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美国大断电风能“背锅”,德州困境对电网改革有何启示?

美国国家可再生能源实验室2020年的研究发现,在全美范围内建设高压输电网络所节省的成本,将超过建设该网络所需的投资。

2月17日,美国德克萨斯州奥斯汀 图片来源:视觉中国

记者 | 田思奇

极端严寒天气在最近一周袭击了美国中部和南部,位于南部的德克萨斯州也未能幸免。漫天飞雪之下,德州气温创数十年来最低水平,数百万居民断电断暖,超20人因取暖用火或交通事故意外身亡。

在极度依赖电力的现代社会,断电让民众难以维持最基本的日常生活。身为能源丰富的美国GDP第二大州,德克萨斯却正经历这般窘境。截至本周三(2月17日),当地仍有超过300万民众无法用电。

出于政治考量,两党迅速将德州断电归咎于不同的对象。而在拜登政府渴望让全美向可再生能源转型来应对气候变化之时,德州寒潮断电还为改革提供了更明确的方向。

风能是罪魁祸首?

断电发生后,共和党人立刻指责道,大力发展可再生能源,摒弃煤炭等传统能源,就是断电的根本原因。

特朗普政府的能源部长丹·布劳莱特对彭博TV表示,德州断电证明意味关闭煤炭、天然气和核电站是危险的举动,这些电力站更加稳定。

“我们转而采用更间歇性的,坦白说也是更不可靠的风能和太阳能能源”,布劳莱特说,“我们必须正视这个问题,就美国的可再生能源进行坦诚的讨论。”

德州的电网运营商——电力可靠性委员会(ERCOT)数据显示,2020年,德克萨斯州40%的电力来自天然气,风力发电以23%的份额位居第二,煤炭(18%)和核能(11%)紧随其后,太阳能占比2%。

《华尔街日报》社论也指出,过去10年里,足以为6000万户美国家庭供电的煤炭设施停止运营,还有许多核电站计划关闭。民主党和共和党政客都在推动对可再生能源的补贴,然而德州正在发生的一切暴露出可再生能源的局限性。

“风力涡轮机被冻上了,太阳能也毫无用处,”堪萨斯州参议员迈克·汤普森在Facebook上写道,“这就是可再生能源扩张很危险的原因。”

但也有美媒指出,上述说法有失偏颇。风力发电在寒冬时节本身就只占德州发电量的7%,天然气才是最主要的发电来源,也在电力短缺中占据一大部分,主要原因是管道在严寒中冻结。煤炭和核电站的产量也有所下降。

德州电力可靠性委员会称,截至周三,全州仍有4.6万兆瓦的电力被切断,其中2.8万兆瓦来自天然气、煤炭和核电站,1.8万兆瓦来自风能和太阳能。

民主党众议员奥卡西奥-科尔特斯(AOC)认为,德州对基础设施投资薄弱,气候变化的反对者担当领导人,因此对灾难事件准备不充足,才导致如今的局面。

以激进派观点著称的奥卡西奥-科尔特斯曾在2019年提出“绿色新政”,呼吁到2030年让美国实现温室气体净零排放。她在推特上写道:“德克萨斯州的基础设施故障实际上是不遵循绿色新政时就会发生的事情。”

独立电网是福是祸?

德克萨斯的断电事件还存在一大特殊性:这里是美国本土唯一电网独立的州。

美国本土48州大致分为三大电网系统管辖:美国东部联合电网、西部联合电网,以及独立的德州电网,覆盖德克萨斯绝大部分区域。

这片土地在历史上曾属于墨西哥,后成立德克萨斯共和国,直到1845年加入美国成为一个州。时至今日,德克萨斯州内依然存在脱离美国独立的呼声。

来源:EPA

为了不让联邦政府的监管过度干预德州,因此德州拥有独立的电网运营商——电力可靠性委员会,只受本州公用事业委员会和州立法机构监督。

但这也意味着如果电力出现故障,德克萨斯无法直接从东部或西部电网借电。

在当地自由的批发电力市场,能源供需失衡也导致实时批发市场价格攀升至9000美元,而平日里价格不到100美元。

管制松散的市场带来了显而易见的好处:便宜。《经济学人》指出,对于消费者来说,该州的平均电价为每千瓦时8.6美分,比全美平均水平低约五分之一,是加利福尼亚州的一半。

德克萨斯也不要求“容量市场”,即为需求激增时预留额外的电力。极端严寒天气也很少见,电力公司更不会花大笔投资让设备“越冬”。加强发电设施的弹性意味着消费者要支付更多。

正如乔治亚理工学院土木与环境工程助理教授艾米莉·格鲁伯特所说,断电并非可再生能源比例大小的问题,而是电力系统的问题。

格鲁伯特在推特上写道:“我们要明确的是:今天发生的电网故障表明现有(基于化石能源)的系统也无法处理这些情况”,“任何电力系统都需要进行大规模的适应性改进。”

能源转型方向

德克萨斯当地专家认为,电网互联互通,改善传输与储存是避免未来电力危机的发展方向。

德克萨斯大学奥斯汀分校副研究员约书亚·罗兹表示,德州周二有400多万人断电,但美国有些地区电力过剩,电价低廉,那里应该把电力输送给德州急需电力的地区。

德克萨斯农工大学电气工程教授查南·辛格也对美国媒体VOX表示:“在这种情况下,互联互通会对德州电力可靠性委员会有所帮助。”

清洁能源企业协会高级能源经济(Advanced Energy Economy)董事总经理杰夫·丹尼斯对彭博新闻社表示,政府应该鼓励建立更多传输设施,将资源转移到需要的地方,建设更多高压电线在全美范围内输电。

美国国家可再生能源实验室2020年的互联互通研究发现,在全美范围内建设高压输电网络所节省的成本将超过建设该网络所需的投资。

研究机构气候中心(Climate Central)对美国停电数据的分析显示,自2000年以来,极端天气事件导致的美国重大停电事故增加67%,而气候变化广泛被认为是极端天气变得更加频繁的原因,也是拜登政府列出的美国“四大危机”之一,与经济困境、新冠疫情和种族不公并列。

按照带领美国转型可再生能源的规划,拜登政府将对美国电网进行“历史性投资”,其中包括改善电力传输和储存系统,使其在气候变化引发的极端天气中更具弹性。

到目前为止,上任即将满一个月的拜登已签署一系列旨在应对气候变化的指令,包括暂停联邦土地石油租约、重新加入巴黎气候协定、取消对化石燃料行业的补贴、吊销Keystone XL管道许可、将政府车队转换为电动汽车等。

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