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【智庫思享】林伯強:得州雪災的教訓——電網應更具彈性

來源:環球時報 | 作者:林伯強 | 時間:2021-02-23 | 責編:申罡

文 | 林伯強 廈門大學中國能源政策研究院院長


美國得州近日遭遇創紀錄的極端嚴寒暴雪天氣,暴漲的取暖需求以及低溫和冰雪導致的電力設備癱瘓,壓垮了得州的電力系統。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。直升機在風力渦輪機上除冰的圖片在網路上流傳,引發更廣泛的關於新能源的討論。綠色能源政策,特別是風力渦輪機使用的增加受到一些政客、媒體評論員和民眾的指責。


只是,得州的大規模停電和電價暴漲不能完全歸咎於其電力供應中的新能源。首先,儘管經過十數年的發展,得州的風電具備了一定的規模——約佔得州電力供應的20%,是核電的兩倍。但佔電力供應最大比例的仍然是傳統的化石燃料天然氣和煤。特別是在冬天,由於天然氣和其他能源對電網的貢獻遠遠大於風力發電,這些能源的短缺對電力系統的影響要大得多。


受冰雪影響,不僅是風力渦輪機,天然氣井和核電的重要設備也都受到冰雪影響導致無法正常供電,如過低的氣溫影響了南得克薩斯核電站運作所需的供水系統,導致反應堆關閉。得州主要能源供應商——得州電力可靠性委員會的數據顯示,在這次寒潮中有16GW的風能、太陽能和其他可再生能源機組停止運作;與此同時,有30GW的天然氣和核電機組脫網。


其次,得州是美國本土48個州中唯一擁有獨立電網的州,有著獨特的資源稟賦。只是當其電網供應受到壓力時,卻無法與美國其他電網連接以彌補電力短缺。


此外,位於美國南部的得州屬於溫帶和亞熱帶氣候,降雪天氣甚是罕見,這一歷史低溫是出乎意料的,對於極端嚴寒暴雪天氣沒有足夠防備。事後可以檢討,説得州的風力渦輪機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電的機組也沒有相應準備,在嚴寒天氣下難以解決發電機組的用水問題等等。其實,有些嚴重依賴新能源的區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%電力由風電供應的艾奧瓦州。


出現罕見雪災導致大規模停電情有可原,但可以通過技術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展一些警醒:


一是,要明確的是可再生能源在一個高度清潔脫碳的電力系統中扮演著必不可少的角色。氣候變化會導致更多的極端氣候,而極端氣候又會給可再生能源佔比較大的電網造成衝擊,因此需要增加可再生能源的穩定性。除了抽水蓄能以外,巨型電池等新型儲能技術的大規模應用正朝著經濟和可行的方向變化。這些應用大規模儲能技術的系統,未來可以緩解突發情況下對電網的衝擊。


第二,過時的電網將難以應對極端天氣,因此對電網基礎設施的前瞻性規劃和投資變得更加重要。需要根據可再生能源的增長,對關鍵的電網基礎設施進行投資,同時電網中的設備設計與製造需要考慮到極端的氣象條件可能産生的影響,讓電網變得更具“彈性”。


第三,對電網設計採取更全面、更完整的系統建設至關重要。區域需要避免由於獨立電網所産生的孤立無援的現象。有了更好的區域系統互聯電網,可以在地區之間傳輸電力,除了避免防止廣泛的停電成為新常態,還可以在極端情況下實現保底供應。


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