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早些時候席卷半個(ge)美(mei)國的(de)極寒天氣導(dao)致整個(ge)中(zhong)部地(di)區(qu)遭遇前所未有的(de)大(da)范(fan)圍(wei)停電(dian)，得克薩斯州尤(you)為(wei)嚴重(zhong)。該州電(dian)網運營商(shang)得州電(dian)力(li)可靠性委員(yuan)會(hui)（Electric Reliability Council of Texas，簡稱ERCOT）掙(zheng)扎著滿(man)足歷史性的(de)高用(yong)電(dian)需求，而電(dian)廠——主要是燃氣電(dian)廠——卻(que)因冰凍天氣而發生故(gu)障或無法獲(huo)得足夠的(de)燃料，這(zhe)讓(rang)數百萬人無電(dian)可用(yong)。

極(ji)寒天氣(qi)導致得(de)州多處停(ting)水斷電，當(dang)地居(ju)民排隊領取飲用水。圖片來源：Mario Cantu/CSM/Sipa USA

與去年夏天加州的(de)(de)停電(dian)(dian)相(xiang)似，此次(ci)緊急事件的(de)(de)根源是復雜(za)的(de)(de)，需要(yao)幾個月才能(neng)做出全面的(de)(de)評估。但很快，大(da)量(liang)不(bu)實或誤導(dao)性言(yan)論就已出現(xian)，聲稱得克薩斯州風電(dian)(dian)占比太大(da)是導(dao)致此次(ci)停電(dian)(dian)的(de)(de)主(zhu)要(yao)因素，并(bing)稱只(zhi)有化石燃料電(dian)(dian)力才能(neng)確(que)保電(dian)(dian)網的(de)(de)可靠性和韌性。這些說法不(bu)僅不(bu)對，而且(qie)把公(gong)眾的(de)(de)注(zhu)意力從為了避免重蹈覆轍而真正要(yao)做的(de)(de)工作轉移開。

正(zheng)如一(yi)(yi)再被證實(shi)的(de)(de)那樣，過(guo)(guo)去一(yi)(yi)百年來建立的(de)(de)化(hua)石燃料(liao)電廠以及圍繞(rao)其(qi)建立的(de)(de)電力系(xi)統(tong)格外(wai)容(rong)易(yi)受極(ji)端天(tian)氣的(de)(de)影響，而氣候(hou)變化(hua)正(zheng)導致極(ji)端天(tian)氣愈(yu)發常(chang)見(jian)。危(wei)機當(dang)前，應該(gai)針對(dui)問題(ti)的(de)(de)根源采(cai)取前瞻性的(de)(de)解決方法，而不是基(ji)于過(guo)(guo)去的(de)(de)錯誤(wu)解決方案，即一(yi)(yi)味堅持既(ji)昂貴又不安全的(de)(de)依賴(lai)化(hua)石燃料(liao)的(de)(de)集中式電力系(xi)統(tong)。

導致停電的是系統性挑戰而不是可再生能源

得州當前(qian)的(de)電(dian)力(li)危(wei)機和(he)(he)去年加(jia)州停電(dian)背(bei)后的(de)根(gen)本驅動力(li)都(dou)是(shi)氣候(hou)變化。氣候(hou)變化讓極熱(re)和(he)(he)極寒天(tian)氣都(dou)更(geng)加(jia)常(chang)見，這給根(gen)據上世(shi)紀天(tian)氣條(tiao)件(jian)(jian)設計的(de)電(dian)力(li)系(xi)統，包括電(dian)站和(he)(he)電(dian)網，都(dou)帶來(lai)了(le)超出設計條(tiao)件(jian)(jian)的(de)壓力(li)。

目前得(de)州極寒天氣帶來的(de)(de)(de)(de)后果同(tong)時(shi)揭示出電(dian)力系統需求側和供給側的(de)(de)(de)(de)問(wen)題。在需求側，60%的(de)(de)(de)(de)得(de)州居民(min)用電(dian)取暖，而(er)(er)且其中絕大多數家庭使(shi)用的(de)(de)(de)(de)是(shi)低效的(de)(de)(de)(de)電(dian)阻加熱，而(er)(er)非現代(dai)而(er)(er)高(gao)效的(de)(de)(de)(de)熱泵(beng)。因此，當該州大部分地區的(de)(de)(de)(de)溫度降至接(jie)近(jin)歷史最低點時(shi)，電(dian)力需求飆升，遠(yuan)遠(yuan)超出了應急計劃所能(neng)覆蓋的(de)(de)(de)(de)水(shui)平。簡言之，得(de)州電(dian)力可靠性委(wei)員會沒(mei)有料到氣候(hou)變化(hua)會造成如此高(gao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)力需求。

該州少數依靠燃氣(qi)(qi)取暖的(de)家(jia)庭的(de)用氣(qi)(qi)需(xu)求也給電(dian)網(wang)帶來(lai)了問題。首先(xian)(xian)，低(di)溫導致天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)管道流量(liang)受(shou)到限制(zhi)，這使天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)總體供(gong)應受(shou)限。其次，可(ke)用的(de)天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)供(gong)應量(liang)被用于優先(xian)(xian)照顧建筑供(gong)暖，進一(yi)步(bu)導致電(dian)站(zhan)燃料供(gong)應不足(zu)。而且即(ji)使天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)被輸(shu)送進了燃氣(qi)(qi)電(dian)站(zhan)，它(ta)們也往(wang)往(wang)不起作用：寒冷的(de)天(tian)氣(qi)(qi)還導致燃氣(qi)(qi)發(fa)電(dian)機(ji)本身出現機(ji)械故障。

盡管冰凍確(que)實讓風(feng)(feng)力發電出現了一(yi)(yi)些故障，但(dan)重要(yao)的(de)(de)(de)是要(yao)分清得(de)(de)州電力可靠性委(wei)員(yuan)會期待(dai)(dai)風(feng)(feng)電在(zai)(zai)此(ci)類緊急(ji)事件(jian)中(zhong)做出的(de)(de)(de)次要(yao)貢(gong)獻(xian)，以(yi)及它期待(dai)(dai)燃氣電站在(zai)(zai)滿足高峰用電需求方面所(suo)扮演(yan)的(de)(de)(de)主導角色。得(de)(de)州電力可靠性委(wei)員(yuan)會的(de)(de)(de)一(yi)(yi)位發言人表示(shi)，風(feng)(feng)力渦(wo)輪機結冰此(ci)次停(ting)電中(zhong)“最不(bu)重要(yao)的(de)(de)(de)因(yin)素”。此(ci)外(wai)，值得(de)(de)注意的(de)(de)(de)是，這個問題解決起來(lai)相對簡單(dan)。例如，加拿大的(de)(de)(de)“嚴寒(han)天氣工具包”讓風(feng)(feng)機能在(zai)(zai)非常低的(de)(de)(de)溫度中(zhong)工作。

此外，電(dian)(dian)網規劃者也明白(bai)用(yong)電(dian)(dian)高峰期常(chang)常(chang)無(wu)風力可用(yong)，他(ta)們看重(zhong)的(de)恰恰是(shi)風力發(fa)電(dian)(dian)的(de)主要(yao)優(you)點：只要(yao)刮(gua)風就能獲得廉價、無(wu)污染的(de)電(dian)(dian)力。另一方(fang)面(mian)，采用(yong)燃(ran)料(liao)發(fa)電(dian)(dian)的(de)一個主要(yao)理(li)由是(shi)其理(li)論上可以在任何(he)天氣條件下發(fa)電(dian)(dian)，但這(zhe)卻(que)恰恰未能在上周的(de)得州得以實現，那里40%以上的(de)煤炭、天然(ran)氣和核電(dian)(dian)站(zhan)都因(yin)寒冷而停轉。

系統性解決方案是唯一的出路

為了(le)應(ying)對氣候變化這類(lei)對電(dian)(dian)網(wang)和能(neng)源經濟整體都會產生影響的(de)根(gen)本性干(gan)擾因(yin)素，我們需要超越源于上世紀(ji)的(de)技(ji)術的(de)尋(xun)常策略。此(ci)類(lei)舊式方(fang)案通常注重的(de)是(shi)“強化”電(dian)(dian)網(wang)的(de)各個(ge)組(zu)成部分(fen)，而無法應(ying)對這些組(zu)成部分(fen)之間(jian)的(de)相互依賴性，以及能(neng)夠導致大范(fan)圍災難性停電(dian)(dian)的(de)新型風險(xian)。

有三類超越守舊經驗的(de)(de)(de)方案有助于開(kai)始(shi)降低(di)這些(xie)(xie)風險。首先(xian)，電網(wang)規(gui)劃者和決策者必須考慮電網(wang)面(mian)臨的(de)(de)(de)“新常態”，尤(you)其是氣(qi)(qi)候變化(hua)導致的(de)(de)(de)極端天(tian)氣(qi)(qi)事件(jian)（包(bao)括高(gao)溫(wen)、火災或者眼下這種驟寒）在(zai)規(gui)劃中必須被考慮到，此外(wai)還有這些(xie)(xie)極端天(tian)氣(qi)(qi)與汽車和建筑等領域的(de)(de)(de)新興(xing)電氣(qi)(qi)化(hua)趨勢之間的(de)(de)(de)相互作用——這些(xie)(xie)趨勢讓電力變得愈發關鍵。

其次(ci)，電(dian)(dian)力(li)行業應從舊式韌性方案(an)過渡到認識到21世紀的風(feng)險(xian)并利用適當的技術(shu)去應對(dui)它們(men)的新方案(an)。若將包括(kuo)定向能(neng)源(yuan)效(xiao)率(lv)（targeted energy efficiency）、需求彈(dan)性（demand flexibility）、社區尺度屋頂太陽能(neng)光伏、電(dian)(dian)池儲(chu)能(neng)系統(tong)(tong)，以及先進的配(pei)電(dian)(dian)系統(tong)(tong)控制在(zai)內(nei)的技術(shu)部(bu)署在(zai)靠近終端用戶(hu)的地(di)方，就可以在(zai)電(dian)(dian)網(wang)大(da)范圍停電(dian)(dian)期間繼續為(wei)關(guan)鍵(jian)設施和荷載(zai)服務。此類技術(shu)在(zai)電(dian)(dian)網(wang)正常運作期間同樣(yang)能(neng)夠創造(zao)經濟價(jia)值，并且能(neng)夠支持社區能(neng)源(yuan)目(mu)標，相比重金投資(zi)冗余化石燃料發(fa)電(dian)(dian)設施，它所創造(zao)的電(dian)(dian)網(wang)韌性成(cheng)本(ben)更(geng)低、價(jia)值更(geng)高。

第三，電(dian)(dian)力行業應繼續(xu)優先投資于老舊電(dian)(dian)網(wang)(wang)基礎設施的(de)(de)(de)現代化(hua)改造(zao)。為了減少(shao)碳(tan)排放從而避免氣候變化(hua)帶來(lai)最壞(huai)的(de)(de)(de)影響，從而真正解決電(dian)(dian)網(wang)(wang)不穩定的(de)(de)(de)根本原因(yin)，我們必須擴(kuo)大電(dian)(dian)網(wang)(wang)，使之為更大比重的(de)(de)(de)經濟活(huo)動(dong)供(gong)(gong)電(dian)(dian)。在(zai)(zai)這個過程(cheng)中，從一開始就將電(dian)(dian)網(wang)(wang)的(de)(de)(de)韌(ren)性考(kao)慮(lv)在(zai)(zai)內，就可(ke)以(yi)降(jiang)低轉型包含的(de)(de)(de)成本和風險。例如，通過擴(kuo)大輸電(dian)(dian)網(wang)(wang)絡接入低成本的(de)(de)(de)可(ke)再生能源也可(ke)以(yi)促進電(dian)(dian)力供(gong)(gong)應的(de)(de)(de)多樣化(hua)，提(ti)高電(dian)(dian)網(wang)(wang)可(ke)靠(kao)性，以(yi)及電(dian)(dian)網(wang)(wang)抵御極端天氣導致(zhi)供(gong)(gong)電(dian)(dian)中斷的(de)(de)(de)韌(ren)性。

大大小小的(de)(de)公(gong)共事業(ye)公(gong)司已經(jing)證明，這些方(fang)案能夠在(zai)氣候和能源系統(tong)快速變(bian)化的(de)(de)過程中提高電網(wang)的(de)(de)可靠性和韌性。盡管有(you)些必(bi)要的(de)(de)變(bian)革可能看起來陌生，但不(bu)作為的(de)(de)代價是高昂的(de)(de)。重新(xin)想象電網(wang)韌性從而(er)有(you)效(xiao)地應對新(xin)的(de)(de)風險(xian)的(de)(de)機(ji)會轉瞬即逝。通過預先設計以(yi)經(jing)濟的(de)(de)方(fang)式實現電網(wang)韌性，而(er)非在(zai)氣候變(bian)化的(de)(de)影(ying)響變(bian)得更加(jia)可怕(pa)之(zhi)后用更加(jia)昂貴(gui)的(de)(de)方(fang)式亡羊補牢(lao)，這樣的(de)(de)機(ji)會更加(jia)稀缺，值得牢(lao)牢(lao)把(ba)握。

作者簡介

馬克·戴森(sen)（Mark Dyson）是(shi)落基(ji)山研究所無碳電力實踐（Carbon-Free Electricity Practice）項目負責(ze)人。

李夕璐(lu)是(shi)落基山研(yan)究(jiu)所無碳電力實踐（Carbon-Free Electricity Practice）項目經(jing)理。