中國儲能網(wǎng)訊：4月28日，在西班牙巴塞羅那，一家小超市點著蠟燭營業(yè)。
4月28日，一場突如其來的大停電讓西班牙和葡萄牙陷入黑暗，超過6000萬人的生活被按下暫停鍵。這場歐洲史上最嚴重的電力事故發(fā)生在西班牙可再生能源發(fā)展的重要節(jié)點——就在停電前六天，該國剛剛慶祝國家電網(wǎng)首次實現(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，這場重大事故將能源轉(zhuǎn)型中的挑戰(zhàn)暴露無遺：在追求清潔能源的同時，如何確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行？
截至目前官方尚未公布此次事故的調(diào)查報告，但輿論場已出現(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此持謹慎態(tài)度，他們一致認為在目前情況下，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極端天氣，風(fēng)電出力也處于正常水平，而歷史經(jīng)驗表明，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日的議會報告中強調(diào)，事故原因仍需嚴謹調(diào)查，但明確表示不會改變可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略。“沒有證據(jù)表明事故源于可再生能源過?；蚝穗姴蛔??！彼兄Z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行中的全球能源轉(zhuǎn)型帶來深刻啟示：這究竟是不是完全不可預(yù)見的未知事件？為何電網(wǎng)的故障隔離機制未能阻止問題蔓延至全國？更重要的是，如何在加速能源清潔化轉(zhuǎn)型的同時，確保電網(wǎng)的安全與韌性？
這場大停電不應(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。在氣候危機迫近的今天，退回到化石時代并非選項，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33分，一場大停電席卷伊比利亞半島，西班牙和葡萄牙兩國陷入黑暗。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，由于鄰國葡萄牙依賴西班牙進口電力而同步斷電，法國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)運營商電話會議記錄顯示，這場歐洲歷史上最大規(guī)模的停電過程呈現(xiàn)出復(fù)雜的動態(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)與法國西南部之間的互聯(lián)線路因電網(wǎng)不穩(wěn)自動斷開，最終引發(fā)系統(tǒng)性崩潰。
停電造成的社會影響迅速顯現(xiàn)。西班牙內(nèi)政部隨即宣布進入全國緊急狀態(tài)，部署3萬名警察維持秩序。據(jù)西班牙通訊社EFE報道，全國地鐵和通勤列車服務(wù)全面癱瘓，100余列火車滯留導(dǎo)致3.5萬名乘客被困，公路因信號燈失靈出現(xiàn)超過120公里的擁堵。馬德里機場約200架航班被迫取消。雖然主要醫(yī)療機構(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8小時，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，全國學(xué)校停課、銀行關(guān)閉，民眾日常生活陷入混亂。《紐約時報》描述了一幅頗具戲劇性的場景：大量居民涌入商店搶購食品，卻因無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)過緊急搶修，停電地區(qū)在6～10小時內(nèi)逐步恢復(fù)供電。但這場危機不僅暴露出現(xiàn)代社會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，極右翼政黨借機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，強調(diào)創(chuàng)紀錄的可再生能源水平并非事故原因。然而，這場歐洲史上最嚴重的停電事件，無疑給正在推進能源轉(zhuǎn)型的歐洲各國敲響了警鐘。
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、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重的停電事件的一些可能原因。
能源基金會清潔電力項目主任張永平指出，盡管電力系統(tǒng)故障是相對常見的現(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因素共同作用的結(jié)果。
例如，2019年的英國大停電因雷擊引發(fā)次同步振蕩導(dǎo)致風(fēng)電機組脫網(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年因為空調(diào)負荷過載導(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，無論是發(fā)電能力驟降還是用電需求激增，都會引起頻率偏差，進而可能導(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)能和太陽能）的接入為電力系統(tǒng)帶來了額外的不穩(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慎。張永平認為，電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電的過程和事故歸因非常復(fù)雜，當(dāng)前階段尚無法確切判斷具體成因，需要等待官方發(fā)布的事故調(diào)查報告以獲取更詳盡的信息，任何預(yù)置立場的、缺乏事實依據(jù)的“結(jié)論判斷”都可能是誤導(dǎo)性和不負責(zé)任的。
英國能源研究中心聯(lián)合主任、卡迪夫大學(xué)工程學(xué)院院長、綜合能源系統(tǒng)教授吳建中則對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)定性問題的可能性。這類問題通常發(fā)生在電力系統(tǒng)遇到突發(fā)的重大故障時，例如大型發(fā)電機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)計時遵循n減一準則（即系統(tǒng)應(yīng)能承受任何一個組件的失效），單純因一個故障引發(fā)如此大規(guī)模停電的情況較為罕見。
其次，電壓穩(wěn)定性問題也是潛在原因之一。吳建中解釋道，當(dāng)無功功率（用于建立和維持電場/磁場的能量）儲備不足或消耗過多時，可能導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)的電壓支撐力下降，進而引發(fā)電網(wǎng)崩潰。例如1987年的東京大停電就是一個典型的例子，當(dāng)時的高溫導(dǎo)致空調(diào)大量消耗無功功率，從而引發(fā)電壓不穩(wěn)定問題。但氣象部門證實，此次西班牙停電時并沒有發(fā)生極端高溫。
此外，吳建中還提出了第三種可能性——小擾動穩(wěn)定性問題。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應(yīng)對波動性電源（如風(fēng)能和太陽能）、負荷改變或小范圍系統(tǒng)故障帶來的瞬時功率變化，則可能會導(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，這種現(xiàn)象更容易發(fā)生。吳建中認為，基于現(xiàn)有信息來看，這種可能性最大，但尚未得到官方證實。
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為，此次大規(guī)模停電事故可能是多重風(fēng)險因素共同作用的結(jié)果，而系統(tǒng)規(guī)劃不足可能是更深層的原因。
然而，對于有觀點將此次停電歸咎于西班牙電網(wǎng)中可再生能源的比例過高，尤其是太陽能和風(fēng)能的波動性，秦旗和柳力認為這種看法是對電力系統(tǒng)運行原理的誤解。實際上，問題的核心在于電網(wǎng)如何應(yīng)對這些波動以及是否具備足夠的預(yù)案來響應(yīng)突發(fā)狀況，而非波動本身。
“將責(zé)任推給太陽能波動性，就像怪罪水管爆裂是水的錯?！鼻仄旌土φf，“事實上，西班牙已采取多項措施增強系統(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)等待更詳細的調(diào)查結(jié)果，并通過理性分析來尋找改進空間，而不是簡單地指責(zé)某一種能源來源。
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。如何在推進清潔能源發(fā)展的同時確保電網(wǎng)穩(wěn)定，已成為全球電力行業(yè)必須面對的重要課題。
間歇性問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)測并管理電力供應(yīng)。當(dāng)天氣條件不利于發(fā)電時（如連續(xù)陰天或無風(fēng)），電力供應(yīng)可能會大幅下降，這對依賴穩(wěn)定電力輸入的電網(wǎng)構(gòu)成了重大考驗。
其次，在傳統(tǒng)的電網(wǎng)中，主要由重型旋轉(zhuǎn)發(fā)電機（例如燃煤電廠或核電廠的蒸汽輪機、或燃氣發(fā)電廠的燃氣輪機）構(gòu)成，即使是惡劣天氣造成的微小干擾，也會被系統(tǒng)的物理慣性吸收和平滑。發(fā)電機沉重的旋轉(zhuǎn)就像一個減震器，可以抵抗頻率的快速變化并穩(wěn)定電網(wǎng)。
但在以太陽能電池板、風(fēng)力渦輪機和電子逆變器為主導(dǎo)的可再生能源電力系統(tǒng)中，幾乎沒有物理慣性，這意味著一旦電網(wǎng)遭遇擾動，它可能無法像過去那樣依靠大容量發(fā)電機提供的慣性來緩沖沖擊，從而增加了系統(tǒng)失穩(wěn)的風(fēng)險。
不過，吳建中表示，對于這類問題是有解決方法的，比如通過虛擬慣量、負荷響應(yīng)和儲能技術(shù)來緩解這些問題。他認為，為了適應(yīng)可再生能源的波動性，未來電網(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，大規(guī)模長時儲能系統(tǒng)的部署也是至關(guān)重要的，它們可以在發(fā)電過剩時儲存能量，并在需求高峰或發(fā)電不足時釋放能量，幫助平衡供需差異。
張永平也認同，隨著可再生能源比例增加，特別是風(fēng)能和太陽能等波動性電源的接入，的確會給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來新的挑戰(zhàn)，這也是電力系統(tǒng)實現(xiàn)高比例可再生能源目標(biāo)要解決的核心問題。
“在電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)越來越清潔化、終端部門越來越電氣化的趨勢下，中間環(huán)節(jié)的電網(wǎng)也需要轉(zhuǎn)型。因為現(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，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)需要進行重大調(diào)整，包括升級基礎(chǔ)設(shè)施及自動化技術(shù)設(shè)備，以更好地整合和管理新型能源資源?！睆堄榔秸f。
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)電機的慣量特性，從而彌補系統(tǒng)因高比例可再生能源接入而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動慣量減少問題，但這些技術(shù)的大范圍應(yīng)用尚需時日，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，以便在不同場景下確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
同時，張永平也認同，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。他舉例說明，像水力發(fā)電、燃氣機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)前在很多市場中，這些資源缺乏參與和補償機制，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)能和太陽能，系統(tǒng)的運行方式發(fā)生了根本變化，這就要求系統(tǒng)規(guī)劃和調(diào)控機制也要隨之演進，以適應(yīng)新的運行環(huán)境。
面對未來，專家們一致認為，需要更加開放的態(tài)度和理性的分析，而不是把復(fù)雜問題簡化成“都是太陽能惹的禍”。吳建中教授強調(diào)：“我們需要用發(fā)現(xiàn)的眼光看待，技術(shù)和機制需要根據(jù)系統(tǒng)參與方的特性進行演進，增強系統(tǒng)韌性?！边@不僅涉及技術(shù)層面的創(chuàng)新和發(fā)展，還需重視相關(guān)政策和市場機制的設(shè)計與實施。
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，真正負責(zé)任的做法是等待調(diào)查結(jié)果、分析系統(tǒng)機制、尋找改進空間，而不是制造恐慌和傳播誤導(dǎo)。專家們普遍認為，解決問題的關(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、燃氣電廠等，通過長距離高壓輸電網(wǎng)絡(luò)將電力輸送至負荷中心。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很長時間仍需大型電網(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)超過了集中式發(fā)電。這意味著未來的電網(wǎng)設(shè)計應(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，讓各個小范圍內(nèi)的發(fā)電，減少對大電網(wǎng)的依賴。
在新的能源格局下，僅僅依靠擴大電網(wǎng)規(guī)模并不能解決問題。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)、負荷集成策略以及大規(guī)模長時儲能技術(shù)，以便更好地適應(yīng)可再生能源的間歇性和波動性特征。
“我們要冷靜處理能源轉(zhuǎn)型過程中的各種挑戰(zhàn)，不能因噎廢食。無論是核能還是其他形式的低碳能源，在未來的能源組合中都應(yīng)占有一席之地，而不是一味追求激進的轉(zhuǎn)型目標(biāo)。合理的退出計劃和協(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。”他說。
張永平也提醒，盡管分布式能源系統(tǒng)可以增強本地的能源安全，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)型項目主任、高級分析師李鑫迪則指出，為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，發(fā)展儲能技術(shù)、柔性負荷或虛擬電廠、構(gòu)網(wǎng)型電源以及增強跨地區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)等措施顯得尤為重要。這些建議旨在通過技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)優(yōu)化，確保即使在無風(fēng)無光的情況下，也能迅速填補電力需求空缺，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)取得了顯著進展，但構(gòu)建一個既能滿足環(huán)境可持續(xù)性要求又能保障能源安全的未來，依然面臨著諸多技術(shù)和政策上的挑戰(zhàn)。
這場大停電促使各國重新審視能源轉(zhuǎn)型的節(jié)奏與路徑。在應(yīng)對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。畢竟，真正的能源革命，不僅要清潔，更要可靠。
澎湃新聞記者 劉棟
