中國儲能網(wǎng)訊:西班牙政府日前發(fā)布官方調(diào)查報告,對4月28日西班牙和葡萄牙的大范圍停電進行分析。該報告認(rèn)定,大停電是電壓激增及電網(wǎng)和電廠等運營商應(yīng)對不當(dāng)所致,并強調(diào)與可再生能源無關(guān),需加強對電力運營商的監(jiān)管和電網(wǎng)建設(shè)。
電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行是《能源評論》長期重點關(guān)注的內(nèi)容。針對西葡大停電,本刊6月發(fā)文對新形勢下能源電力保供進行解讀,后續(xù)將持續(xù)推出報道。
2025年4月28日,西班牙、葡萄牙及法國南部地區(qū)突發(fā)大規(guī)模停電,導(dǎo)致伊比利亞半島數(shù)千萬人在白晝陷入黑暗,交通癱瘓、通信金融服務(wù)中斷、醫(yī)療停擺、社會秩序混亂。此次持續(xù)近20小時的大停電是歐洲近年來最嚴(yán)重的一次,堪稱“21世紀(jì)最嚴(yán)重的非戰(zhàn)爭型基礎(chǔ)設(shè)施災(zāi)難”,暴露出高比例可再生能源接入背景下電力系統(tǒng)的脆弱性,更暴露出能源轉(zhuǎn)型的深層矛盾和系統(tǒng)性風(fēng)險。
我國作為全球最大的清潔能源市場,可再生能源迅猛發(fā)展,新型電力系統(tǒng)加速推進,在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的進程中,不能只看到發(fā)展可再生能源的光明前景,而忽視能源轉(zhuǎn)型、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整所帶來的挑戰(zhàn)和風(fēng)險。我們應(yīng)以此次大停電事件為鑒,吸取教訓(xùn),全面審視新型能源體系中的薄弱環(huán)節(jié),不斷提升我國電力保供能力和水平,從而保障經(jīng)濟社會平穩(wěn)運行和持續(xù)發(fā)展。
或由多重因素導(dǎo)致事故
目前,此次大停電的具體原因尚待權(quán)威調(diào)查結(jié)果公布。大規(guī)模停電往往由諸多因素共同作用所致,難以歸結(jié)于單一因素。此次西葡大停電亦是如此,表面上是由技術(shù)故障誘發(fā)的,實則暴露出可再生能源高占比導(dǎo)致的電網(wǎng)穩(wěn)定性風(fēng)險。目前來看,原因至少包括以下幾方面:
——極端天氣引發(fā)技術(shù)故障、供電能力快速下降。4月28日當(dāng)天,西班牙南部安達盧西亞沙漠與北部加利西亞海岸的溫差達32攝氏度。這種極端天氣條件導(dǎo)致超高壓輸電線路出現(xiàn)“大氣誘導(dǎo)振動”,400千伏線路在短短5秒內(nèi)解列,直接觸發(fā)電網(wǎng)崩潰。而且,4月28日當(dāng)天風(fēng)電出力驟降50%,光伏因云層遮擋發(fā)電量銳減,導(dǎo)致西班牙電網(wǎng)瞬間失去60%的電力供應(yīng)。
——靈活調(diào)節(jié)資源缺乏導(dǎo)致電力供需嚴(yán)重失衡。西班牙可再生能源發(fā)電裝機占比接近60%,全國43%的電力來源于風(fēng)能和太陽能。但可再生能源發(fā)電穩(wěn)定性較差,發(fā)電和用電不同步,需要充足的靈活調(diào)節(jié)資源。一方面,西班牙煤電關(guān)停過早,天然氣機組建設(shè)滯后,導(dǎo)致靈活性電源不足,電源保障能力嚴(yán)重下降;另一方面,儲能建設(shè)嚴(yán)重滯后,儲能容量不足。來自歐洲能源庫存儲存(歐盟委員會)的數(shù)據(jù)顯示,截至2025年4月,西班牙抽蓄蓄能和熱儲能的裝機規(guī)模為7.3吉瓦,但電池儲能容量僅為60兆瓦。據(jù)分析,當(dāng)風(fēng)光出力驟降時,電網(wǎng)無法快速調(diào)用足夠的儲能容量,導(dǎo)致電力供需嚴(yán)重失衡。
——電網(wǎng)設(shè)施老化和超負(fù)荷運行加劇電網(wǎng)脆弱性。盡管歐洲在新能源發(fā)電領(lǐng)域取得顯著進展,但電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施更新和適應(yīng)性提升卻相對滯后,西班牙、葡萄牙等國尤為突出:西班牙部分輸電設(shè)備、葡萄牙部分變電設(shè)備運行已超過30年;關(guān)鍵輸電線路長期超負(fù)荷運行,馬德里—巴塞羅那500千伏線路負(fù)載率長期超過90%;部分變電站仍在使用20世紀(jì)70年代的繼電器保護裝置。電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的老化不僅難以適應(yīng)大規(guī)??稍偕茉床⒕W(wǎng),而且長期超負(fù)荷運行導(dǎo)致電網(wǎng)在遭遇突發(fā)事件時缺乏足夠的應(yīng)對能力,特別是在面臨突發(fā)天氣事件時,電網(wǎng)顯得更加脆弱,難以有效應(yīng)對電力需求的波動和外部擾動,從而加劇停電的嚴(yán)重性。
——“能源孤島”的運行模式導(dǎo)致跨境協(xié)調(diào)支援能力不足。歐盟自2009年起推動“能源聯(lián)盟”戰(zhàn)略,要求成員國間實現(xiàn)至少10%的跨境電力互聯(lián)容量。西班牙和葡萄牙電網(wǎng)雖高度一體化,卻長期作為獨立區(qū)域運行,僅依靠3條400千伏高壓交流線路與歐洲主網(wǎng)連接,跨境輸電能力不足總需求的8%,宛如一座孤立的“能源孤島”。這使得它們在面對突發(fā)狀況時,難以快速獲取外部協(xié)調(diào)和支援,抗風(fēng)險能力極為薄弱。且4月28日當(dāng)天西班牙電網(wǎng)崩潰時,周邊的法國也因失去同步而切斷了與西班牙的聯(lián)絡(luò)線,進而加劇了伊比利亞電網(wǎng)的崩潰,擴大了停電的范圍和影響。
應(yīng)高度重視我國電網(wǎng)安全
近年來,歐洲已發(fā)生過多次大規(guī)模停電事件,與之形成鮮明對比的是,我國在極端天氣頻發(fā)、源荷雙側(cè)不確定性增加等條件下,仍保持電力安全可靠供應(yīng),未發(fā)生類似的大停電事件。主要原因在于:我國擁有多能互補的電源;電力基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化、數(shù)智化程度高;儲能體系逐步成型,靈活調(diào)度能力領(lǐng)先全球。更重要的是,我國擁有高效的新型舉國體制,通過統(tǒng)籌規(guī)劃、資源調(diào)配、有序用電等方式,提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電力應(yīng)急響應(yīng)能力。
盡管我國擁有豐富的電力保供經(jīng)驗,但也應(yīng)未雨綢繆,汲取此次西葡大停電事件的教訓(xùn),不斷提升電力保供能力和水平,避免類似事件發(fā)生。
我們需要更加重視電網(wǎng)運行安全。傳統(tǒng)能源安全關(guān)注焦點更多是油氣等傳統(tǒng)能源的供應(yīng),隨著可再生能源發(fā)電占比的提升,油氣等供應(yīng)安全或許能夠得到提升,但電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的運行安全風(fēng)險卻在不斷增加:一是高比例可再生能源的接入對電網(wǎng)的調(diào)度與平穩(wěn)運行帶來沖擊;二是極端災(zāi)害天氣頻發(fā)對電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施運行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,未來在推進能源轉(zhuǎn)型過程中,需樹立新型能源安全觀念,擴展能源安全的范圍,更加重視電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施運行安全。
此次西葡大停電不僅暴露出其電網(wǎng)的脆弱性,還反映了其能源轉(zhuǎn)型過程中存在的問題:煤電關(guān)停過早過快,天然氣調(diào)峰能力尚未完全建成,核電裝機容量持續(xù)收縮,過度依賴可再生能源發(fā)電,一旦碰上極端天氣,風(fēng)光出力不足,就可能引發(fā)大規(guī)模停電事件。對于我國這樣的能源消費大國來說,能源轉(zhuǎn)型不能理想化。發(fā)電側(cè)不能過度依賴風(fēng)電、光伏這樣單一、“清潔而間歇”的電源形式,必須保持“多源協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)互補”,確保有充足的替代和備用電源。
多措并舉提升我國電力保供能力和水平
一是不斷提升電網(wǎng)安全韌性。提升電網(wǎng)安全韌性是保障電力供應(yīng)安全和應(yīng)對極端氣候變化的關(guān)鍵舉措。要加大電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的投資建設(shè)力度,甚至超前規(guī)劃和投資建設(shè),保證電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施及時跟上可再生能源的快速增長。隨著可再生能源比例的提高,電網(wǎng)管理變得更加復(fù)雜,需要更智能的電網(wǎng)系統(tǒng)和更完善的能源管理技術(shù)。應(yīng)通過技術(shù)迭代升級、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化、體制機制創(chuàng)新等,不斷提升電網(wǎng)安全韌性。
二是不斷提升系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力。風(fēng)力、光伏等可再生能源的波動性和間歇性要求電網(wǎng)具備更高的靈活性和調(diào)峰能力,應(yīng)保留靈活備用電源。傳統(tǒng)火電雖然碳排放較高,但在可再生能源供應(yīng)不穩(wěn)定時,能夠迅速啟動,為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電力支持。所以,必須保留一定比例的核電和火電作為備用電源,在突發(fā)停電事件時能夠快速恢復(fù)電力供應(yīng)。儲能具有平抑新能源波動、緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力、快速黑啟動等優(yōu)點,已成為預(yù)防電網(wǎng)大停電及縮短停電時間的核心設(shè)施。因此,需加大儲能系統(tǒng)投資和建設(shè)力度,增加儲能配置,提高新能源和儲能涉網(wǎng)性能,促進新能源大規(guī)模并網(wǎng)的同時保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行。
三是加強不同區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)互通。不同區(qū)域電網(wǎng)之間互聯(lián)互通是提升電力系統(tǒng)靈活性和穩(wěn)定性的重要路徑。需高度重視不同區(qū)域之間的電力平衡,打破區(qū)域壁壘,強化規(guī)劃協(xié)同、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、政策對接等,形成電力余缺互濟、優(yōu)勢互補格局,防止局部出現(xiàn)“能源孤島”。一旦出現(xiàn)大規(guī)模停電事故,可多方協(xié)同應(yīng)對、相互支援,并通過跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)調(diào)機制,實現(xiàn)信息共享、資源共享和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,提升電力應(yīng)急響應(yīng)能力。
四是積極推進電力市場化改革。我國在推進可再生能源高比例消納的同時,應(yīng)通過市場化手段(輔助服務(wù)、儲能激勵、統(tǒng)一市場規(guī)則等),充分體現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)資源的價值,增強電力系統(tǒng)的韌性和安全性。例如,加快電力輔助服務(wù)市場建設(shè),將儲能、虛擬電廠等新型主體納入市場,通過調(diào)頻、備用等服務(wù)提升電網(wǎng)靈活性,并通過市場機制激勵火電靈活性改造。推進全國統(tǒng)一電力市場建設(shè),打破省間壁壘,統(tǒng)一市場規(guī)則,通過中長期、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)市場的協(xié)同,形成動態(tài)價格信號,引導(dǎo)電源與負(fù)荷匹配,優(yōu)化資源配置,以應(yīng)對可再生能源的波動。