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本月早些時(shí)候席卷半個(gè)美國(guó)的極寒天氣導(dǎo)致整個(gè)中部地區(qū)遭遇前所未有的大范圍停電，得克薩斯州尤為嚴(yán)重。該州電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商得州電力可靠性委員會(huì)(Electric Reliability Council of Texas，簡(jiǎn)稱(chēng)ERCOT)掙扎著滿(mǎn)足歷史性的高用電需求，而電廠(chǎng)——主要是燃?xì)怆姀S(chǎng)——卻因冰凍天氣而發(fā)生故障或無(wú)法獲得足夠的燃料，這讓數(shù)百萬(wàn)人無(wú)電可用。

與去年夏天加州的停電相似，此次緊急事件的根源是復(fù)雜的，需要幾個(gè)月才能做出全面的評(píng)估。但很快，大量不實(shí)或誤導(dǎo)性言論就已出現(xiàn)，聲稱(chēng)得克薩斯州風(fēng)電占比太大是導(dǎo)致此次停電的主要因素，并稱(chēng)只有化石燃料電力才能確保電網(wǎng)的可靠性和韌性。這些說(shuō)法不僅不對(duì)，而且把公眾的注意力從為了避免重蹈覆轍而真正要做的工作轉(zhuǎn)移開(kāi)。

正如一再被證實(shí)的那樣，過(guò)去一百年來(lái)建立的化石燃料電廠(chǎng)以及圍繞其建立的電力系統(tǒng)格外容易受極端天氣的影響，而氣候變化正導(dǎo)致極端天氣愈發(fā)常見(jiàn)。危機(jī)當(dāng)前，應(yīng)該針對(duì)問(wèn)題的根源采取前瞻性的解決方法，而不是基于過(guò)去的錯(cuò)誤解決方案，即一味堅(jiān)持既昂貴又不安全的依賴(lài)化石燃料的集中式電力系統(tǒng)。

導(dǎo)致停電的不是可再生能源

得州當(dāng)前的電力危機(jī)和去年加州停電背后的根本驅(qū)動(dòng)力都是氣候變化。氣候變化讓極熱和極寒天氣都更加常見(jiàn)，這給根據(jù)上世紀(jì)天氣條件設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)，包括電站和電網(wǎng)，都帶來(lái)了超出設(shè)計(jì)條件的壓力。

目前得州極寒天氣帶來(lái)的后果同時(shí)揭示出電力系統(tǒng)需求側(cè)和供給側(cè)的問(wèn)題。在需求側(cè)，60%的得州居民用電取暖，而且其中絕大多數(shù)家庭使用的是低效的電阻加熱，而非現(xiàn)代而高效的熱泵。因此，當(dāng)該州大部分地區(qū)的溫度降至接近歷史最低點(diǎn)時(shí)，電力需求飆升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了應(yīng)急計(jì)劃所能覆蓋的水平。簡(jiǎn)言之，得州電力可靠性委員會(huì)沒(méi)有料到氣候變化會(huì)造成如此高的電力需求。

該州少數(shù)依靠燃?xì)馊∨募彝サ挠脷庑枨笠步o電網(wǎng)帶來(lái)了問(wèn)題。首先，低溫導(dǎo)致天然氣管道流量受到限制，這使天然氣總體供應(yīng)受限。其次，可用的天然氣供應(yīng)量被用于優(yōu)先照顧建筑供暖，進(jìn)一步導(dǎo)致電站燃料供應(yīng)不足。而且即使天然氣被輸送進(jìn)了燃?xì)怆娬?，它們也往往不起作用：寒冷的天氣還導(dǎo)致燃?xì)獍l(fā)電機(jī)本身出現(xiàn)機(jī)械故障。

盡管冰凍確實(shí)讓風(fēng)力發(fā)電出現(xiàn)了一些故障，但重要的是要分清得州電力可靠性委員會(huì)期待風(fēng)電在此類(lèi)緊急事件中做出的次要貢獻(xiàn)，以及它期待燃?xì)怆娬驹跐M(mǎn)足高峰用電需求方面所扮演的主導(dǎo)角色。得州電力可靠性委員會(huì)的一位發(fā)言人表示，風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)冰是此次停電中“最不重要的因素”。此外，值得注意的是，這個(gè)問(wèn)題解決起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單。例如，加拿大的“嚴(yán)寒天氣工具包”讓風(fēng)機(jī)能在非常低的溫度中工作。

此外，電網(wǎng)規(guī)劃者也明白用電高峰期常常無(wú)風(fēng)力可用，他們看重的恰恰是風(fēng)力發(fā)電的主要優(yōu)點(diǎn)：只要刮風(fēng)就能獲得廉價(jià)、無(wú)污染的電力。另一方面，采用燃料發(fā)電的一個(gè)主要理由是其理論上可以在任何天氣條件下發(fā)電，但這卻恰恰未能在得州得以實(shí)現(xiàn)，那里40%以上的煤炭、天然氣和核電站都因寒冷而停轉(zhuǎn)。

系統(tǒng)性解決方案是唯一的出路

為了應(yīng)對(duì)氣候變化這類(lèi)對(duì)電網(wǎng)和能源經(jīng)濟(jì)整體都會(huì)產(chǎn)生影響的根本性干擾因素，我們需要超越源于上世紀(jì)的技術(shù)的尋常策略。此類(lèi)舊式方案通常注重的是“強(qiáng)化”電網(wǎng)的各個(gè)組成部分，而無(wú)法應(yīng)對(duì)這些組成部分之間的相互依賴(lài)性，以及能夠?qū)е麓蠓秶鸀?zāi)難性停電的新型風(fēng)險(xiǎn)。

有三類(lèi)超越守舊經(jīng)驗(yàn)的方案有助于開(kāi)始降低這些風(fēng)險(xiǎn)。首先，電網(wǎng)規(guī)劃者和決策者必須考慮電網(wǎng)面臨的“新常態(tài)”，尤其是氣候變化導(dǎo)致的極端天氣事件(包括高溫、火災(zāi)或者極寒)在規(guī)劃中必須被考慮到，此外還有這些極端天氣與汽車(chē)和建筑等領(lǐng)域的新興電氣化趨勢(shì)之間的相互作用——這些趨勢(shì)讓電力變得愈發(fā)關(guān)鍵。

其次，電力行業(yè)應(yīng)從舊式韌性方案過(guò)渡到認(rèn)識(shí)到21世紀(jì)的風(fēng)險(xiǎn)并利用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)去應(yīng)對(duì)它們的新方案。若將包括定向能源效率(targeted energy efficiency)、需求彈性(demand flexibility)、社區(qū)尺度屋頂太陽(yáng)能光伏、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，以及先進(jìn)的配電系統(tǒng)控制在內(nèi)的技術(shù)部署在靠近終端用戶(hù)的地方，就可以在電網(wǎng)大范圍停電期間繼續(xù)為關(guān)鍵設(shè)施和荷載服務(wù)。此類(lèi)技術(shù)在電網(wǎng)正常運(yùn)作期間同樣能夠創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并且能夠支持社區(qū)能源目標(biāo)，相比重金投資冗余化石燃料發(fā)電設(shè)施，它所創(chuàng)造的電網(wǎng)韌性成本更低、價(jià)值更高。

第三，電力行業(yè)應(yīng)繼續(xù)優(yōu)先投資于老舊電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化改造。為了減少碳排放從而避免氣候變化帶來(lái)最壞的影響，從而真正解決電網(wǎng)不穩(wěn)定的根本原因，我們必須擴(kuò)大電網(wǎng)，使之為更大比重的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)供電。在這個(gè)過(guò)程中，從一開(kāi)始就將電網(wǎng)的韌性考慮在內(nèi)，就可以降低轉(zhuǎn)型包含的成本和風(fēng)險(xiǎn)。例如，通過(guò)擴(kuò)大輸電網(wǎng)絡(luò)接入低成本的可再生能源也可以促進(jìn)電力供應(yīng)的多樣化，提高電網(wǎng)可靠性，以及電網(wǎng)抵御極端天氣導(dǎo)致供電中斷的韌性。

大大小小的公共事業(yè)公司已經(jīng)證明，這些方案能夠在氣候和能源系統(tǒng)快速變化的過(guò)程中提高電網(wǎng)的可靠性和韌性。盡管有些必要的變革可能看起來(lái)陌生，但不作為的代價(jià)是高昂的。重新想象電網(wǎng)韌性從而有效地應(yīng)對(duì)新的風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)瞬即逝。通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)以經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)韌性，而非在氣候變化的影響變得更加可怕之后用更加昂貴的方式亡羊補(bǔ)牢，這樣的機(jī)會(huì)更加稀缺，值得牢牢把握。 

原標(biāo)題：從美國(guó)得州電網(wǎng)崩盤(pán)看提升電網(wǎng)韌性的迫切性