美國加州、得州再度拉響缺電警報,都指向了同一個原因

  異常高溫、持久乾旱,令美國多州再度拉響缺電警報。無論是加利福尼亞州還是得克薩斯州,缺電就像過去幾年的類似情形在反覆重演。

  據多家美媒近日報導,由於電力供應短缺和極端天氣,加州在接下來的三個夏季都有可能面臨停電風險。該州能源部門官員們在媒體電話會上表示,今年夏天的電力缺口可能達到1700兆瓦——相當於約130萬戶家庭的用電需求——到2025 年,缺口可能加劇至約1800兆瓦。

  「氣候變化事件正在以前所未有的方式影響我們的能源系統。」加州公用事業委員會(CPUC)主席Alice Reynolds表示,「在這個過渡時期,系統可靠性將變得很困難。」

  在能源部門作出上述缺口預測之前不久,加州州長加文·紐森表示考慮延長該州最後一座核電站的運行時間,而非按原計劃於2025年關閉。面對未來幾年的電力短缺,紐森政府不得不延長核電服役,以確保快速向可再生能源電網過渡期間的穩定電源。

  加州擁有全球最激進的氣候變化政策,於2018年提出清潔能源法案,2030年之前可再生能源供電佔全州供電的60%,到2045年,加州零售電力和政府採購電力必須100%來自可再生能源和零碳能源。加州獨立系統運營商(CAISO)近日發佈了無碳電網的最新記錄:4月3日,當時電網中97.6%的電力來自可再生能源,該記錄於下午3時39分短暫出現。

  過去兩年的夏季,加州接連出現供電吃緊。2020年8月,電網在持續極端高溫導致的電力需求激增下不堪重負,加州發生近20年來首次分區輪流停電。去年夏天,高溫帶來的用電負荷增長、水電季節性短缺令加州電網承壓,CAISO兩次發佈全州範圍的節電警報,呼籲用戶自願節電。

  過快的能源轉型令電力平衡變得頗具挑戰,高發的極端高溫和乾旱天氣又加劇了這種挑戰。美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)3月中旬發佈報告,預測3月到6月美國西區將出現長期持續的乾旱,全美平均氣溫也將高於往年同期的平均水平。

  CAISO首席運營官Mark Rothleder在前述電話會上稱,電力系統面臨的最大挑戰將發生在夏末和初秋的炎熱夜晚,光伏發電系統輸出電力減少,但空調需求仍然很高。

  為了填補供應缺口,加州官員已下令公用事業公司採購數千兆瓦的額外電源,包括儲能。儘管如此,加州能源委員會(CEC)副主席Siva Gunda表示,今年全球供應鏈的挑戰和其他問題導致約600兆瓦的新清潔能源項目推遲。

  再加上嚴重乾旱減少該州水電發電量,系統壓力可能前所未有。CAISO高級副總裁Mark Rothleder說,當極端高溫與其他類型的緊急情況同時發生時,風險便急劇放大。

  「我們相信電網相較於去年和前年已經做好了應對高峰負荷的準備。」太平洋天然氣和電力公司(PG&E)發言人Lynsey Paulo稱,正與相關部門合作,確保今夏電力服務安全可靠。

  得克薩斯州同樣在經受異常熱浪的侵襲,氣溫可能達到接近創紀錄水平。上周,得州多地氣溫高達40攝氏度,遠高於往年正常水平。

  得州電力可靠性委員會 (ERCOT) 5月4日發佈公告,預計該地區將在5月6日至9日出現異常炎熱的天氣,並且可能出現較往常更大的電力需求。ERCOT表示正與公用事業委員會、發電企業和輸電公司密切協調,以確保為極端高溫做好準備。ERCOT還要求該地區的發電廠推遲計劃停電,對潛在電力短缺嚴陣以待。

  「我對此感到擔憂。」負責監督橫跨中西區大部分地區的大型區域電網——中大陸獨立系統運營商(MISO)首席執行官John Bear對華爾街日報表示,「隨著能源轉型的推進,我們需要更清楚地明白,光伏和風電與傳統的火力發電是完全不同的。」

  該報導認為,正是由於傳統發電廠的退休速度快於可再生能源和電池儲能取代它們的速度,全美電力短缺的風險正在上升。隨著美國從以煤炭和天然氣為燃料的傳統發電廠向更清潔的能源形式(如風能、太陽能)進行歷史性轉變,電網正承受著壓力,而且許多地區的核電站退休也被提上日程。

  「挑戰在於風電和光伏——它們是最便宜的發電形式之一——並不能持續發電,需要大型電池來儲存其輸出以備用。雖然大量儲能系統正在開發中,但區域電網運營商最近警告說,速度可能不足以抵消可以全天候供電的傳統發電廠的關閉速度。

  供應鏈挑戰和通貨膨脹令上述情形雪上加霜。美國商務部3月下旬稱將調查中國光伏企業是否通過在4個東南亞國家開展業務來規避關稅。美媒認為,這阻礙了光伏系統關鍵部件的進口,「成功使美國光伏產業陷入停頓。」

  「世界各地的每個市場都在努力解決同樣的問題。」ERCOT臨時首席執行官Brad Jones說,「我們都在努力尋找儘可能多利用可再生資源的方法……同時確保我們有足夠的可調度發電來管理可靠性。」

  「我們需要確保有足夠的新資源到位並投入運營,然後才能讓一些傳統機組退休。」 CAISO首席運營官Mark Rothleder提醒稱,「否則,我們就有可能面臨產能不足的風險。」

  除了新舊能源過渡,日益頻繁的極端天氣也對電網可靠性提出了更大考驗。加州和得州,近年來都經歷了極端天氣情況下停電事故的教訓。

  2020年8月14日至8月15日,加州發生輪流停電事故,同年8月17日至8月18日和9月5日至9月6日,該州電網進入緊急狀態,至少81萬居民用戶的正常用電受到影響。同年10月加州三大能源機構發佈的8月中旬停電事件初步分析報告指出,該事故由一系列因素共同導致,包括制定能源規劃時未充分考慮氣候變化因素,也沒有確保足夠的電源在日落後、光伏無法出力時保持供電。

  去年2月,暴風雪接連席捲美國南部、中西區和東北部地區,造成多地發生停電事故。重災區得州限電負荷超過2000萬千瓦,影響人口超過400萬人。得州居民用戶約60%採用電加熱方式採暖,極寒天氣使得州電網負荷急劇上升,在美東時間2月14日晚8時左右達到6922萬千瓦,創冬季負荷新高。而同一時刻,得州電網最大發電能力僅約4800萬千瓦,由此出現了約2000萬千瓦的電力供應缺口。得州電源結構以燃氣和風電機組為主,佔總裝機的77%。受極寒和雨雪天氣影響,大量天然氣管道出現冰堵導致氣源供應中斷,燃氣機組被迫停運;許多風電機組也因設備結冰無法發電。美東時間2月15日用電高峰期,得州總計約4000萬千瓦機組無法正常運行,超過總裝機的三分之一。

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