德克萨斯州将停电归咎于新能源供应

德克萨斯州将停电归咎于新能源供应

  “挺尴尬的!”

  这句话不仅可以用在最近的股市上,还可以准确描述上周德州的天气。

  冬季最高气温可达25摄氏度的德克萨斯州,今年突然进入“冰河时代”。零下10摄氏度的气温和大雪让德州人意识到,买一台能暖机的空调有多重要。

  等等!就算有空调也没有电!

  在德州,比寒冷更糟糕的是停电。

  大量新闻报道了寒潮期间德州人的噩梦般生活。极端寒冷的天气导致大规模停电,让一直使用空调取暖的美国人不知所措。

  停电的影响不仅仅是对人员的冻结。由于室内温度太低,许多房子的水管结冰开裂,形成冰柱或水幕洞穴。

  有些人在汽车里只能靠发动机热,却死于一氧化碳中毒。

  与此同时,德州的电价也已经涨上了天,个别地方的电价甚至高达60元人民币1元,比平时高了几百倍。普通人真正体会到了“用不上电”的悲剧。

  灾难已经过去一段时间了,人们对灾难的反思也逐渐展开。德州电力资源丰富,平日电价很低。令人难以置信的是,一场寒潮造成了如此大规模的灾难。

  新能源好不好?

  大多数停电有两个直接原因:发电量急剧减少和输电线路损坏。这次在德州也不例外。

  《华尔街日报》和德克萨斯州州长都将停电归咎于德克萨斯州的新能源供应。德州虽然电能丰富,但主要使用清洁能源发电,传统的燃煤火电只占20.31%。极端寒冷的天气导致许多风力涡轮机被“冻结”,一半的风力涡轮机被冻结。风力发电占总发电量的比例从42%下降到8%,煤炭和核能的基本产量不足以支撑电网。

  《经济学家》杂志驳斥了这一观点。据《经济学人》报道,风力发电的份额并不太多,只有20%左右,风力发电的破坏只是大停电的原因之一。此外,天然气井的冻结和核电站因风雪而无法运行,共同造成了这场悲剧。追根溯源,都是盆寒潮。这次寒潮只是意外,不应该放弃清洁能源。

  除了对清洁能源的批评,德州电网的设计和运行也是罪魁祸首。由于复杂的历史原因,德州电网不与外界相连,无法接收外界输送的电能。同时,德州的电力行业市场化程度很高,大大小小的电力公司有几百家。由于充分竞争,平日电价相对便宜。一旦出了问题,电价会呈几何级数增长,运营单位会大发横财。

  风力不够,需要火电。

  风能、太阳能、水能、地热能、核能……清洁能源在减少污染和可持续发展两大目标中大放异彩,但问题亟待解决。

  清洁能源发电的性质决定了其固有的缺陷:对自然环境的依赖。太阳能不用说,要看天气,风能更是神出鬼没。

  电能几乎不能储存,需要立即使用,可能会出现“急用时需求太多,不用时需求太多”的情况。

  另一方面,即使新能源方式发电,电网也可能因为供电质量难以保证而不愿意接入线路。供电质量不仅在于一般意义上的“稳定供电”,还在于其他因素。风电、水电等发电方式输出随机性大,会对电网交流频率产生不利影响。对于光伏发电,还涉及到电流转换的问题:太阳能电池板发出直流电,需要经过特殊处理(逆变)才能转换成交流电,才能被大多数用户使用。在逆变过程中,需要应用到很多半导体器件上,这些器件具有高速开关的特性,这个过程也会影响电网的稳定性。

  为了解决这些问题,相关部门通常会留下一些火电机组作为备胎。热电站不仅不受天气影响,还可以“随时可用”——已经燃烧的机组半小时内就可以发电。

  但当火电机组比例过低,新能源发电比例过高时,备胎数量不足,就会引发“缺电”的情况。如何更好地利用新能源,科学地替代传统发电,是我们目前面临的关键问题之一。

  不可避免的挑战——寒潮。

  对于电力系统来说,天气突变不仅带来电力负荷的突变,也给输配电带来巨大的挑战。

  2008年冰雪灾害后,为了减少大规模冰冻造成的电力系统损失,我国采用了DC融冰技术、无人机喷火融冰等“黑技术”,大大提高了电网应对冰雪灾害的能力。

  与此同时,中国正在加大跨区域电网互联建设。UHV输电和直流输电的消息经常见诸报端,保证了某地区因灾无法发电时的“八方支援”效果。

  在大力发展新能源发电的同时,中国也在努力克服新能源发电的问题。这不仅包括分布式新能源引起的电网振荡对电网电能质量影响较大,还包括德州停电暴露出的新能源机组输出不稳定。

  随着我国气象水平的提高和卫星系统的完善,越来越有可能对天气进行高精度的模拟和预测,这为新能源输出的高精度预测提供了条件。电网公司也在逐步增加投资,建设更先进的新能源机组和换流站,以最大限度地提高电网的稳定性。同时,各级调度部门将采用先进的算法,提高在线监控和跟踪操作,使新能源电力更高效地流向需要的地方。

  环境保护是一个长期的问题,我们周围会有越来越多的新能源。为了保证新能源产量急剧下降时供电的稳定性,需要不断提高电网的智能化和调度水平。

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