得州雪災(zāi)的教訓(xùn)：電網(wǎng)應(yīng)更具彈性

林伯強(qiáng)

美國得州近日遭遇創(chuàng)紀(jì)錄的極端嚴(yán)寒暴雪天氣，暴漲的取暖需求以及低溫和冰雪導(dǎo)致的電力設(shè)備癱瘓，壓垮了得州的電力系統(tǒng)。逾300萬居民受到停電的影響，不得不忍受停電帶來的寒冷和黑暗。直升機(jī)在風(fēng)力渦輪機(jī)上除冰的圖片在網(wǎng)絡(luò)上流傳，引發(fā)更廣泛的關(guān)于新能源的討論。綠色能源政策，特別是風(fēng)力渦輪機(jī)使用的增加受到一些政客、媒體評(píng)論員和民眾的指責(zé)。

只是，得州的大規(guī)模停電和電價(jià)暴漲不能完全歸咎于其電力供應(yīng)中的新能源。首先，盡管經(jīng)過十?dāng)?shù)年的發(fā)展，得州的風(fēng)電具備了一定的規(guī)?！s占得州電力供應(yīng)的20%，是核電的兩倍。但占電力供應(yīng)最大比例的仍然是傳統(tǒng)的化石燃料天然氣和煤。特別是在冬天，由于天然氣和其他能源對(duì)電網(wǎng)的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于風(fēng)力發(fā)電，這些能源的短缺對(duì)電力系統(tǒng)的影響要大得多。

受冰雪影響，不僅是風(fēng)力渦輪機(jī)，天然氣井和核電的重要設(shè)備也都受到冰雪影響導(dǎo)致無法正常供電，如過低的氣溫影響了南得克薩斯核電站運(yùn)行所需的供水系統(tǒng)，導(dǎo)致反應(yīng)堆關(guān)閉。得州主要能源供應(yīng)商——得州電力可靠性委員會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，在這次寒潮中有16GW的風(fēng)能、太陽能和其他可再生能源機(jī)組停止運(yùn)行；與此同時(shí)，有30GW的天然氣和核電機(jī)組脫網(wǎng)。

其次，得州是美國本土48個(gè)州中唯一擁有獨(dú)立電網(wǎng)的州，有著獨(dú)特的資源稟賦。只是當(dāng)其電網(wǎng)供應(yīng)受到壓力時(shí)，卻無法與美國其他電網(wǎng)連接以彌補(bǔ)電力短缺。

此外，位于美國南部的得州屬于溫帶和亞熱帶氣候，降雪天氣甚是罕見，這一歷史低溫是出乎意料的，對(duì)于極端嚴(yán)寒暴雪天氣沒有足夠防備。事后可以檢討，說得州的風(fēng)力渦輪機(jī)沒有配備與美國北部相同的防凍套件，同樣其他類型能源發(fā)電的機(jī)組也沒有相應(yīng)準(zhǔn)備，在嚴(yán)寒天氣下難以解決發(fā)電機(jī)組的用水問題等等。其實(shí)，有些嚴(yán)重依賴新能源的區(qū)域在寒冷天氣下仍然可以滿足自身電力需求，如美國中東部近40%電力由風(fēng)電供應(yīng)的艾奧瓦州。

出現(xiàn)罕見雪災(zāi)導(dǎo)致大規(guī)模停電情有可原，但可以通過技術(shù)和必要的投資緩解停電痛苦。得州事件也帶給中國新能源發(fā)展一些警醒：

一是，要明確的是可再生能源在一個(gè)高度清潔脫碳的電力系統(tǒng)中扮演著必不可少的角色。氣候變化會(huì)導(dǎo)致更多的極端氣候，而極端氣候又會(huì)給可再生能源占比較大的電網(wǎng)造成沖擊，因此需要增加可再生能源的穩(wěn)定性。除了抽水蓄能以外，巨型電池等新型儲(chǔ)能技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用正朝著經(jīng)濟(jì)和可行的方向變化。這些應(yīng)用大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的系統(tǒng)，未來可以緩解突發(fā)情況下對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

第二，過時(shí)的電網(wǎng)將難以應(yīng)對(duì)極端天氣，因此對(duì)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的前瞻性規(guī)劃和投資變得更加重要。需要根據(jù)可再生能源的增長，對(duì)關(guān)鍵的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行投資，同時(shí)電網(wǎng)中的設(shè)備設(shè)計(jì)與制造需要考慮到極端的氣象條件可能產(chǎn)生的影響，讓電網(wǎng)變得更具“彈性”。

第三，對(duì)電網(wǎng)設(shè)計(jì)采取更全面、更完整的系統(tǒng)建設(shè)至關(guān)重要。區(qū)域需要避免由于獨(dú)立電網(wǎng)所產(chǎn)生的孤立無援的現(xiàn)象。有了更好的區(qū)域系統(tǒng)互聯(lián)電網(wǎng)，可以在地區(qū)之間傳輸電力，除了避免防止廣泛的停電成為新常態(tài)，還可以在極端情況下實(shí)現(xiàn)保底供應(yīng)。▲

（作者是廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長）