“跌得挺狠啊!”
这句话不仅可以用在最近的股票市场,还可以准确地描述上周得克萨斯州的天气。
冬日最高气温可达25摄氏度的得州,在今年突然进入“冰汽时代”。零下十摄氏度的气温加上降雪,让得州人民体会到买一个可以制暖的空调是多么重要。
等等!就算有空调,也没有电了!
得州气温骤降至零下丨WikiCommons
得州,比冷更惨的是停电
铺天盖地的新闻报道了寒潮期间得州人的噩梦生活。极寒天气导致的大规模停电,使得一贯以空调取暖的美国人手足无措。
得州遭遇大面积停电事故丨Youtube/AssociatedPress
停电带来的影响不仅在人员受冻方面。由于屋内气温过低,很多房屋水管冻裂,形成冰柱或者水帘洞。
得州一历史博物馆里由于水管冻裂“水漫金山”丨FORTWORTHMUSEUMOFSCIENCEANDHISTORY
有些人只能在汽车里靠发动机热量维持,却因一氧化碳中毒身亡。
得州一氧化碳中毒人数激增丨houstonchronicle
与此同时,得州的电价也涨到天上去了,少数地方的电价甚至高达人民币60元一度电,较往常上涨数百倍。普通人真实地体会到了“用不起电”的悲剧。
得克萨斯州电价有一个巨大的涨幅丨Refinitiv
这次的灾害已经过去一阵子,人们对于灾情的反思也逐渐展开。得州的电力资源非常富裕,平日里的电价也十分低廉,一场寒潮导致了如此大规模的灾难,实在令人难以置信。
新能源,行不行啊?
大部分停电的直接原因无外乎两种:发电量急剧减少和输电线路损坏。得州这次的情况也不例外。
《华尔街日报》和得州州长,都将停电怪罪到了得州的新能源供电上。得州虽然电能富裕,但主要以清洁能源发电为主,传统的烧煤的火电仅占比20.31%。这次的极寒天气,使得很多风力发电机组被“冻住”,一半的风力涡轮机冻结,风力发电在总发电量中的占比从42%骤降至8%,煤炭和核能的基本出力经不足以支撑电网。
居中严寒中“冰冻的”风机丨Youtube/BCS
《经济学人》(TheEconomist)杂志却对此观点进行了批驳。《经济学人》认为,风力发电份额并没有过多,只占20%左右,风电的损坏仅仅是造成大停电的原因之一,除此之外,天然气井的冻结,核电站由于风雪的原因无法运作等因素共同造成了此次悲剧。追根溯源,都是寒潮的锅。这次的寒潮只是一个意外,不能因此就放弃清洁能源。
撇开对清洁能源的指责,得州电网的设计与运营也难辞其咎。由于复杂的历史原因,得州电网不与外界连通,无法收到外界输送的电能。同时得州的电力行业高度市场化,电力公司有大大小小数百个,充分竞争的结果就是,平日里电价比较便宜,一旦出事,电价就会呈几何级数地增长,正在运行的机组便可以大发横财。
风电不够,火电来凑
风能、太阳能、水能、地热能和核能……清洁能源在减少污染与可持续发展的两个目标中大放异彩,但其中的问题也亟待解决。
清洁能源的发电性质决定了它的先天缺陷:对自然环境的依赖。太阳能对天气的依赖不用多说,风能则更令人捉摸不透。
光伏发电极易受到天气影响丨Pixabay
电能几乎不可储存,需要即发即用,这就有可能造成“急需的时候太缺,不用的时候太多”的情况。
另一方面,即使新能源方法发出了电,电网也不一定愿意接入线路,因为它供电质量难以保证。供电质量不仅在于一般意义上的“供电功率稳定”,还有其他方面的因素。像风电、水电这样的出力随机性较大的发电方式,会对电网中交流电频率产生不利影响。对于光伏发电而言,还涉及到电流变换的问题:太阳能电池板发出的是直流电,需要经过特殊处理(逆变)变成交流电,才能为大多数用户使用。逆变的过程中,需要应用到很多半导体器件,这些器件具有高速开关的特性,这一过程也会对电网的稳定性造成影响。
光伏发电需要经过换流站才能接入电网丨Wiki