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大停电警示美国电力行业

http://finance.sina.com.cn 2003年09月15日 13:32 《中国科技财富》

  一次波及美加两国,历史上最大规模的停电事故使美国电力行业陷入尴尬,第三世界水平的电力系统显然早已无法满足一个超级大国的用电需求,有关解除电力行业管制还是加强行业管制的争论也越发激烈,美国的电力行业正酝酿着一场变革……

  “如果我在3分钟前离开办公室,我就会因大停电而被困在地铁中。当时,我正站在站台上等车,照明灯忽然熄灭,应急灯亮了,我旁边的人还在开玩笑说,大家向纽约州纳的
税现在开始起作用了。借着打火机和手机的微光,我们最终摸索着回到了地面,这时我们才意识到这次停电不是两三分钟的事情,而且也不只是我们这个地区的事情。”在纽约曼哈顿工作的一名停电事故的当事人这样描述当时的情景。

  据美国监控电力传输的机构Genscape称,从美国东部时间2003年8月14日下午4点11分开始,美国东北部的21座发电厂在短短的3分钟内相继关闭。美国的8个州及加拿大部分地区出现大面积电力中断,停电范围包括底特律和克里夫兰以及加拿大的多伦多和渥太华,9,300平方公里的区域陷入一片漆黑,多达5,000万人受到停电的影响。

  日运送量达700万人次的纽约地铁全部停止运行,陷于瘫痪的地铁内热浪滚滚。突如其来的电力中断使许多人被困在地铁、电梯和机场内。纽约街头则工人云集。长岛铁路和纽约北线市郊火车电力中断,时值下班高峰期,成千上万名的乘客在车厢内束手无策。美国全国铁路客运公司停止了康涅狄格州纽黑文市和新泽西州纽瓦克市之间的运营,波士顿至纽约和华盛顿的铁路运输也完全停止。遭遇停电的其它城市由于交通信号灯失灵,也出现了大规模的交通拥堵现象。

  纽约地区三个机场航班停飞,大量乘客行李堆在候机大厅等待安检,夏季周末旅行高峰期的1,000多次航班被迫取消。安检人员对过往乘客实施人工检查。有的航空公司使用气垫梯运送乘客。很多航班因此而被延误。

  俄亥俄州和纽约州等4个州的9座核电站被迫关闭。停电地区的医院、监狱等不少机构纷纷启用备用电源应急。

  底特律的三大汽车制造商通用汽车(General Motors Corp.)、福特汽车(Ford Motor Co.)和戴姆勒克莱斯勒(Daimler Chrysler AG)旗下克莱斯勒集团也受到波及,旗下的工厂被迫停工。

  百老汇剧场取消当晚演出;正在休假的警察和消防队员被召回待命。

  当日下午6点钟后,华盛顿地区恢复了电力供应。

  次日,将近30个小时后,纽约州州长乔治·巴达基(George Pataki)宣布,美东时间15日晚8点左右,纽约市基本已恢复了电力供应。至此,这次大停电事故方才告一段落。

  此次电力中断是北美历史上规模最大、影响范围最广的一次停电,其规模和影响超过了1996年8月10日的西部大停电。当时高温、电力网络松弛及夏季对电力的巨大需求造成电力中断,共有9个州的400多万人受到影响,堪称美国历史上最严重的停电事故之一。而1977年纽约市的一次停电长达25小时,900多万居民在黑暗中无奈地等待光明。

  美国和加拿大政府已成立停电事件联合特别调查组,对这次停电事故进行调查。特别调查组中美国方面的负责人是美国能源部长亚伯拉罕(Spencer Abraham),加拿大方面则是自然资源部长达利瓦尔(Herb Dhaliwal)。此前北美电力安全委员会(North American Electric Reliability Council,简称NERC)一直主导着此次事件的调查工作。NERC是一个自律性电力行业组织,是东海岸在1965年发生了一次大规模断电事故后建立起来的。据悉,该委员会将参与特别调查组的工作,以得出一个统一、权威和明确的最终调查结论。美国参议院定于9月召开关于此事调查的听证会。

  谁是祸首

  初步证据显示,First Energy Corp.的电线出现故障可能是导致上周大规模停电的原因。但美国中西部地区输电网的失控看来也是导致断电问题一发不可收拾的因素,以至最终连底特律和纽约这样远距离的城市也受到波及。14日下午1点35分,FirstEnergy Corp旗下的Eastlake发电厂出现故障,烟雾四起,这可能引发了美国中西部和东北部地区以及加拿大部分地区的连锁反应。目前尚不清楚,Eastlake的问题是否就是导致大停电的源头。此后人为的通讯故障及安全系统自动运行使事态急剧恶化,造成了美加历史上最大的一次大规模停电事故。美国多数地区的独立电网运营商对他们所服务地区的输电线路都保持着集中控制,这样他们就能在重大事故出现时通过暂停输电或改变电力传输路径等其它干预措施来稳定电力系统。但在美国中西部,地区电网却是被同属中西部独立电网运营商(Midwest Independent System Operator)的23家公用事业公司分别控制,这使得事故发生时中西部的独立电网运营商只能束手无策。因为如果要对电网运行作出调整,中西部独立电网运营商必须与区域内的每家公用事业公司进行接洽,告诉他们和各发电厂该怎么做。

  最近几年,政府对电力行业解除管制后,电网运营商成为半独立机构。中西部独立电网运营商成立于2002年2月,属于美国各大电网运营商中成立时间最短的一家,它负责监督中西部15个州的电力运营,这些州有的赞同解除对电力行业的管制,有的则反对放松对电力市场的控制。独立电网运营商的职责就是确保电力传输至需要用电的地方,并确保任何人都能接进输电网络。

  与西部和东北部的独立电网运营商不同,中西部的独立电网运营商无权经营中西部地区的电力市场。电力市场是进行电力买卖的地方,如有需要,可以在这里迅速购买到电力,以达到保证供电的目的。此外,当中西部的公用事业公司出现供电不足的情况时,中西部的独立电网运营商也无权从其它地方购买电力。

  中西部独立电网运营商的发言人玛丽·林恩·韦勃斯特(Mary Lynn Webster)说,目前就断定谁应该为断电负责为时尚早。她说,电网运营商们知道First Energy和美国电力公司的电线出了故障,但不清楚这些故障是上周四停电事件引发的后果呢,还是就是导致断电事故的原因。

  预计对此次事故的调查还将持续一段时间,不过,此次停电时间暴露出美国电力系统的脆弱性,有关加强电网建设、解除电力行业管制的争论已经如火如荼。

  超级大国的三流电力系统

  这次大范围停电对美国电力系统构成了严重冲击,凸显了美国电力行业所存在的问题。大停电暴露了负荷过重且陈旧的供电网络的重大缺陷。长期以来,北美电力工业官员就警告说,由于美加两国的电力传输系统近几年来经历了二战以来规模最大、速度最快的电容扩张,最终导致这一系统负载过重。

  美国总统布什(George W. Bush)表示,这次大停电是一记警钟,它提醒人们——美国的电力系统需要升级了。“电网需要更新,输电系统需要更新。我们的电力系统过于陈旧。”

  不少能源专家其实一直在警告称,美国的输电网络,包括高压电缆、变电站等,长期没有更新,缺乏后备容量和替代线路,跟不上电力需求的发展步伐。每当电力使用进入高峰期便危机四伏,一旦发生事故,很容易产生骨牌效应,导致联网内其它发电厂(尤其是核电厂)停产。美国人的平均用电量是欧洲人的两倍,是印度人、中国人或巴西人的数倍。在美国,极其耗费能源的汽车、空调或冰箱的数量超过了其它所有国家。美国原能源部部长比尔·理查德森表示:“我们是一个超级大国,拥有的却是第三世界水平的电网,我们需要建立起新的电网,问题的关键是谁也没有打造起充足的电力传输网。”

  据设在加州的美国电力研究协会透露,在过去10年间,美国的电力需求量增长了35%,但同一时期美国的电力传输能力只增长了18%。美国消费者能源委员会高级副总裁派格·威尔士(Peggy Welsh)称,美国现在的电力系统仍是50年前为模拟信息社会建造的,它已无法满足目前数字信息社会的需求。

  除了电网更新跟不上的问题,电力行业所遵循的技术标准也是五花八门,一片混乱。5年前,由权威专家组成的联邦任务小组就向美国能源部发出警告称,电力系统的安全性堪忧,这个行业没有统一的技术标准,政府有必要为电力行业制定统一规则。

  全美共有6千多家发电站和50万英里的输电线路。大约150个控制区域电网运营商(Control Area Operators)负责平衡三大主要电网中电力的需求和供给,他们会在必要时改变电力的传输路径。已经实现计算机化控制的这些中心也会自动根据需要改变电力的传输路径。美国电力供应主要分为三个环节:发电、输电、配电,全国实行电网互联以确保配电的顺利进行,应付需求的突然攀升。电网间共享电力,不过一个电网出现不稳定,就可能导致附近已面临大量需求而且没有备用电力的电网出故障。

  从以往的经验来看,电力联网的确有一定风险,联网覆盖地域广阔时风险尤其明显,而且如果电价规制过严,以致输送电力的设施投资不足,备用容量和替代线路不够,加上网内有像纽约那样的超级大城市,在不同时间的用电需求变化极大,令联网供电大受考验。不过,不可否认的是,联网毕竟有许多好处,只要后备电量充足,分流和应变计划订得好,以现代的技术水平,广泛面积的大停电是可以避免的。

  矛头直指电力行业管制

  无论这次停电的源头是不是在克利夫兰,深层次原因恐怕还得从美国电力行业管制问题上寻找答案。输电线路的老化显然已经成为这次大停电的主要诱因之一,各地区之间联络不畅以及各地电力公司技术标准的多样化更是在停电事故中起到了推波助澜的作用,而这些问题的源头都同电力行业的管制问题有关。

  美国20世纪90年代初期兴起了解除管制运动,不过这项运动从未取得过全面胜利。美国目前的电力行业改革目前已陷入两难境地,停滞不前。这项改革的目的是将传统上由国家监管、实行发电、输电、配电和售电一体化的公用事业公司拆分成发电公司、输电公司以及售电公司各司其职的格局,实行竞价售电,同时政府职能也就相应地从统一监管转变为分别监管。

  此后,2000年发生一系列电力危机促使政府加快了解除管制的步伐。改革之后,传统的电力专营公司纷纷把发电厂卖掉,只经营输电网络,在政府立法要求下,将网络开放给所有电力销售商,使不同地区的电力互通有无,可以迅速按各地的需求变化来调节电力供应,通过市场竞争,扩大需求,改善效率,降低电费。可是,不少州政府保留价格管制,当用电需求上升,拥有输电网络的公司却无法加价,由于缺少激励,他们也不愿去改善输电设施,唯有不断蚕食备用电量,使电网的安全系数直线下跌。2001年加州大停电,警号已经响起,但美国政府并未予以重视。在2000和2001年,有管制的零售市场与解除管制的批发市场之间不相匹配等原因导致加州电力供应短缺,加上一些电力供货商利用规章条例的漏洞从事不规范的经营,导致加州电价飞涨,屡屡发生断电事故。

  加州三大综合电力公司被迫在批发市场以高价购电而在零售市场以低价售电,造成严重财务危机。以致加州公用事业委员会不得不解除公用电业签约限制,发布新费率结构,提高零售电价,并要求联邦能源监管委员会(Federal Energy Regulatory Commission, FERC)进行批发电价管制。至目前为止,虽然电价已不再飙升,但加州仍必须持续改革其电力市场制度,增加电厂兴建,并设法重振公用电业公司的财务状况,才有可能摆脱电力危机的阴影。

  随后在2001年12月,在自由市场进行电力交易的先锋——安然公司(Enron Corp.)破产,并以欺诈罪名被指控。

  时至今日,有些发电公司由各州能源监管委员会负责,有的则接受华盛顿联邦机构的监管。有些受到严格管制的公用事业公司以略高于成本价的价格售电,而其它一些新兴独立发电商却能够以任何市场可以接受的价格售电。有些输电线路由公用事业公司拥有并负责运营,有些则由一些新成立的、独立的准国有电网运营商负责管理,这类运营商的权限往往超过了多个州的多家公用事业公司。管制市场与非管制市场的并存已造成了混乱。

  白宫前应急政策顾问安德鲁.兰德奎斯特(Andrew Lundquist)说,由于有些市场还存在管制,有些市场已经解除了管制,这就使整个能源基础设施环境很不稳定。明确的规定和惩治条例有助于规范电力公司的行为,增强投资者对资金匮乏行业的信心。

  现在,反对解除管制的人士将事故深层次原因归结为市场的自发性,所以呼吁更多的政府监管。而支持解除管制的人则认为,电力系统缺乏投资才是事故发生的根本原因。

  大停电刺激美国电力行业改革

  电力行业组织NERC的权力有待加强已经成为各方的共识。该委员会目前的职责是协调公用事业公司、独立电力公司和输电网络运营商之间的工作。比如说,该委员会制定技术标准,防止在用电高峰期造成输电线路超负荷运载。但该委员会采用协商一致方式进行管理,对那些造成线路超载或其它危险情况的肇事公司并没有惩罚的权力。

  按照传统做法,在对输电网络进行升级时,公用事业公司要求当地的客户承担更新输电设备的费用,而且这笔费用通常都能得到保障。但近些年,在四分五裂的能源市场上,各运营商越来越不愿在他人可能无需付费即可使用的设备上投资。

  而且,据纽约州一位高层业内人士称,该州一些大型电力生产商其实并不希望输电系统的输电能力完全同发电能力相匹配,只有不匹配,他们才能获得垄断优势,才能向消费者收取更高费用。

  在新英格兰和亚特兰大中部地区,从输电设备更新中获益的一方承担相关成本。这样一来,更新设备的费用将由多家公用事业公司共同承担,而它们又将通过向使用其线路的电力供货商收取费用来填补这部分开支。这一做法已经取得了一定成功,但在其它地区仍处于初始阶段。

  鉴于取消管制的市场对电力网络和分电站网络所造成的额外压力,改善输电系统就显得越发关键。根据原有的管制体系,公用事业公司不太热衷于在服务区以外的地区出售电力,因为这样它们必须同纳税人共同分享利润。

  目前,许多公用事业公司已经分拆为各自独立的发电和输电公司。这些新生电力公司希望投资于取消管制的业务领域——在这里它们可以保留全部的利润——以谋求利润的最大化。在提倡取消电力管制的20世纪90年代末,吸引投资的主要是发电业务。

  解除管制的公用事业公司及独立的电力公司开始在离本地市场很远的地区建设发电站——通常是电力需求旺盛且天然气供给充足的地区,而监管当局也通常会发给它们必要的执照。这些新建电站不仅同当地现存的公用事业公司展开竞争,而且还将多余的电力转移到其它存在潜在客户的地区。

  这对输电系统的部分线路增添了额外的负担。一些本地公用事业公司为保住自己的市场地位,抵御这些新进电站的竞争,试图限制其它公司使用自己的输电线路,结果使整个电力系统变得更加错综复杂。

  为解决这一问题,FERC开始敦促公用事业公司和各州能源监管委员会放弃对输电线的控制,转而将其交给独立的地区电网运营商。目前北美有7家类似的组织。但控制权的交割颇为不顺。一些地区运营商负责所在地全部输电系统的运营,其它一些运营商则只负责其中一部分。对过去重大断电事故的调查显示,大面积停电的前奏往往是一个地区未能及时将突发故障信息传达至邻近地区。但目前尚不清楚这次的大停电中是否也存在这种现象。

  过去,公用事业公司的发电站的运营通常会按照一定的程序。现在却与此相反,当前的独立运营商每小时都会对发电站下发指令,要求他们加快或放慢进程。这些“实时指令”的下达是因为解除了管制的市场总是青睐最便宜的电力资源。供应商的变幻莫测令电力运营变得极为复杂,并对运营商们构成了巨大压力,他们必须避免超负荷输电等问题的发生。

  除上述运营问题之外,还存在着地理问题。美国有几个地方是电力传输的阻塞点,比如纽约、旧金山和圣地亚哥,这些地方的电力需求常常超出当地电站的供应能力。这些城市不得不从其它地方输电。纽约的情形是,来自加拿大东部庞大水力发电网络的供电常常在魁北克遭遇瓶颈。这些瓶颈问题将随着经济的复苏而愈发突出。

  此外,建造更多输电线路或发电厂的投资项目常常很难获得州政府的批准并让公众接受。社区对建设新的输电线路的抵制一直十分强烈,原因是输电线路和输电塔有碍观瞻,在人口密集度高的东北部地区这种抵制尤为明显。州监管委员会的官员也不愿碰这块烫手山芋,不愿因要求新建输电线路而触怒当地居民。社区居民会坚决抵制将输电线路建在当地社区的项目,许多电力公司对建造新的输电塔和高压电线“敬而远之”,因为他们不想激怒公众。

  有专家认为,电力行业等公用事业的私有化是造成美国基础设施薄弱的真正原因。由于有利可图的是发电,而不是联网供电,所以大笔资金投入了发电厂、而不是电网的建设。在能源行业,短期赢利的主导思想已经威胁到了这个关键部门的基本规划和协调工作。

  专家们还认为,电力私有化存在严重弊端。美国电力私有化起步很早,有3000多家发电、供电和电力零售业公司在用电市场上激烈竞争。为降低成本,各公司很难进行大规模设备投资。

  此外,新建发电厂的计划往往会因为环境污染问题而遭到环境保护组织的极力反对。从2001年以来有数十个新建电厂的计划都胎死腹中。迈朗(Mirant Corp.)、PG&E Corp旗下的National Energy Group和Xcel Energy Inc.旗下的NRG等大公司现在的经营状况已经一团糟,它们都已提出了破产保护申请。其它公司如Calpine Corp.、Reliant Resources Inc.和Dynegy Inc.仍在艰难的进行财务重组,这些公司把削减债务列为首要目标,新项目建设退居其次。电力需求的增加超过新增发电容量必然令输电系统承受更大负担。

  对停电事故原因的调查尚需时日,有关解除管制还是加强管制的争论可能还将继续下去。不过,无论如何,美国电力行业必将有所动作,预计公共事业公司将着力加强电力传输的安全性,以避免此类事故再次发生。各州的公共事业委员会可能会允许电力公司提高电费,以获得足够的资金,用于升级电力传输及配送线路。联邦政府机构则将致力于提高电网运行的安全性。国会甚至可能将致力于如何让州政府及联邦政府为公共事业公司提供更好的激励,以使这些企业升级设备,缓解用电高峰时供应紧张的状况。

  这次大停电事故的最大影响恐怕会在长期内显现,事实上,全美很多区域的电网都已在911恐怖袭击后开始或完成升级换代,以适应加强安全措施的需要。但从目前看来,全美的电网恐怕还需要更多的升级换代。






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