美国得州大停电成因几何?

美国得州大停电成因几何?
2021年02月23日 14:53 界面新闻

原标题:美国得州大停电成因几何?

从2月15日凌晨1点开始,美国得州电网就宣布进入历史上最为严重的供能危机,被迫切断负荷侧供应。得州公用事业公司奥斯汀能源当地时间2月17日宣布:客户应准备面临继续停电,并可能再停一周或更长时间。

继2019年7月美国纽约曼哈顿大停电、2020年8月加州大停电后,美国得州现在又出现大规模停电。美国频频停电背后的原因究竟是什么?

极寒天气仅是外因

得州位于美国正南方,是美国人口第二大州。从其所在纬度的地理位置看,纬度在26°~36°之间,相当于我国的湖南到河南之间。但由于其受海洋气候影响,得州的天气大部分时间都和我国广东省比较类似,冬季温暖,夏季炎热。

或许正是因为这样的地理位置和气候类型,让该州在应对极寒天气的准备不足。在得州,即使是数九寒冬,气温也常常在26度左右,人们几乎都是穿短袖的。但今年的得州确实是遭遇了百年不遇的极寒天气。上一次得州遭遇如此级别的寒潮,还要追溯到1895年2月14日--整整126年前。

因为今年的得州最低气温较往年低了10到20度左右,因此导致人们的用电量急剧增加,在今年2月14日,得州终于创下6920万千瓦冬季用电高峰,这相当于人均2千瓦的用电量。

穷人区停电富人区灯火通明穷人区停电富人区灯火通明

因为用电量激增,该州至少有300万以上的家庭陷入黑暗、寒冷的困境,与之相对应的是政府所在地和富人区却是一片灯火通明,因为他们有专门的供电系统。

作为电力市场化最彻底的得州,利用极寒天气发不义之财的大有人在。当发电产能被寒潮“摧毁”之际,得州电价飙升至每兆瓦9000美元,涨幅逾10000%;供暖需求分外强劲,天然气价格涨至500美元/百万英热单位,但其平时的价格仅不到3美元。

美国气象局对寒潮做出预警美国气象局对寒潮做出预警

极寒天气并不是突发事件,实际上对于极寒天气的预警气象部门已经做出相应的判断,但当地政府并没有引起重视,提前做出部署。他们寄希望于这仅仅是气象部门的危言耸听,并不愿意为此提前做出安排。

被冻住了的发电端

因为应对极端天气的不足,一大批风机被冻住无法发电,人们把罪责归于新能源发电的“不靠谱”,虽然的确有风机因为缺少除冰设施被极寒天气冻住,但这并不是得州停电的主因。因为从能源结构角度看,该州依靠风力发电的电量仍然只占总电量只有20%左右。根据得州ERCOT的报告,得州最大的供能渠道依然是天然气发电厂,装机容量占得州的40%。

极寒天气对风机产生影响极寒天气对风机产生影响

被冻住的风机仅仅是次要因素,得州停电最主要的成因是天然气被冻住了。或许这个说法更让人大跌眼镜,天然气在俄罗斯西伯利亚输送都不曾被冻住,为何在美国最南部的州会被冻住?要知道天然气的主要成分甲烷的凝固点事-182.5摄氏度,冻住天然气,恐怕只有实验室才能做到。那么这次得州的天然气到底是怎么被冻住的呢?

新闻报道中提到了一个新概念--天然气管道冰堵。具体解释起来就是,人们从地下抽出石油和天然气的井口结冰,但寒冷也使得天然气输气管道出现了大量冰堵,最终瘫痪了天然气管网的主网、次网。

天然气冰堵导致发电端无燃料可用天然气冰堵导致发电端无燃料可用

得州政府缺乏预防控制天然气冰堵的意识,在早已发出的大寒潮预警中,缺乏天然气湿度控制去除设备,也缺乏预防管道冰堵的监控措施。最终导致在寒潮中,天然气管网被冰堵中断。整个得州的燃气发电、燃气供暖全面瘫痪,与其说这是一场天灾倒不如说是因为人祸加剧了天灾的影响。

电网过于独立

有人把此次停电归责于美国电网的脆弱。但实际上从这次停电看,并不是得州的电网脆弱导致的此次停电事件,甚至可以说,是得州的电网太过独立了,才导致这次停电难以获得周边的兄弟州给予援助。

得克萨斯向来有“孤星之州”的美誉,素来强调本州的独立性,电网独立一度是该州一些人引以为傲的事情。在美国有三大电网:东部电网、西部电网和得克萨斯电网。《华盛顿邮报》称,几十年来得州一直在逃避联邦政府对其发电行业的监管。早在2011年2月得州就发生过类似情况,一场寒流连续4天令气温降至冰点以下,发电机无法满足需求,得州南部超过100万用户在高峰时期断电。

美国三大电网美国三大电网

但实际上即使得州电网与其他东部和西部两大电网相连接,对于其停电的救援也几乎是不可能实现的。这就要归责于美国混乱的发电组织。美国全国有电力企业3000多家,按所有制划分,包括私营企业、联邦公营、市政公司、电力合作社等多种形式。其中私营企业300余家,服务用户占比72.6%,售电量占比72%,收入占比73.5%;联邦公营电力公司包括田纳西流域管理局等6家企业,服务用户约4万人,售电量占比1.2%,收入占比0.5%。市政公营电力公司和农电合作社规模小、数量多,分别约1900家和1000余家,用户数占比27%,售电量占比26.3%,收入占比26%。

这种电网系统中各环节主体相对比较分散的模式,导致电力公司之间的调度难度非常大,一旦出现紧急用电需求,他们之间互相支援的意愿很低。这是因为电网投资巨大,任何一家电力公司都不愿意放弃自己的既得利益。

这些私有化的电力公司在考虑对电网设施的投资、维护时往往不会做长久的打算,经济回报率是他们首要考虑的问题。也就是说,他们宁可接受这些电力事故,也不愿意因为这种小概率的极端天气事件而在电网建设上做过多的投资。

实际上美国很多基础电力设施的投入还是在吃罗斯福、杜鲁门、尼克松时代的老本,大街上随处可见的竟然还有木质电线杆,一场暴风雪刮倒一堆电线杆,大面积停电说来也就来了。

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