旧文参考:2020年8月中旬,美国加州遭遇20年来首次全州范围内的停电。能源专家表示,极端炎热天气导致用电量激增,但不能怪罪于可再生能源。相反,应做好电网调度,进一步发展多种可再生能源,摒弃化石能源,缓解全球变暖趋势。上周末加州停电,影响到数百万人( 图:jonasschloegljs@pixabay)
2020年8月,美国加州遭遇极端炎热天气,成千上万的加州人在周五晚上开启空调,导致电力系统不堪重负,加州独立电网运营机构CAISO(California’s Independent System Operator)不得不选择滚动停电。这是该电网运营机构近20年来首次宣布全州范围的三级紧急状态。据《洛杉矶时报》报道,在发生停电的周五,加州共有1000MW的电力停运。8月13-8月20日,CAISO发电情况,按类型(来源:EIA)
加州最大的公用事业公司太平洋天然气电力公司(Pacific Gas&Electric)表示公司有22万客户断电了几个小时。另一家电力供应企业南加州爱迪生公司(Southern California Edison)约有13万客户受停电影响。预计受停电影响的总客户数超过330万。虽然只是停电了几个小时,但地方官员警告说,因加州持续的热浪会持续好几天,这样的停电现象还随时可能发生。天气预报显示,该周最高温度可达115华氏度(46摄氏度),为十年来加州最炎热的天气。如此极端天气,不光冲击到加州电网,也引发了森林野火此起彼伏。加州发出了2020年最严重的森林野火警报,数百起森林大火,导致很多人不得不放弃自己的家园,搬到安全的地方。在停电发生时,有加州官员表示,这次大停电表明了可再生能源的缺陷。CAISO总裁Stephen Berberich指责加州公共事业委员会未能确保在炎热的夜晚提供足够的电力供应。加州有大量的太阳能光伏装机,一到晚上,这些太阳能电池板就无法发电,但晚上对空调的需求却无法停下。此前,有说法表示,从化石燃料向可再生能源转型会导致加州的能源可靠性下降,这次大停电,意味着天然气行业可能获益,因为加州也正在审查继续保留南加州几座天然气工厂的提议。加州州长 Gavin Newsom 则表示:“在能源转型过程中,我们不能牺牲能源系统的可靠性。”言外之意,加州在保持电力系统可靠性方面,还需要集中全力做好工作。没有证据表明可将停电归罪于太阳能晚上不发电(图:skeeze@pixabay)
尽管上述种种意见似乎将停电归罪于太阳能,但完全没有证据表明加州的太阳能出问题了。实际上,有能源专家指出,根据可用的能源储备,加州完全有能力妥善处理由于天气炎热导致空调使用量激增而带来的用电需求高峰。加州大学圣巴巴拉分校可再生能源专家 Leah Stokes 认为:“停电是人为错误造成的,是电力系统的操作员搞砸了。人们总喜欢大谈停电是因为可再生能源的问题,什么可再生能源不够稳定等等,但我很清楚,这些人这么说,无疑是有自己的政治动机在里面。要我看,CAISO根本不需要停电。”
当然,加州创纪录的热浪,加上新冠疫情让更多人呆在家里,确实导致了电力需求的激增,同时,该州也确实损失了部分电力来源,使得 CAISO 认为这是一次不可避免的大停电事故。但是,有一个事实不容忽视,这次停电事故中,脱网的最大电源并不是太阳能发电厂。CAISO 自己的数据显示,周五宣布停电时,太阳能供应保持相当的稳定,相反天然气供应却表现欠佳,少了400 MW。致力于让环境更美好的环保组织Cbecal的法务总监 Shana Lazerow女士说。“实际上,是天然气出问题了!我们应该谈论天然气是如何的不可靠。”
EIA数据显示,该周末天然气发电下降很多,风电占比远低于天然气的减少。https://www.eia.gov/beta/electricity/gridmonitor/dashboard/electric_overview/regional/REG-CAL
另外,虽然停电那周加州的风力发电表现也不够好,发电比分析师的预期要少 。但我们都知道,风能本身就有周期性变化,本身很难预测。而且,即便风电出力有所下降,也不足以触发停电。传统上,电网运营商应保留至少占电力需求3%的运营储备以备不时之需。低于此限制,可能会触发滚动停电。但是,停电周末运营储备仅下降到8.9%就触发了停电。能源专家 Leah Stokes 认为运营储备足以应付突发电力需求,她批评说:“出现一些电力需求方面的变化,我们本应该完全对付得了。我们有运营的能源储备来处理这个问题。很可惜,他们这么早就启动停电措施,我认为这有点操之过急。”
“应对停电问题,我们应该推出更多而不是更少的可再生能源。而且应尽可能部署多种能源形式,比如储能,这才是真正的关键。
“一些保守人士总说太阳能会出现供电不足的问题,这一点没错,因为不总是有太阳。但问题是,加州一直有雄心将储能——长时间存储、短时间存储、电池、抽水蓄能——纳入到我们的电力系统中,只是目前还没有完全上线而已。”
如果加州已经启用了更多的储能系统,在电力紧缺时,储能系统储存的电量就可以随时被用上。另外,微电网也是如此,微电网可以提高能源的弹性,因为在遇到异常高的电力需求时,它们可以与中央电网分开运行。地方清洁能源联盟的能源自主组织者 Jessica Tovar说:“多年来,我们一直在争取更多的清洁能源微电网,但是化石燃料行业以及垄断的公用事业企业,一直反对我们……这是这些机构的错,这导致我们脆弱的社区缺乏更有弹性的措施。”
寻找解决方案至关重要。虽然加州停电不过一个来小时,但这些不可预计的停电,可能会给脆弱的社区带来危险,特别是在地球变暖情况下,人们不希望情况越变越糟。Lazerow 女士说,一些社区很依赖电力,停电是一个大挑战:“有很多人的生活离不开电,甚至需要依靠电来维持生命,比如一些依靠呼吸机的人,还有,我们的成员中有些人患有糖尿病,需要用冰箱来冷藏胰岛素。对于没有准备发电机等后备电源的社区,一旦停电,这些问题都是大挑战。”
Stokes 女士补充说,即使极端热浪导致电力需求激增甚至出现停电事故,完全放弃可再生能源也是极其错误的反应: “说实话,为什么在美国西部会出现热浪?就是因为气候变化!加州部分地区的温度升高早就超过了2摄氏度。这些地方历来不需要空调,但现在却不得不使用空调,连续的高温让人们用掉更多的电。而这一切,都要怪罪于我们烧了100年的化石能源导致的。” CWEA
https://earther.gizmodo.com/renewable-energy-isn-t-to-blame-for-california-s-blacko-1844773900https://earther.gizmodo.com/californias-having-rolling-blackouts-because-its-just-s-1844738116https://www.eia.gov/beta/electricity/gridmonitor/dashboard/electric_overview/regional/REG-CALhttps://www.greentechmedia.com/articles/read/how-californias-shift-from-natural-gas-to-solar-is-playing-a-role-in-rolling-blackouts
https://www.kcra.com/article/california-blackouts-2020-pge-heat-wave-august-15/33614032
http://www.caiso.com/Documents/ISORequestedPowerOutagesFollowingStage3EmergencyDeclarationSystemNowBeingRestored.pdf
http://www.caiso.com/TodaysOutlook/Pages/default.aspx
本文详细描述了我国调度调度规则的范式,可以为理解目前的拉闸限电提供一个视角。有一种很大的可能,目前的拉闸是调度“省事”原则下的行为。
IPCC温升1.5°C报告下载
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