀態(tài)，部署3萬(wàn)名警察維持秩序。據(jù)西班牙通訊社EFE報(bào)道，全國(guó)地鐵和通勤列車服務(wù)全面癱瘓，100余列火車滯留導(dǎo)致3.5萬(wàn)名乘客被困，公路因信號(hào)燈失靈出現(xiàn)超過(guò)120公里的擁堵。馬德里機(jī)場(chǎng)約200架航班被迫取消。雖然主要醫(yī)療機(jī)構(gòu)啟用了應(yīng)急電力系統(tǒng)，但民用通信網(wǎng)絡(luò)中斷超過(guò)8小時(shí)，上百起電梯困人事件因救援熱線占線而延遲處理。
在葡萄牙，全國(guó)學(xué)校停課、銀行關(guān)閉，民眾日常生活陷入混亂?！都~約時(shí)報(bào)》描述了一幅頗具戲劇性的場(chǎng)景：大量居民涌入商店搶購(gòu)食品，卻因無(wú)法使用電子支付系統(tǒng)面臨困難，店員不得不使用紙筆記錄現(xiàn)金交易。
經(jīng)過(guò)緊急搶修，停電地區(qū)在6～10小時(shí)內(nèi)逐步恢復(fù)供電。但這場(chǎng)危機(jī)不僅暴露出現(xiàn)代社會(huì)中被人們忽視的電力保障的重要性，還引發(fā)了政治信任危機(jī)，極右翼政黨借機(jī)攻擊政府的可再生能源政策。西班牙首相桑切斯不得不公開澄清，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)紀(jì)錄的可再生能源水平并非事故原因。然而，這場(chǎng)歐洲史上最嚴(yán)重的停電事件，無(wú)疑給正在推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的歐洲各國(guó)敲響了警鐘。
多重因素交織的復(fù)雜事故
目前，網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊和極端天氣已被官方排除作為此次大停電的直接原因。而澎湃新聞采訪了多位電力專家從電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、技術(shù)故障及可再生能源影響等角度深入分析了這一歐洲史上最嚴(yán)重的停電事件的一些可能原因。
能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目主任張永平指出，盡管電力系統(tǒng)故障是相對(duì)常見(jiàn)的現(xiàn)象，但像此次這樣造成大面積停電的情況并不尋常，歷史上的大停電通常是由多個(gè)因素共同作用的結(jié)果。
例如，2019年的英國(guó)大停電因雷擊引發(fā)次同步振蕩導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)；2003年北美大停電則由高溫線路故障和控制系統(tǒng)失靈引發(fā)連鎖反應(yīng)；1987年因?yàn)榭照{(diào)負(fù)荷過(guò)載導(dǎo)致的東京大停電。這些案例都表明電網(wǎng)崩潰往往是多重因素共同作用的結(jié)果。
張永平表示，初步跡象表明，此次停電可能是由于電力系統(tǒng)的頻率或電壓失穩(wěn)所致。當(dāng)電力供需出現(xiàn)顯著不平衡時(shí)，無(wú)論是發(fā)電能力驟降還是用電需求激增，都會(huì)引起頻率偏差，進(jìn)而可能導(dǎo)致連鎖反應(yīng)式的系統(tǒng)失穩(wěn)。在某些情況下，即便是小規(guī)模的初始擾動(dòng)也可能觸發(fā)更大范圍內(nèi)的電力供應(yīng)中斷。
值得注意的是，雖然高比例可再生能源（如風(fēng)能和太陽(yáng)能）的接入為電力系統(tǒng)帶來(lái)了額外的不穩(wěn)定性因素，但直接將其歸結(jié)為此次停電的根本原因仍需謹(jǐn)慎。張永平認(rèn)為，電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電的過(guò)程和事故歸因非常復(fù)雜，當(dāng)前階段尚無(wú)法確切判斷具體成因，需要等待官方發(fā)布的事故調(diào)查報(bào)告以獲取更詳盡的信息，任何預(yù)置立場(chǎng)的、缺乏事實(shí)依據(jù)的“結(jié)論判斷”都可能是誤導(dǎo)性和不負(fù)責(zé)任的。
英國(guó)能源研究中心聯(lián)合主任、卡迪夫大學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng)、綜合能源系統(tǒng)教授吳建中則對(duì)澎湃新聞更深入地分析了除了目前討論較多的平衡頻率穩(wěn)定性問(wèn)題以外，大停電的另外三種主要類型原因。
首先是暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題的可能性。這類問(wèn)題通常發(fā)生在電力系統(tǒng)遇到突發(fā)的重大故障時(shí)，例如大型發(fā)電機(jī)突然失效或重要輸電線路中斷等情況下。然而，鑒于現(xiàn)代電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)遵循n減一準(zhǔn)則（即系統(tǒng)應(yīng)能承受任何一個(gè)組件的失效），單純因一個(gè)故障引發(fā)如此大規(guī)模停電的情況較為罕見(jiàn)。
其次，電壓穩(wěn)定性問(wèn)題也是潛在原因之一。吳建中解釋道，當(dāng)無(wú)功功率（用于建立和維持電場(chǎng)/磁場(chǎng)的能量）儲(chǔ)備不足或消耗過(guò)多時(shí)，可能導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)的電壓支撐力下降，進(jìn)而引發(fā)電網(wǎng)崩潰。例如1987年的東京大停電就是一個(gè)典型的例子，當(dāng)時(shí)的高溫導(dǎo)致空調(diào)大量消耗無(wú)功功率，從而引發(fā)電壓不穩(wěn)定問(wèn)題。但氣象部門證實(shí)，此次西班牙停電時(shí)并沒(méi)有發(fā)生極端高溫。
此外，吳建中還提出了第三種可能性——小擾動(dòng)穩(wěn)定性問(wèn)題。在可再生能源比例較高的電力系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)缺乏足夠的阻尼能力來(lái)應(yīng)對(duì)波動(dòng)性電源（如風(fēng)能和太陽(yáng)能）、負(fù)荷改變或小范圍系統(tǒng)故障帶來(lái)的瞬時(shí)功率變化，則可能會(huì)導(dǎo)致能量在電網(wǎng)內(nèi)震蕩，最終造成系統(tǒng)崩潰。特別是當(dāng)風(fēng)速突變或云層遮擋光伏電站或光伏電站發(fā)生故障時(shí)，這種現(xiàn)象更容易發(fā)生。吳建中認(rèn)為，基于現(xiàn)有信息來(lái)看，這種可能性最大，但尚未得到官方證實(shí)。
芬蘭能源與清潔空氣研究中心研究院（CREA）研究員秦旗和柳力也認(rèn)為，此次大規(guī)模停電事故可能是多重風(fēng)險(xiǎn)因素共同作用的結(jié)果，而系統(tǒng)規(guī)劃不足可能是更深層的原因。
然而，對(duì)于有觀點(diǎn)將此次停電歸咎于西班牙電網(wǎng)中可再生能源的比例過(guò)高，尤其是太陽(yáng)能和風(fēng)能的波動(dòng)性，秦旗和柳力認(rèn)為這種看法是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行原理的誤解。實(shí)際上，問(wèn)題的核心在于電網(wǎng)如何應(yīng)對(duì)這些波動(dòng)以及是否具備足夠的預(yù)案來(lái)響應(yīng)突發(fā)狀況，而非波動(dòng)本身。
“將責(zé)任推給太陽(yáng)能波動(dòng)性，就像怪罪水管爆裂是水的錯(cuò)?！鼻仄旌土φf(shuō)，“事實(shí)上，西班牙已采取多項(xiàng)措施增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，包括保留傳統(tǒng)電源、投資同步電容器等設(shè)備?！?
上述專家都呼吁，應(yīng)等待更詳細(xì)的調(diào)查結(jié)果，并通過(guò)理性分析來(lái)尋找改進(jìn)空間，而不是簡(jiǎn)單地指責(zé)某一種能源來(lái)源。
可再生能源電網(wǎng)的挑戰(zhàn)
盡管目前確切的導(dǎo)致停電原因還不清楚，但這場(chǎng)大停電毋庸置疑凸顯了電力系統(tǒng)在能源轉(zhuǎn)型中面臨的復(fù)雜性。如何在推進(jìn)清潔能源發(fā)展的同時(shí)確保電網(wǎng)穩(wěn)定，已成為全球電力行業(yè)必須面對(duì)的重要課題。
間歇性問(wèn)題是可再生能源最大的挑戰(zhàn)之一。與傳統(tǒng)能源不同，風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源的發(fā)電量是不確定且不穩(wěn)定的，這使得電網(wǎng)難以預(yù)測(cè)并管理電力供應(yīng)。當(dāng)天氣條件不利于發(fā)電時(shí)（如連續(xù)陰天或無(wú)風(fēng)），電力供應(yīng)可能會(huì)大幅下降，這對(duì)依賴穩(wěn)定電力輸入的電網(wǎng)構(gòu)成了重大考驗(yàn)。
其次，在傳統(tǒng)的電網(wǎng)中，主要由重型旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)（例如燃煤電廠或核電廠的蒸汽輪機(jī)、或燃?xì)獍l(fā)電廠的燃?xì)廨啓C(jī)）構(gòu)成，即使是惡劣天氣造成的微小干擾，也會(huì)被系統(tǒng)的物理慣性吸收和平滑。發(fā)電機(jī)沉重的旋轉(zhuǎn)就像一個(gè)減震器，可以抵抗頻率的快速變化并穩(wěn)定電網(wǎng)。
但在以太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)和電子逆變器為主導(dǎo)的可再生能源電力系統(tǒng)中，幾乎沒(méi)有物理慣性，這意味著一旦電網(wǎng)遭遇擾動(dòng)，它可能無(wú)法像過(guò)去那樣依靠大容量發(fā)電機(jī)提供的慣性來(lái)緩沖沖擊，從而增加了系統(tǒng)失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。
不過(guò)，吳建中表示，對(duì)于這類問(wèn)題是有解決方法的，比如通過(guò)虛擬慣量、負(fù)荷響應(yīng)和儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)緩解這些問(wèn)題。他認(rèn)為，為了適應(yīng)可再生能源的波動(dòng)性，未來(lái)電網(wǎng)需要更加注重需求側(cè)管理，即調(diào)整用戶的用電模式以匹配發(fā)電情況。同時(shí)，大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的部署也是至關(guān)重要的，它們可以在發(fā)電過(guò)剩時(shí)儲(chǔ)存能量，并在需求高峰或發(fā)電不足時(shí)釋放能量，幫助平衡供需差異。
張永平也認(rèn)同，隨著可再生能源比例增加，特別是風(fēng)能和太陽(yáng)能等波動(dòng)性電源的接入，的確會(huì)給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，這也是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源目標(biāo)要解決的核心問(wèn)題。
“在電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)越來(lái)越清潔化、終端部門越來(lái)越電氣化的趨勢(shì)下，中間環(huán)節(jié)的電網(wǎng)也需要轉(zhuǎn)型。因?yàn)楝F(xiàn)有電網(wǎng)并非為適應(yīng)高比例可再生能源特性而設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)電網(wǎng)更適用于穩(wěn)定、可控的電源類型，如煤炭發(fā)電。因此，當(dāng)前電力系統(tǒng)需要進(jìn)行重大調(diào)整，包括升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施及自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，以更好地整合和管理新型能源資源?！睆堄榔秸f(shuō)。
他還指出，雖然存在一些技術(shù)手段，如構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，可以模擬傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的慣量特性，從而彌補(bǔ)系統(tǒng)因高比例可再生能源接入而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少問(wèn)題，但這些技術(shù)的大范圍應(yīng)用尚需時(shí)日，仍需大量投資。電力系統(tǒng)需要確保足夠的容量裕度和系統(tǒng)靈活性，以便在不同場(chǎng)景下確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
同時(shí)，張永平也認(rèn)同，在當(dāng)前技術(shù)裝備水平下，維持一定比例的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源對(duì)于保障電網(wǎng)穩(wěn)定性至關(guān)重要。這些傳統(tǒng)電源不僅能在日常運(yùn)行中提供支持，還能在極端情況下作為最后防線，確保電力供應(yīng)的安全性。他舉例說(shuō)明，像水力發(fā)電、燃?xì)鈾C(jī)組這樣的資源由于其良好的調(diào)節(jié)性能，可以在高比例可再生能源接入時(shí)發(fā)揮重要作用。
芬蘭能源與清潔空氣研究中心專家也表示，當(dāng)前在很多市場(chǎng)中，這些資源缺乏參與和補(bǔ)償機(jī)制，限制了它們發(fā)揮更大作用。
此外，專家還指出，能源轉(zhuǎn)型不僅僅是改變發(fā)電結(jié)構(gòu)，更重要的是要重視電網(wǎng)運(yùn)行邏輯和規(guī)則的更新。隨著電力系統(tǒng)從依賴化石能源轉(zhuǎn)向主要依靠風(fēng)能和太陽(yáng)能，系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生了根本變化，這就要求系統(tǒng)規(guī)劃和調(diào)控機(jī)制也要隨之演進(jìn)，以適應(yīng)新的運(yùn)行環(huán)境。
面對(duì)未來(lái)，專家們一致認(rèn)為，需要更加開放的態(tài)度和理性的分析，而不是把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)化成“都是太陽(yáng)能惹的禍”。吳建中教授強(qiáng)調(diào)：“我們需要用發(fā)現(xiàn)的眼光看待，技術(shù)和機(jī)制需要根據(jù)系統(tǒng)參與方的特性進(jìn)行演進(jìn)，增強(qiáng)系統(tǒng)韌性。”這不僅涉及技術(shù)層面的創(chuàng)新和發(fā)展，還需重視相關(guān)政策和市場(chǎng)機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)施。
能源供給模式的轉(zhuǎn)型
在全球能源轉(zhuǎn)型加速的背景下，任何電網(wǎng)故障都可能被放大為“可再生能源的失敗”。然而，真正負(fù)責(zé)任的做法是等待調(diào)查結(jié)果、分析系統(tǒng)機(jī)制、尋找改進(jìn)空間，而不是制造恐慌和傳播誤導(dǎo)。專家們普遍認(rèn)為，解決問(wèn)題的關(guān)鍵不在于否定可再生能源，而在于構(gòu)建更具韌性的新型電力系統(tǒng)。
吳建中指出，當(dāng)前全球能源系統(tǒng)正處于一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)型期，從傳統(tǒng)的化石燃料向可再生能源轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，不僅面臨著技術(shù)上的挑戰(zhàn)，還需要重新審視現(xiàn)有的能源供給模式。
吳建中提到，過(guò)去電力系統(tǒng)主要依賴于大型中心化的發(fā)電站，如燃煤電廠、燃?xì)怆姀S等，通過(guò)長(zhǎng)距離高壓輸電網(wǎng)絡(luò)將電力輸送至負(fù)荷中心。然而，隨著可再生能源比例的增加，尤其是分布式能源資源（DERs）的發(fā)展，這種傳統(tǒng)模式正在受到挑戰(zhàn)。
“我們現(xiàn)在有很多精細(xì)的可再生能源，”吳建中解釋道，“這讓我們不得不思考龐大而集中的電網(wǎng)供電模式是否仍然適用。雖然我們可能在未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間仍需大型電網(wǎng)，但該模式肯定需要反思和變革?！?
比如，丹麥的一些區(qū)域，接入配電系統(tǒng)的本地發(fā)電量已經(jīng)超過(guò)了集中式發(fā)電。這意味著未來(lái)的電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)更加注重局部平衡，采用微網(wǎng)或智能區(qū)域能源系統(tǒng)概念，讓各個(gè)小范圍內(nèi)的發(fā)電，減少對(duì)大電網(wǎng)的依賴。
在新的能源格局下，僅僅依靠擴(kuò)大電網(wǎng)規(guī)模并不能解決問(wèn)題。相反，吳建中表示，還需要發(fā)展靈活的電力電子接口技術(shù)、負(fù)荷集成策略以及大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，以便更好地適應(yīng)可再生能源的間歇性和波動(dòng)性特征。
“我們要冷靜處理能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中的各種挑戰(zhàn)，不能因噎廢食。無(wú)論是核能還是其他形式的低碳能源，在未來(lái)的能源組合中都應(yīng)占有一席之地，而不是一味追求激進(jìn)的轉(zhuǎn)型目標(biāo)。合理的退出計(jì)劃和協(xié)調(diào)發(fā)展的策略將是確保能源安全與穩(wěn)定的關(guān)鍵?！彼f(shuō)。
張永平也提醒，盡管分布式能源系統(tǒng)可以增強(qiáng)本地的能源安全，但在供電能力和穩(wěn)定性方面可能不及大型電網(wǎng)。因此，需要加強(qiáng)輸電主網(wǎng)、配電網(wǎng)和微電網(wǎng)的協(xié)同發(fā)展，共同提升電力系統(tǒng)韌性和事故恢復(fù)能力。
IGDP綠色創(chuàng)新發(fā)展研究院能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目主任、高級(jí)分析師李鑫迪則指出，為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)、柔性負(fù)荷或虛擬電廠、構(gòu)網(wǎng)型電源以及增強(qiáng)跨地區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)等措施顯得尤為重要。這些建議旨在通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)優(yōu)化，確保即使在無(wú)風(fēng)無(wú)光的情況下，也能迅速填補(bǔ)電力需求空缺，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
或許此次停電事件更大的意義是提醒我們，盡管可再生能源在全球范圍內(nèi)取得了顯著進(jìn)展，但構(gòu)建一個(gè)既能滿足環(huán)境可持續(xù)性要求又能保障能源安全的未來(lái)，依然面臨著諸多技術(shù)和政策上的挑戰(zhàn)。
這場(chǎng)大停電促使各國(guó)重新審視能源轉(zhuǎn)型的節(jié)奏與路徑。在應(yīng)對(duì)氣候變化的緊迫性與保障能源安全的穩(wěn)定性之間，人類需要找到更智慧的平衡點(diǎn)。畢竟，真正的能源革命，不僅要清潔，更要可靠。
澎湃新聞?dòng)浾?劉棟
