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      得州雪災(zāi)的教訓(xùn):電網(wǎng)應(yīng)更具彈性

      2021-02-23 04:19:13林伯強(qiáng)
      環(huán)球時(shí)報(bào) 2021-02-23
      關(guān)鍵詞:渦輪機(jī)風(fēng)力天氣

      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)

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