美国多地为何面临更高的停电风险？

作者：苏洁

(资料图片)

发于2023.7.31总第1102期《中国新闻周刊》杂志

今年6月，由于严重的夏季风暴，包括整个俄克拉荷马州、得克萨斯州和路易斯安那州在内，美国南部共计超过30万居民遭遇了停电。在俄克拉荷马州，由于暴风雨在该地区带来了强风，大约有16.5万市区附近的居民遭遇了停电。尽管电力公司的工作人员也连夜抢修了700多根断裂的电线杆和倒下的电线，停电依然持续了几天。仅仅在得克萨斯州的佩里顿镇，就有约4000户居民在遭受毁灭性龙卷风袭击后遭遇了停电后的“黑暗时刻”。

作为一个能源生产和消耗大国，美国人对电力中断并不陌生。从稍微干扰日常生活的短暂停电，到影响范围广大的长时间电网故障，美国每个州的居民都曾有过家里停电的经历。根据美国电网监管机构六月发布的消息，今年夏天，受高温和极端天气影响，美国高达三分之二的地区可能面临电力中断的危险。

在这些美国居民深受停电困扰的背后，是人们越来越依赖电力的生活方式。根据美国能源信息管理局的一份报告，2020年的电力消耗量较1950年增加了14倍。另据美国能源部估计，停电每年给美国经济造成1500亿美元的损失。

不仅电力需求增加，高企的石油价格也牵动着美国人的神经。当地时间7月22日，美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆对媒体表示，市场的波动仍在影响石油市场，她再次呼吁增加供应。格兰霍姆称，预计美国今年的石油需求将增加至每天1250万桶，并在2024年进一步增长。

“我们希望石油价格下降。总统真正需要关注的，是要上班但支付不起高额油价的普通民众。”格兰霍姆说。她还强调了向可再生能源转型的重要性，并称这是今年能源峰会的一个关键议题。“我们都感受到了极端天气的影响。我们必须同时在各地采取一切行动，大规模部署清洁能源。”

与此同时，美国国内呼吁总统拜登宣布进入气候紧急状态的声音一直不断。早在去年10月，就有8名参议院民主党人敦促拜登宣布气候紧急状态，以通过总统行政权力达到减排目标，以应对能源、电力供应危机等。

气候变化惹的祸？

30万人遭遇停电，这在北美电力可靠性公司(NERC)的可靠性评估和绩效分析主管约翰看来，并不是一件意外的事情。这家专注于北美地区电力评估的非营利性机构，今年五月曾发布了一份报告，预计共有九个区域电网(包括新英格兰、俄亥俄以西以及加拿大安大略省)在2023年夏季面临更高的停电风险。

约翰表示，停电预测是近几年才常见的一种现象。“这对我们来说是崭新的事物。在过去的30年、40年甚至50年里，系统的容量一直很充裕。”

今年夏天，随着更大范围的地区开始升温，电网运营商之间分享电力能源的能力下降，加剧了潜在的电力短缺问题。大多数预测长期温度趋势的研究预计，随着气候变化导致全球变暖，热浪将变得更加常见。一项最近的研究估计，与20世纪末相比，美国每年超过100℉(摄氏38℃)的天数将翻一番，每年超过105℉(摄氏41℃)的天数将增加两倍。

为了应对能源短缺、极端天气等因素对电网带来的压力，目前，美国全国各地都在上马加强电网的项目。7月20日，美国能源部宣布为各州和部落提供近3千万美元的电网韧性补助金，以提高电网韧性，并增强全美清洁能源的输送。

这是拜登政府《重建美好法案》通过后提供的第四轮资金。2021年底，美国众议院通过了《重建美好法案》(Build Back Better Act)，这项价值约1.75万亿美元的一揽子财政支出计划法案，涉及内容包括彻底改变美国的医疗保健、气候变化、清洁能源、教育、税法、移民等多方面问题。这其中，200亿美元被用于建设现代化电力系统。自2023年5月以来，美国能源部已经向23个州、哥伦比亚特区和12个部落实体分发了约3.54亿美元拨款，以提升电网韧性。

尽管有相对充足的资金支持，但近年来日益恶化的停电情况表明，美国的基础设施更新依然跟不上自然环境的变化，也跟不上现实需求。2022年的州级调查数据显示，极端天气是导致停电趋势上升的主要原因。同时，美国各州面临的停电情况也不尽相同。比如，美国的28个州及华盛顿特区的年平均停电时间不到5小时，而得克萨斯州、俄勒冈州和路易斯安那州的停电数据就不那么乐观了，年平均停电时间超过20小时，其中，路易斯安纳州的年停电时间更是超过80小时。

气候变化导致的极端天气，还给美国电力系统的韧性和耐力带来了更严峻的考验。“如果我们不采取措施提高电网的可靠性，随着这些天气影响的频率和强度增加，我们肯定会看到越来越多的电网故障。” 北卡罗来纳州立大学的清洁能源技术中心政策分析师瑞贝卡·莫拉表示。

根据美国《时代》周刊报道，随着气候变化导致的自然灾害变得越来越频繁，持续时间更长，甚至可能威胁生命的停电问题也更加频繁地出现。这一点在2021年变得非常明显，当时，在多次极端天气的影响下，美国的电力系统出现了过载甚至崩溃。当年，一场冬季风暴导致墨西哥湾沿岸州，尤其是得克萨斯州陷入能源危机。祸不单行，不久之后大西洋风暴袭击了该地区，飓风艾达更是严重损坏了新奥尔良周围的电力线，造成大规模停电。

而在美国西北地区，不仅冬季极寒天气增加了停电风险，夏季的野火和高温甚至可能导致电力线融化。根据美国能源信息署(EIA)2022年度电力行业报告显示，2021年，美国平均每个用户经历的停电时间是7小时20分钟，这其中，有大约5小时(72%)是由飓风、野火和暴风雪等重大天气事件引起的。尽管和前一年相比，2021年的平均停电时间缩短了52分钟，但仍然处于近年来的高峰。

能源迭代的挑战

在瑞贝卡·莫拉看来，解决电力危机，不能把鸡蛋放在一个篮子里。以路易斯安那州为例，在经历了飓风艾达后，该州对倒塌的输电塔进行了修复，通过电网升级使输电线能够抵御5级飓风的风力。同时，路易斯安那州也在探索另一个措施：在住宅屋顶加装太阳能电池板。

从2015年起，路易斯安那州就通过激励计划推广太阳能。“我们希望增加分布式发电，包括在屋顶上增加太阳能供个人使用，以及在社区增加微电网的数量。这样，改善整个大型公用事业规模电网的可靠性就更为可能。”莫拉分析道，“这不是哪种方案可行的问题，而是所有可能的方案都要试一试的问题。”

2022年，美国白宫还曾发布紧急声明，授权临时延长东南亚太阳能电池和组件的免税进口。白宫在这份声明中表示，多种因素威胁着美国的电力供应能力。例如，在美国部分地区，干旱条件加上热浪，导致创纪录的电力需求。

为了确保电力资源充足，太阳能是美国最快增长的新发电源之一。近年来，美国安装的绝大多数太阳能电池板是进口的，其中东南亚的太阳能电池板约占2020年进口电池板的四分之三。为应对能源短缺，美国政府决定延长东南亚太阳能电池和组件的免税进口，以帮助满足电力需求。

“在未来几年里，随着新的天然气发电厂和更多可再生资源投入使用，供应可能会增加。同时，输电能力提升可以帮助解决一些停电问题。” 美国太平洋西北国家实验室的首席电气工程师杰夫·达格尔表示。

然而，绿色能源探索的道路也并非一帆风顺。根据美国顶级电网监管机构的警告，美国电力网在2023年夏季面临着供应短缺的风险，原因是全国范围内正推动用绿色替代品取代化石燃料发电。

北美电力可靠性公司(NERC)的可靠性评估和绩效分析主管约翰表示，电力行业仍然面临快速变化的资源结构的许多挑战。由于过去几年中传统发电陆续退场，电力供应风险也有所增加。该机构的报告特别警告称，大部分风险是由于对可再生能源的更大依赖，但这些能源依赖于有利的天气条件，在高峰期可能不可靠。

报告分析，今年不同地区面临的用电形势也各不相同。“今年新英格兰地区的可用产能较少，而南方和中西部的电网面临的则是需求增加和供应减少的压力。如果风能不稳定，中西部可能会出现问题。在西部，干旱可能导致水电站依赖的水库干涸，全国各地的野火可能威胁输电线路或导致预防性停电。但在夏天，对电网的最大威胁是高温，人们依赖空调来降温。”

北美电力可靠性公司的可靠性评估主管约翰认为，新能源的可靠性仍需继续提高。“目前，我们正在看到风能和太阳能大幅增加。不过，这些资源的挑战是它们并不总是随时可用或可调度的。”

根据今年6月美国清洁能源协会发布的报告，2022年清洁能源装机量首次在五年内出现下降。报告称，美国去年安装了超过25.5千兆瓦的清洁能源，足以为数百万美国家庭供电。然而，这个数字与2021年的部署水平相比下降了15%。许可问题、项目连接到电网的延迟和输电线路短缺等问题，则是导致清洁能源增速减缓的主要原因。该报告将清洁能源定义为陆上和海上风能、大型光伏和储能技术。

美国清洁能源协会首席执行官贾森·格鲁梅特在最近的债务上限协议声明中表示， “除非在新的清洁能源输电能力的选址和建设方面有重大改善，否则美国将无法实现重要的经济、国家安全和气候目标。”

《中国新闻周刊》2023年第29期

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