美國多地為何面臨更高的停電風(fēng)險？

蘇潔

6月20日，美國俄克拉荷馬州塔爾薩，暴風(fēng)雨天氣導(dǎo)致當(dāng)?shù)財嚯?，一名居民躺在草坪上消暑。本文圖/視覺中國

解決電力危機(jī)，不能把雞蛋放在一個籃子里。

“這不是哪種方案可行的問題，而是所有可能的方案都要試一試的問題。”

今年6月，由于嚴(yán)重的夏季風(fēng)暴，包括整個俄克拉荷馬州、得克薩斯州和路易斯安那州在內(nèi)，美國南部共計(jì)超過30萬居民遭遇了停電。在俄克拉荷馬州，由于暴風(fēng)雨在該地區(qū)帶來了強(qiáng)風(fēng)，大約有16.5萬市區(qū)附近的居民遭遇了停電。盡管電力公司的工作人員也連夜搶修了700多根斷裂的電線桿和倒下的電線，停電依然持續(xù)了幾天。僅僅在得克薩斯州的佩里頓鎮(zhèn)，就有約4000戶居民在遭受毀滅性龍卷風(fēng)襲擊后遭遇了停電后的“黑暗時刻”。

作為一個能源生產(chǎn)和消耗大國，美國人對電力中斷并不陌生。從稍微干擾日常生活的短暫停電，到影響范圍廣大的長時間電網(wǎng)故障，美國每個州的居民都曾有過家里停電的經(jīng)歷。根據(jù)美國電網(wǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)六月發(fā)布的消息，今年夏天，受高溫和極端天氣影響，美國高達(dá)三分之二的地區(qū)可能面臨電力中斷的危險。

在這些美國居民深受停電困擾的背后，是人們越來越依賴電力的生活方式。根據(jù)美國能源信息管理局的一份報告，2020年的電力消耗量較1950年增加了14倍。另據(jù)美國能源部估計(jì)，停電每年給美國經(jīng)濟(jì)造成1500億美元的損失。

不僅電力需求增加，高企的石油價格也牽動著美國人的神經(jīng)。當(dāng)?shù)貢r間7月22日，美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆對媒體表示，市場的波動仍在影響石油市場，她再次呼吁增加供應(yīng)。格蘭霍姆稱，預(yù)計(jì)美國今年的石油需求將增加至每天1250萬桶，并在2024年進(jìn)一步增長。

“我們希望石油價格下降?？偨y(tǒng)真正需要關(guān)注的，是要上班但支付不起高額油價的普通民眾。”格蘭霍姆說。她還強(qiáng)調(diào)了向可再生能源轉(zhuǎn)型的重要性，并稱這是今年能源峰會的一個關(guān)鍵議題?！拔覀兌几惺艿搅藰O端天氣的影響。我們必須同時在各地采取一切行動，大規(guī)模部署清潔能源。”

與此同時，美國國內(nèi)呼吁總統(tǒng)拜登宣布進(jìn)入氣候緊急狀態(tài)的聲音一直不斷。早在去年10月，就有8名參議院民主黨人敦促拜登宣布?xì)夂蚓o急狀態(tài)，以通過總統(tǒng)行政權(quán)力達(dá)到減排目標(biāo)，以應(yīng)對能源、電力供應(yīng)危機(jī)等。

氣候變化惹的禍？

30萬人遭遇停電，這在北美電力可靠性公司（NERC）的可靠性評估和績效分析主管約翰看來，并不是一件意外的事情。這家專注于北美地區(qū)電力評估的非營利性機(jī)構(gòu)，今年五月曾發(fā)布了一份報告，預(yù)計(jì)共有九個區(qū)域電網(wǎng)（包括新英格蘭、俄亥俄以西以及加拿大安大略?。┰?023年夏季面臨更高的停電風(fēng)險。

約翰表示，停電預(yù)測是近幾年才常見的一種現(xiàn)象。“這對我們來說是嶄新的事物。在過去的30年、40年甚至50年里，系統(tǒng)的容量一直很充裕?！?/p>

今年夏天，隨著更大范圍的地區(qū)開始升溫，電網(wǎng)運(yùn)營商之間分享電力能源的能力下降，加劇了潛在的電力短缺問題。大多數(shù)預(yù)測長期溫度趨勢的研究預(yù)計(jì)，隨著氣候變化導(dǎo)致全球變暖，熱浪將變得更加常見。一項(xiàng)最近的研究估計(jì)，與20世紀(jì)末相比，美國每年超過100℉（攝氏38℃）的天數(shù)將翻一番，每年超過105℉（攝氏41℃）的天數(shù)將增加兩倍。

為了應(yīng)對能源短缺、極端天氣等因素對電網(wǎng)帶來的壓力，目前，美國全國各地都在上馬加強(qiáng)電網(wǎng)的項(xiàng)目。7月20日，美國能源部宣布為各州和部落提供近3千萬美元的電網(wǎng)韌性補(bǔ)助金，以提高電網(wǎng)韌性，并增強(qiáng)全美清潔能源的輸送。

這是拜登政府《重建美好法案》通過后提供的第四輪資金。2021年底，美國眾議院通過了《重建美好法案》（Build Back Better Act），這項(xiàng)價值約1.75萬億美元的一攬子財政支出計(jì)劃法案，涉及內(nèi)容包括徹底改變美國的醫(yī)療保健、氣候變化、清潔能源、教育、稅法、移民等多方面問題。這其中，200億美元被用于建設(shè)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。自2023年5月以來，美國能源部已經(jīng)向23個州、哥倫比亞特區(qū)和12個部落實(shí)體分發(fā)了約3.54億美元撥款，以提升電網(wǎng)韌性。

盡管有相對充足的資金支持，但近年來日益惡化的停電情況表明，美國的基礎(chǔ)設(shè)施更新依然跟不上自然環(huán)境的變化，也跟不上現(xiàn)實(shí)需求。2022年的州級調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，極端天氣是導(dǎo)致停電趨勢上升的主要原因。同時，美國各州面臨的停電情況也不盡相同。比如，美國的28個州及華盛頓特區(qū)的年平均停電時間不到5小時，而得克薩斯州、俄勒岡州和路易斯安那州的停電數(shù)據(jù)就不那么樂觀了，年平均停電時間超過20小時，其中，路易斯安納州的年停電時間更是超過80小時。

氣候變化導(dǎo)致的極端天氣，還給美國電力系統(tǒng)的韌性和耐力帶來了更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。“如果我們不采取措施提高電網(wǎng)的可靠性，隨著這些天氣影響的頻率和強(qiáng)度增加，我們肯定會看到越來越多的電網(wǎng)故障?！?北卡羅來納州立大學(xué)的清潔能源技術(shù)中心政策分析師瑞貝卡·莫拉表示。

根據(jù)美國《時代》周刊報道，隨著氣候變化導(dǎo)致的自然災(zāi)害變得越來越頻繁，持續(xù)時間更長，甚至可能威脅生命的停電問題也更加頻繁地出現(xiàn)。這一點(diǎn)在2021年變得非常明顯，當(dāng)時，在多次極端天氣的影響下，美國的電力系統(tǒng)出現(xiàn)了過載甚至崩潰。當(dāng)年，一場冬季風(fēng)暴導(dǎo)致墨西哥灣沿岸州，尤其是得克薩斯州陷入能源危機(jī)。禍不單行，不久之后大西洋風(fēng)暴襲擊了該地區(qū)，颶風(fēng)艾達(dá)更是嚴(yán)重?fù)p壞了新奧爾良周圍的電力線，造成大規(guī)模停電。

而在美國西北地區(qū)，不僅冬季極寒天氣增加了停電風(fēng)險，夏季的野火和高溫甚至可能導(dǎo)致電力線融化。根據(jù)美國能源信息署（EIA）2022年度電力行業(yè)報告顯示，2021年，美國平均每個用戶經(jīng)歷的停電時間是7小時20分鐘，這其中，有大約5小時（72％）是由颶風(fēng)、野火和暴風(fēng)雪等重大天氣事件引起的。盡管和前一年相比，2021年的平均停電時間縮短了52分鐘，但仍然處于近年來的高峰。

美國加州拉斐特，太陽能電力公司的工作人員為一些新建房屋加裝光伏系統(tǒng)。

美國加州小城卡梅倫的風(fēng)電機(jī)組。

能源迭代的挑戰(zhàn)

在瑞貝卡·莫拉看來，解決電力危機(jī)，不能把雞蛋放在一個籃子里。以路易斯安那州為例，在經(jīng)歷了颶風(fēng)艾達(dá)后，該州對倒塌的輸電塔進(jìn)行了修復(fù)，通過電網(wǎng)升級使輸電線能夠抵御5級颶風(fēng)的風(fēng)力。同時，路易斯安那州也在探索另一個措施：在住宅屋頂加裝太陽能電池板。

從2015年起，路易斯安那州就通過激勵計(jì)劃推廣太陽能?！拔覀兿Ｍ黾臃植际桨l(fā)電，包括在屋頂上增加太陽能供個人使用，以及在社區(qū)增加微電網(wǎng)的數(shù)量。這樣，改善整個大型公用事業(yè)規(guī)模電網(wǎng)的可靠性就更為可能?！蹦治龅?，“這不是哪種方案可行的問題，而是所有可能的方案都要試一試的問題?！?/p>

2022年，美國白宮還曾發(fā)布緊急聲明，授權(quán)臨時延長東南亞太陽能電池和組件的免稅進(jìn)口。白宮在這份聲明中表示，多種因素威脅著美國的電力供應(yīng)能力。例如，在美國部分地區(qū)，干旱條件加上熱浪，導(dǎo)致創(chuàng)紀(jì)錄的電力需求。

為了確保電力資源充足，太陽能是美國最快增長的新發(fā)電源之一。近年來，美國安裝的絕大多數(shù)太陽能電池板是進(jìn)口的，其中東南亞的太陽能電池板約占2020年進(jìn)口電池板的四分之三。為應(yīng)對能源短缺，美國政府決定延長東南亞太陽能電池和組件的免稅進(jìn)口，以幫助滿足電力需求。

“在未來幾年里，隨著新的天然氣發(fā)電廠和更多可再生資源投入使用，供應(yīng)可能會增加。同時，輸電能力提升可以幫助解決一些停電問題?！?美國太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室的首席電氣工程師杰夫·達(dá)格爾表示。

然而，綠色能源探索的道路也并非一帆風(fēng)順。根據(jù)美國頂級電網(wǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的警告，美國電力網(wǎng)在2023年夏季面臨著供應(yīng)短缺的風(fēng)險，原因是全國范圍內(nèi)正推動用綠色替代品取代化石燃料發(fā)電。

北美電力可靠性公司（NERC）的可靠性評估和績效分析主管約翰表示，電力行業(yè)仍然面臨快速變化的資源結(jié)構(gòu)的許多挑戰(zhàn)。由于過去幾年中傳統(tǒng)發(fā)電陸續(xù)退場，電力供應(yīng)風(fēng)險也有所增加。該機(jī)構(gòu)的報告特別警告稱，大部分風(fēng)險是由于對可再生能源的更大依賴，但這些能源依賴于有利的天氣條件，在高峰期可能不可靠。

報告分析，今年不同地區(qū)面臨的用電形勢也各不相同。“今年新英格蘭地區(qū)的可用產(chǎn)能較少，而南方和中西部的電網(wǎng)面臨的則是需求增加和供應(yīng)減少的壓力。如果風(fēng)能不穩(wěn)定，中西部可能會出現(xiàn)問題。在西部，干旱可能導(dǎo)致水電站依賴的水庫干涸，全國各地的野火可能威脅輸電線路或?qū)е骂A(yù)防性停電。但在夏天，對電網(wǎng)的最大威脅是高溫，人們依賴空調(diào)來降溫?！?/p>

北美電力可靠性公司的可靠性評估主管約翰認(rèn)為，新能源的可靠性仍需繼續(xù)提高?！澳壳埃覀冋诳吹斤L(fēng)能和太陽能大幅增加。不過，這些資源的挑戰(zhàn)是它們并不總是隨時可用或可調(diào)度的?！?/p>

根據(jù)今年6月美國清潔能源協(xié)會發(fā)布的報告，2022年清潔能源裝機(jī)量首次在五年內(nèi)出現(xiàn)下降。報告稱，美國去年安裝了超過25.5千兆瓦的清潔能源，足以為數(shù)百萬美國家庭供電。然而，這個數(shù)字與2021年的部署水平相比下降了15％。許可問題、項(xiàng)目連接到電網(wǎng)的延遲和輸電線路短缺等問題，則是導(dǎo)致清潔能源增速減緩的主要原因。該報告將清潔能源定義為陸上和海上風(fēng)能、大型光伏和儲能技術(shù)。

美國清潔能源協(xié)會首席執(zhí)行官賈森·格魯梅特在最近的債務(wù)上限協(xié)議聲明中表示， “除非在新的清潔能源輸電能力的選址和建設(shè)方面有重大改善，否則美國將無法實(shí)現(xiàn)重要的經(jīng)濟(jì)、國家安全和氣候目標(biāo)。”