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德州大范围停电是因为清洁能源吗?

莫莱斯 正义补丁 2021-03-18

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作者:Moreless

字数:4287

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编者按:一场罕见的大雪,导致德州三百万人失去电力供应。但是赈灾的同时,却爆发了两党对于清洁能源之争。那么大规模停电是否跟使用清洁能源有直接关系呢?


2月14日开始,一场罕见的极地气旋带来的冷空气袭击了德克萨斯州。因受罕见风雪影响,德州的电网运营商多处瘫痪,使200多万户家庭陷入黑暗。而且这几日德州局部地区气温已下降至零下20多度,给很多居民生活带来困难。

周一凌晨,德州电力需求激增,高于可用供应,导致负载超负荷。电网运营商Ercot公司被迫关闭某些电路来降低电力需求,以维持整个系统的运转电价也随之飙升。

直到周四,德州的部分地区连续大面积停电持续进入了第四天。美国总统拜登批准德州进入紧急状态。这四天,都发生了什么?



图片来源:https://bit.ly/3qMVxlG

德州经营着自己独立于全美的电网,换句话说,这是唯一一个不受联邦管辖和调度的电网。德州人喜欢这种运营方式,并采取了一系列的措施,以确保其电网在奥斯汀受监管,而不是在华盛顿进行监管。

德克萨斯州的电网运营商表示,是发电厂天然气供应的普遍短缺和风力发电量的下降,帮助造成了短缺,和运营调度无关。其他几家电厂在寒冷中跳闸下线,不过原因尚不清楚。运营机构估计,总共有超过34千兆瓦的电力供应被迫下线。这相当于德州2020年年初到夏季发电量的40%。物以稀为贵,于是魔幻的一幕出现了。

德州批发电价从不到十几美元飙升至每兆瓦时9000美元,这是市场允许的最高价格。

孤立电网让德州对于自救无能为力,但是寒冷的天气、天然气供应不足,使得重启足够的发电厂以满足超高电力需求变得困难。
寒冷天气带来的大面积停电,也成为了美国左右两派政客互相指责对方是否应该使用洁净能源的一个口实

AOC推特截图


民主党籍众议员AOC说,大范围基础设施失灵是因为没有追求绿色能源所导致,同时她抨击了德州州长不作为。



而德克萨斯州科罗拉多市(Colorado City)市长蒂姆·博伊德(Tim Boyd)周二在一个已经被删除的脸书页面上写道:没有人欠你或者你家人的任何东西,我已经厌倦了人们寻找该死的施舍。他说:“市和郡,以及电力供应商或任何其他服务不欠你们任何东西!”他同时敦促居民“站出来,拿出一个可行计划”,以获取电力或供暖。他补充说:“只有强者才能生存,弱者将被淘汰”。这种说法有点社达。Tim Boyd随后删除了该文,并声称自己已经提出辞呈。
批评风电的人很快就把焦点放在了下线的风力涡轮机上。风力发电的支持者则反驳说,冻结的涡轮机在停电中只起了次要作用。


在推特上有大V指责,是寒冷天气导致风力涡轮发电机下线,风力发电是造成大规模停电的罪魁祸首。德州确实拥有大量的风力发电。在冬季该州约25%的电力来自风力发电。而当冰层覆盖在涡轮叶片上时,近一半的发电容量没有了。当居民试图取暖时,需求量激增,管理该州电网的机构 — 德克萨斯州电力可靠性委员会实施了滚动限电(rotating outages)。

数字显示,天然气厂是造成电力短缺的最大原因,而不是风电

德州的电网运营商2月15日表示,约有34千兆瓦的电力处于离线状态。但其中约有4千兆瓦是由于风力涡轮机的问题。该州电力的主要来源依然是火电,也就是燃烧天然气和煤炭。

德州电力可靠性委员会的高级主管丹·伍德芬告诉彭博社,天然气、煤炭和核电站的仪表和仪器被冻住,导致能源运营中断。天然气发电厂也不得不应对其供应管道中的低气压。

“那些听说冻结的风力涡轮机是罪魁祸首的人,再想想吧,”普林斯顿大学工程教授杰西-詹金斯在推特上说。”极端用电需求和火电厂停电是造成大停电的主要原因。”

电网运营商并不是没有计划过冬季的麻烦。但他们并没有计划到像这样严重的事件。在他们的年度预测中,他们预测需求峰值将达到约67.2千兆瓦。周日晚上,需求量达到69.1千兆瓦。同时,煤电厂和天然气厂的停电量比他们在最极端的情况下预计的至少大1万兆瓦。

在如此多的电力中断的情况下,管理着德克萨斯州西部和其他13个州的全部或部分地区的电网的Ercot和西南电力联营公司别无选择,只能实施滚动停电,以保护电网不至于完全崩溃。在过去30年里,德克萨斯州只采取过四次这样的激烈措施)。管理15个州电网的中洲独立系统运营商也下令在阿肯色州、路易斯安那州、密西西比州和德克萨斯州东南部实施这种受控停电。

寒冷的天气并不一定会导致风力涡轮机失灵。在北部各州和加拿大,涡轮机更有可能被设计成能够抵御寒冷和冰雪,因为寒冷天气是经常发生的。

根据经济学人的报道,许多共和党政客很快就把停电的原因归咎于风能等可再生能源,但这并不符合事实。一些风力涡轮机确实冻结了,但占该州发电量一半左右的天然气是造成短缺的主要原因。工厂发生了故障,天然气供应链和管道也发生了故障。寒冷还导致该州两座核电站之一的反应堆下线。研究公司Wood Mackenzie的Wade Schauer表示,输电线路也可能结冰。总之,德克萨斯州经历了一场设备故障的完美风暴。


来源:https://bit.ly/3pKgbkS


根据网友冬木提供的资料,来自德州能源公司(ERCOT)官方网站的资料显示,德州47%的发电来自天然气发电,20%来自煤炭,20%来自风力,10%来自核能。

来源:https://bit.ly/3pGHlJw



根据Bloomberg引述德州电网ERCOT的数据。本轮德州大停电里,短缺的电力供应是35千兆瓦,其中风力发电下线的只有3.6到4.5千兆瓦,即不到13%,连下线总电力的零头都不到。部分原因是,每年这个时候,风能只占该州能源结构的25%。也就是说,就算把所有下线的风力发电量。全部换成火电,也于事无补。

根据预测,化石燃料加上核电将能够为德州冬季提供80%的电力,大概67千兆瓦。再根据上面的数据计算,火电直接挂掉了一半,也就是接近一半的德州用电得不到满足。这个时候怪风电,显然也没什么道理。

德州电网独立于美国其他地区


部分责任归咎于德克萨斯州电力市场的独特设计。在美国48个毗连州中,它是唯一一个拥有自己独立电网的州 — 德州互联。这意味着,当发电商出现故障时,该州不能从境外进口电力。

德州电网ERCOT即使接到周围的几个电网,依然是杯水车薪。而且周围的电网,像北边的SPP,与东边的MISO都已经是供不应求。西边的southwest只有4-6千兆瓦可用。

该州解除管制的电力市场竞争也很激烈。德州电力公司负责监督电网,而发电商则为批发市场生产电力。大约300家零售电力供应商购买这些燃料,然后争夺消费者。由于这样的寒冷天气很少,能源公司不会投资于设备的 “过冬”,因为这将提高他们对消费者的价格。也许最重要的是,该州没有一个 “容量市场 “来确保有额外的电力来应对激增的需求。其他地方的这种系统就像一种保险政策,所以灯不会熄灭,但这也意味着客户要支付更高的账单。

这场灾难促使人们质疑德克萨斯州的系统是否像人们之前认为的那样具有弹性和设计良好。州长Greg Abbott呼吁对ercot进行调查。这场风暴 “暴露了我们德州自由市场方式的一些严重弱点”,非营利组织 “德州环境 “的Luke Metzger说。
德州数年之前就已经经历过类似的多次天气造成的停电


德州前几年已经有过两次类似的严寒导致的停电事故,其中的一次发生于2011年。

当时的一项事后调查 — 包括一项关键发现,即州政府官员建议但没有强制要求对发电设施进行冬季保护 — 在德克萨斯州被一场创纪录的暴风雪肆虐,使数百万人在气温骤降的情况下至少停电三天的时候,这项调查又有了新的意义。

这些2011年的调查结果,以及来自德州电网运营商的报告显示,发电机和天然气管道在当前的灾难中冻结,《美国国家报》对现任和前任公用事业高管和能源专家的采访,表明涉及关键工业资产的冬季保护的监管触角很轻,运营商的做法也很轻率。

2011年夏天发布的一份联邦报告发现,早在1989年,在另一次寒流造成停电后,州政府官员 “发布了一些旨在改善发电机方面的过冬工作的建议”。

“这些建议并不是强制性的,随着时间的推移,执行情况也就失效了。”2011年8月,联邦能源监管委员会和北美电力可靠性公司发布了题为 “2011年2月1日至5日西南寒潮天气事件期间停电和缩减的报告”。

电力审批制度比较僵化,导致问题一直得不到解决。实际上电力储能机制以及发电设施的维护和电力来源一样,都需要检讨。

本来大灾难当前,应该尽量检讨问题,排查自己的不足,避免同样的问题以后再发生,乃是人之常情。可是在现在这个两党政治极度两极化的情况下,不排查问题,先开始甩锅,比如绿色能源措施八字都还没有一撇,把问题推green deal头上,就比较扯了。


参议员Cruz带家人去Cancun度假遭抨击



此外关于德州停电有一个插曲,就是德州资深参议员Ted Cruz被媒体披露带了一家老小去墨西哥Cancun度假。当然带家人去避难也无可厚非,但是这个时候不是应该为民请命么,还把自己家名叫snowflake狗留在了家里则比较过分。

另外,克鲁兹现在要求联邦救助德州,却被媒体挖出当年飓风Sandy肆虐的时候,有人申请对蓝州的救助,他却投了反对票。Cruz在接受访问时称,去Cancun度假是一个错误。



联邦政府的救助反应

总统乔·拜登宣布德克萨斯州大部分地区遭受重大灾难,因为该州还在从一场严重的冬季风暴中恢复过来,在冰冷的气温下数百万人仍没有电力。

拜登的行动使得联邦资金可以提供给77个县的社区,包括重灾区休斯顿所在的哈里斯县。白宫周六上午在一份声明中说,在进一步评估损失后,可能会有更多的灾害认定。德州紧急事务管理部的首席尼姆-基德周六下午表示,该州的目标是最终将所有254个县都宣布为主要灾区。

根据追踪网站poweroutage.us的数据,在周六美国超过29.5万次的停电事件中,德克萨斯州占了20%以上,有6074次停电。

目前已经有至少两起针对德克萨斯州电力可靠性委员会(Electric Reliability Council of Texas)的诉讼,该委员会负责监管该州90%的电力,试图追究电网运营商对本周灾难性停电的责任。

据《达拉斯晨报》报道,最新的诉讼是周五在Nueces县提起的,指责ERCOT忽视了数十年前的安全警告,以及其他故障。该案很可能会考验ERCOT对主权豁免权的要求,这是保护政府实体免受索赔的法律保护。目前德克萨斯州最高法院正在审查该保护措施。


来自纽约的众议员AOC与休斯顿的民主党众议员西尔维亚和众议员希拉杰克逊一起发起募捐和分发捐款。AOC在推特上说,截至周六晚上,她已经帮助为需要帮助的德克萨斯人筹集了400万美元的救灾资金。纽约和全国都跟德州人站在一起共度难关。她说不论身份状态,都可以寻求食物等方面的帮助。一方有难八方相助,这正是纽约精神,德州精神和美国精神。
结论

大选已经告一段落,正如拜登竞选的所说,他是所有人的总统,不只是蓝州或者红州的总统。现在是应该放下党争,尽力弥合撕裂,更好地做事情的时候了。


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