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作為一個(gè)超級(jí)大國(guó),美國(guó)為什么會(huì)頻頻停電?據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析,得克薩斯州這次停電的直接原因是:暴風(fēng)雪導(dǎo)致的極寒天氣引發(fā)第一大電源——天然氣發(fā)電出力不足,第二大電源——風(fēng)力發(fā)電機(jī)組被“凍結(jié)”,這折射了得州甚至是美國(guó)電網(wǎng)設(shè)施老舊、電力系統(tǒng)應(yīng)急儲(chǔ)備電源不足、電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)存在缺陷等諸多弊端。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織北美辦公室相關(guān)專家王乾坤告訴記者,美國(guó)近年來(lái)的頻繁停電,雖然直接誘因是極端天氣,但其整體的電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制不足難辭其咎。
第一,電網(wǎng)設(shè)施老舊。
“美國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程比我國(guó)早幾十年,很多的電力設(shè)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(fā)展,居民用電負(fù)荷不斷增加,加之極端天氣頻發(fā),都對(duì)老舊的電力設(shè)備形成了挑戰(zhàn)?!蓖跚ふf。
美國(guó)能源部(DOE)的統(tǒng)計(jì)顯示,當(dāng)下美國(guó)70%的輸電線路和變壓器運(yùn)行年限超過25年,60%的斷路器運(yùn)行年限超過30年,陳舊的電網(wǎng)設(shè)施面臨保障供電可靠性的巨大挑戰(zhàn)。
第二,電力系統(tǒng)中常規(guī)電源配置不足。
從近年美國(guó)電力結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)來(lái)看,煤電發(fā)電量呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì),天然氣發(fā)電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源發(fā)電逐漸成為美國(guó)主要的電力來(lái)源。2018年,美國(guó)天然氣凈發(fā)電量為1.47萬(wàn)億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)13.1%,占同期凈發(fā)電量的35.1%,超過煤電位列首位。
在過去十年中,風(fēng)力發(fā)電逐漸成為得州的第二大電源。2020年,供給該州電網(wǎng)的能源中有23%來(lái)自風(fēng)力發(fā)電。隨著低碳環(huán)保逐漸的“政治正確化”,加上利潤(rùn)空間受到廉價(jià)天然氣和可再生能源的擠壓,得州當(dāng)?shù)氐娜济弘姀S相繼被關(guān)閉。然而,此次極寒天氣導(dǎo)致得州約一半的風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電能力被“凍結(jié)”。
其實(shí),電力儲(chǔ)備不足、可充當(dāng)系統(tǒng)“穩(wěn)定器”的常規(guī)電源的缺失所導(dǎo)致的用電緊缺,并不是第一次出現(xiàn)在美國(guó)。
去年8月加州大停電的根本原因就是加州計(jì)劃實(shí)現(xiàn)100%可再生能源供給的激進(jìn)發(fā)展路徑,使得加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(CAISO)沒有充足的靈活裝機(jī)容量應(yīng)對(duì)小概率事件。
此次得州大停電再次引發(fā)對(duì)于快速?gòu)U棄傳統(tǒng)能源設(shè)施、向綠色能源激進(jìn)轉(zhuǎn)型的爭(zhēng)議。據(jù)了解,風(fēng)能在天氣配合時(shí)甚至可以滿足得州60%的供電需求。但進(jìn)入冬季,隨著氣候變化,風(fēng)能發(fā)電能力只有最強(qiáng)季節(jié)的19%至43%。
第三,電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,電力市場(chǎng)缺乏整體性和前瞻考慮。
美國(guó)的電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,尤其是產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)可謂“支離破碎”。
美國(guó)全國(guó)有電力企業(yè)3000多家,按所有制劃分,包括私營(yíng)企業(yè)、聯(lián)邦公營(yíng)、市政公司、電力合作社等多種形式。其中私營(yíng)企業(yè)300余家,服務(wù)用戶占比72.6%,售電量占比72%,收入占比73.5%;聯(lián)邦公營(yíng)電力公司包括田納西流域管理局等6家企業(yè),服務(wù)用戶約4萬(wàn)人,售電量占比1.2%,收入占比0.5%。市政公營(yíng)電力公司和農(nóng)電合作社規(guī)模小、數(shù)量多,分別有約1900家和1000余家,用戶數(shù)占比27%,售電量占比26.3%,收入占比26%。
從業(yè)務(wù)劃分來(lái)看,電力企業(yè)包括發(fā)電商、輸電公司、配電公司和零售商。私營(yíng)企業(yè)涉及發(fā)輸配售各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié),聯(lián)邦和州屬企業(yè)一般從事發(fā)電和輸電業(yè)務(wù),市政公營(yíng)和農(nóng)電合作社一般為配電和零售業(yè)務(wù),有些也涉及少量發(fā)電業(yè)務(wù)。
“這種電網(wǎng)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)主體相對(duì)分散的模式,導(dǎo)致電力公司之間的調(diào)度難度非常大,一旦出現(xiàn)緊急事故,他們之間互相支援的能力很有限?!蓖跚ふf,“此外,輸電網(wǎng)項(xiàng)目相較于其他投資項(xiàng)目,具有回報(bào)率低、建設(shè)周期長(zhǎng)等特點(diǎn),因而缺乏投資吸引力。這些私有化的電力公司在考慮對(duì)電網(wǎng)設(shè)施的投資、維護(hù)時(shí)往往不會(huì)做長(zhǎng)久的打算,經(jīng)濟(jì)回報(bào)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?yàn)檫@種小概率的極端天氣事件而在電網(wǎng)建設(shè)上作過多投資?!?/p>
未來(lái),發(fā)電機(jī)組面臨極端天氣被“凍結(jié)”的概率事件也許會(huì)越來(lái)越多。王乾坤表示,把停電原因“甩鍋”給任何一種發(fā)電技術(shù)都沒有意義,能源電力系統(tǒng)該如何應(yīng)對(duì)這一問題是未來(lái)各國(guó)需要直面的問題。
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