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最近，美國又雙叒叕停電了。 繼2019年7月紐約曼哈頓大停電、2020年8月加州大停電后，據美國有線電視新聞網（CNN）報道，今年2月15日，受冬季風暴的嚴重影響，美國得克薩斯州超過300萬人失去了電力供應。  得克薩斯州電力可靠性委員會（ERCOT）表示，極端天氣條件迫使許多不同燃料類型的發電機組脫離電網，打破了電力供應的平衡。目前，ERCOT運營的電網的實時批發市場價格已攀升至每兆瓦1.1萬美元，而平時為得州提供大部分電力的電網價格是每兆瓦不到100美元。   據了解，極寒天氣也導致得州多家煉油廠和油井暫停作業，天然氣和原油管道傳輸也受限，進而引發天然氣發電出力不足。在頁巖油產區的中心米德蘭，創紀錄的降雪和32年來的最低溫導致企業處于關閉狀態。 作為一個超級大國，美國為什么會頻頻停電？ 據業內人士分析，這次停電的直接原因是：暴風雪導致的極寒天氣引發第一大電源——天然氣發電出力也不足、第2大電源——風力發電機組被“凍結”，這折射了得州甚至是美國電網的設施老舊、電力系統應急儲能和靈活調節能力不足、電力市場設計存在缺陷等諸多弊端。 為此，《能源評論》特意采訪到了全球能源互聯網發展合作組織北美辦公室的相關專家王乾坤，他告訴記者，美國近年來的頻繁停電，雖然直接誘因是極端天氣，但其電力設施老舊以及整體的電力系統運行機制不足難辭其咎。 第一，電網設施老舊。 “美國的工業化進程比我國早幾十年，因此美國很多的電力設施都是幾十年前修建的，有的服役甚至超過百年。隨著城市的發展，居民用電負荷不斷升上，加之極端天氣頻發，這些都對老舊的電力設備形成了挑戰。” 根據美國能源部（DOE）的統計顯示，當下美國70%的輸電線路和變壓器運行年限超過 25 年，60%的斷路器運行年限超過30年，陳舊的電網設施面臨保障供電可靠性的巨大挑戰。 第二，電力系統的靈活調節能力不足。 從近年來美國電力結構的變化趨勢來看，煤電的發電量呈現明顯的下降趨勢，天然氣、風電、太陽能等新能源發電逐漸成為美國電力來源的主力軍。2018年，美國天然氣凈發電量為1.47萬億千瓦時，同比增長13.1%，占同期美國凈發電量的35.1%，超過煤電位列首位。 在過去十年中，得州的風力發電逐漸成為該州的第二大發電源。2020年，供應給該州電網的能源中有23%是來自風力發電。  隨著低碳環保逐漸的“政治正確化”，加之利潤空間受到廉價天然氣和可再生能源的擠壓，得州當地的燃煤電廠相繼被關閉。 然而，此次極寒天氣導致得克薩斯州約一半的風力渦輪機容量（2.5萬兆瓦）被“凍結”。 風電出力顯然出現了問題。 其實，電力儲備不足、靈活性電源的缺失所導致的用電緊缺，并不是第一次出現在美國。 去年加州大停電的根本原因就是加州計劃實現100%可再生能源供給的發展路徑過于激進，使得加州獨立系統運營商（ CAISO ）沒有充足的靈活裝機容量應對小概率事件。 此次得州大停電，再次引發對于快速廢棄傳統能源設施，向綠色能源激進轉型的爭議。據了解，風能約給德州帶來25吉瓦的電力供應，在天氣配合的時候甚至可以解決全州60%的供電尋求。但是，進入冬季，隨著氣候的變化，風能發電能力只有最強季節的19%至43%。 第三，電力產業結構復雜，電力市場缺乏整體性和前瞻考慮。 美國的電力產業結構非常復雜，尤其是產權結構可謂“支離破碎”。 美國全國有電力企業3000多家，按所有制劃分，包括私營企業、聯邦公營、市政公司、電力合作社等多種形式。其中私營企業300余家，服務用戶占比72.6%，售電量占比72%，收入占比73.5%；聯邦公營電力公司包括田納西流域管理局等6家企業，服務用戶約4萬人，售電量占比1.2%，收入占比0.5%。市政公營電力公司和農電合作社規模小、數量多，分別約1900家和1000余家，用戶數占比27%，售電量占比26.3%，收入占比26%。 從業務劃分來看，電力企業包括發電商、輸電公司、配電公司和零售商。私營企業涉及發輸配售各個業務環節，聯邦和州屬企業一般從事發電和輸電業務，市政公營和農電合作社一般為配電和零售業務，有些也涉及少量發電業務。 “這種電網系統中各環節主體相對分散的模式，導致電力公司之間的調度難度非常大，一旦出現緊急事故，他們之間互相支援的能力很有限。”王乾坤說，“此外，輸電網項目相較于其他投資項目，具有回報率低，建設周期長等特點，因而缺乏投資吸引力。這些私有化的電力公司在考慮對電網設施的投資、維護時往往不會做長久的打算，經濟回報率是他們首要考慮的問題。也就是說，他們寧可接受這些電力事故，也不愿意因為這種小概率的極端天氣事件而在電網建設上做過多的投資。” 未來，發電機組面臨極端天氣被“凍結”的概率事件也許會越來越多，王乾坤表示，把停電原因“甩鍋”給任何一種發電技術都沒有意義，畢竟極端條件下誰都扛不住。 在全球氣候變化的大背景下，極端天氣在各國輪番“上演”，能源電力系統該如何應對這一問題，是未來各國需要直面的問題。 |
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