极端天气与美国电网

2022-11-10 作者: 刘明明

本文由邹以宁翻译自NRDC气候与清洁能源项目高级律师Christy Walsh的博客。

@NASA 

美国屡创历史记录的高温和干旱加大了夏季限电的可能性。已有百年历史的美国电网早已不堪重负。气候变化带来了破坏性更强的暴风雨、热浪和洪水。仍在发电的老旧火电厂排放的大量温室气体,加剧了这些气候影响。但其实火电厂已不再有竞争优势,正在逐步退出市场。而且,随着经济的转型,人们的用电方式和用电量也在发生变化。 

在一般天气状况下,电网公司和供电公司有办法维持电力电子设备的正常运行。但如果遇到突发极端天气,应对措施就捉襟见肘了。美国联邦能源管理委员会(FERC)最近的一份报告指出,极端天气有可能给电网的可靠性带来挑战。政府间气候变化专门委员会(IPCC)的报告也表明,气候变化给电力系统带来极大的风险。 

结论显而易见:我们必须推动电力系统转型,退出火电,投资建设可以应对暴风雨、高温、洪水等极端天气的韧性电网。短期内,通过最大程度提升能效和快速需求响应让电力供应保持稳定。长远来看,侧重于通过电网消纳更多的清洁能源,建设更多的高压输电线路,把清洁电力送往千家万户。这些高压输电线路不仅对建设韧性电网至关重要,还可以节省消费者的电费支出。 

NRDC的专家认为,要提升电网韧性,美国的气候法应包括以下内容: 

 增加远距离输电网络; 

 鼓励风电和光伏的建设,特别是在低收入社区; 

 通过房屋节能改造(weatherization)和能效提升来减缓用电需求的增长; 

 对关闭老旧煤矿或火电厂的社区增加投资; 

 刺激电动汽车销售,车主用电动汽车当备用电源。 

如果美国国会与各州政府、公共服务委员会、电网运营商和联邦监管机构合力,就可以推动清洁能源、能效提升、需求响应、储能、输电线路的发展,加速电力系统向清洁、可靠、有韧性的方向转型。 

化石能源的支持者常常指责风光等可再生能源不可靠,但这一表述本身就是错误的。在经历过一场又一场的暴风雪后,我们已知道没有一种电源是完美的:煤堆会冻住,天然气管道会停止流动,风暴潮来临前务必关停核电厂。2021年年初,在风暴“乌里”肆虐期间,德州87%的停电是天然气供应问题造成的。今年夏天也没有什么不同:北美电力可靠性公司(NERC)的评估显示,由于供应链问题,燃煤电厂的原料供应不足。此外,美国西部地区的天然气供应也可能趋紧。 NRDC气候与清洁能源项目伊利诺伊州专家 J.C. Kibbey分析了美国中西部电力短缺背后的深层因素。他认为,过时的观念和监管障碍制约了清洁能源的发展。

NRDC气候与清洁能源项目中西部主任Samantha Williams 指出,密歇根州短期内应当靠需求响应、能效项目、储能采购来保证电力的可靠性和经济性,中期需要更强有力的可再生能源政策,加快可再生能源并网,打破输电壁垒,建设真正清洁可靠的电力网络。尽管她这篇文章关注的是密歇根州,但里面的建议适用于全美各地。 

短期内,每家电力公司都应该扩大能效和快速需求响应项目以减少停电的风险,辅以区域互济,足以满足数月内的电力需求。但更长期来看,建设灵活有韧性的电网才能真正抵御极端天气,并满足用户对可靠电力的全天候需求。 

建设可靠、有韧性的电网关键在于更新输电和并网的法规。美国的电力系统运营商MISO和PJM上千个光伏和风电项目都卡在输电环节。以MISO为例,该公司仅仅是等待并网的清洁能源就有1亿千瓦以上。就算这些项目只有部分装机容量得以计算在内,现有的和未来新增的可再生项目也足够替代退役的火电机组。但美国可再生能源发电并网的速度过于缓慢,必须加速,才能追赶上火电退役的速度。 

让更多消费者用上清洁能源的途径之一是建设更多高压输电线路。这些线路将来自农村或海上风光等清洁能源输送给城镇的终端用户。在某一区域遭遇极端天气时,建设更多跨区输电线路可以向其输入临近区域的电力。根据美国联邦能源管理委员会和北美电力可靠性公司的报告,尽管“乌里”风暴也袭击了美国中西部和大平原地区,但高压输电帮助这两个区域避免了德州那样的大规模停电。 

韧性电网意味着当出现极端天气,电网可以依靠多元化的电源、更大的储能容量、跨区的输电通道来保持稳定,避免出现发电厂停工的突发状况。 

我们需要一个可以随时应对各种突发挑战的电力系统。由于气候变化带来的严峻形势,清洁能源转型不能走回头路。美国需要建设韧性电网并完善相关政策,以鼓励更多的清洁能源发电并网,满足居民和工商业的用电需求。  

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