上個月德克薩斯州發(fā)生大規(guī)模停電,由此產(chǎn)生的指責推諉仍在持續(xù)。主要論點是,可再生能源在能源中扮演著不可忽視的角色,由于基礎設施凍結(jié),供暖所需供應量增加,導致天然氣和煤炭的可利用量減少,所以天然氣和煤炭被認為是間接的罪魁禍首。
然而,真正的問題在于電網(wǎng)的可靠性和彈性,不僅在德克薩斯州,在所有能源需求增長的地方都是如此。
威斯特海文電力公司(Westhaven Power)告訴Oilprice :“美國電網(wǎng)是地球上最大的互聯(lián)機器:20萬英里的高壓輸電線路和550萬英里的本地配電線路,將成千上萬座發(fā)電廠與工廠、家庭和企業(yè)連接起來。”
這個龐大電力系統(tǒng)的電力來源越來越廣。雖然天然氣短缺是德克薩斯州電力中斷的一大原因,但去年加州在炎熱夏天斷電的原因卻不是天然氣短缺。電網(wǎng)的可靠性之所以成為關(guān)注焦點,是因為發(fā)電的脫碳并不完全是玩笑、游戲或電力零排放。
威斯特海文電力公司表示,目前美國的電網(wǎng)無法大規(guī)模向低碳發(fā)電轉(zhuǎn)變。
該公司解釋稱,運營商需要更好地控制區(qū)域電網(wǎng),以便能夠預測像德克薩斯州和加利福尼亞州那樣的危險情況,但隨著電網(wǎng)更多地由間歇性的風能和太陽能供電,因此更好的掌控電網(wǎng)將變得更加困難。
英國氣候技術(shù)初創(chuàng)公司Intelligent Power Generation的首席執(zhí)行官托比吉爾(Toby Gill)博士表示:“得克薩斯州和加利福尼亞州發(fā)生的事件證明了高度集中的電力系統(tǒng)所具有的缺點以及我們電力系統(tǒng)彈性和靈活性的真正價值,隨著我們繼續(xù)向可再生能源過渡,這一價值將變得愈發(fā)重要。”
因此,隨著世界(包括美國)不可避免地轉(zhuǎn)向以可再生能源為主的能源系統(tǒng),更為重要的是,隨著電力需求的激增,該怎么做才能降低未來發(fā)生此類事件的風險。
最簡單、直接的答案是加大電網(wǎng)的投資。彭博社的雷切爾·莫里森(Rachel Morison)寫道,如果可再生能源發(fā)電能力增加三倍,電力需求激增60%,那么到2050年,全球?qū)﹄娋W(wǎng)基礎設施的投資可能會增至28.7萬億美元。這些假設十分合理:降低人類碳足跡的目的實際上與實現(xiàn)完全電氣化的目的不謀而合,電力需求將因此增加。
彭博社分析師桑吉特·桑赫拉(Sanjeet Sanghera)告訴彭博社莫里森:“隨著普通家庭用電占能源消費比例的增加,電力消費者面臨的風險也在上升。這是把所有的雞蛋都放在一個籃子里。”
雖然生活中比較明智的規(guī)則之一是不應該將所有雞蛋都放在一個籃子里,但政客們的主流說法是,除了將一切都電氣化這一個籃子外,我們已經(jīng)沒有其他籃子了。這意味著我們需要為成本做好規(guī)劃。莫里森指出,僅歐洲自己就需要在電網(wǎng)上投入4.9萬億美元,他還補充道,高達45%的投資將用于加強現(xiàn)有的基礎設施。
專家表示,除了加強集中式電網(wǎng),還有一個提高分布式電力系統(tǒng)份額的解決方案。這將減輕電網(wǎng)的消耗負荷,潛在地降低過載和中斷的風險。但這也可能會減少在新傳輸基礎設施上的投資規(guī)模,而這些基礎設施的作用是將新的太陽能和風能裝置連接到電網(wǎng)。
北美施耐德電氣智能電網(wǎng)總裁馬克·費塞爾(Mark Feasel)表示,“即使面對極端事件,也可以通過多樣性、冗余性和模塊化來實現(xiàn)其可靠性和彈性。通過微電網(wǎng)和其他分布式能源資源協(xié)調(diào)能源供應與需求,這是未來預防此類大規(guī)模危機蔓延的重要一步。”
人類研究公司Escalent能源部門的副總裁博伊斯(Boyce)稱:“在得克薩斯州和加利福尼亞州,都可以通過分布式資源(如電池和太陽能)以及需求響應工具(如具有實用程序控制的智能恒溫器)來減輕壓力。但德克薩斯州的分布式資源和需求響應有限,而加利福尼亞州擁有很多分布式資源,但沒有協(xié)調(diào)這些資源的好方法,也沒有真正可以調(diào)用的需求響應工具。”
因此,即使分散電網(wǎng)可以降低風險,確保穩(wěn)定的電力供應,但其可能還有很長的路要走。當然,這也需要投資。但對消費者來說,如果有適當?shù)募畲胧?,這種投資增長可能會比電費的上漲更明顯,因為公用事業(yè)公司正在集中加強電網(wǎng)建設。無論如何,有一件事很明確,那就是目前的電網(wǎng)無法應對能源結(jié)構(gòu)變化。