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“跌得挺狠啊！”

這句話不僅可以用在(zai)最近的(de)股(gu)票市場(chang)，還(huan)可以準確地(di)描述上周(zhou)得克薩斯州的(de)天氣。

冬日最高(gao)氣溫可達(da)25攝氏度的(de)得(de)州，在今年(nian)突然進入“冰汽時代”。零下十攝氏度的(de)氣溫加上降雪，讓得(de)州人民體會(hui)到(dao)買一個(ge)可以制(zhi)暖的(de)空調是(shi)多么重要。

等等！就算有空調(diao)，也沒有電(dian)了！

得州氣溫驟降(jiang)至零下丨WikiCommons

得州，比冷(leng)更慘的是停(ting)電(dian)

鋪天蓋地的新(xin)聞報道了(le)寒潮期(qi)間得(de)州人(ren)的噩夢(meng)生(sheng)活。極寒天氣導致的大規(gui)模停電，使得(de)一貫以空(kong)調取暖的美國人(ren)手足無(wu)措。

得州遭遇(yu)大面積(ji)停(ting)電事故丨Youtube/Associated Press

停電(dian)帶來的影響不(bu)僅在人員(yuan)受凍方面(mian)。由于屋內氣溫(wen)過低，很(hen)多房屋水管(guan)凍裂，形成冰柱或者水簾洞。

得州一歷史博物館里由于水管凍(dong)裂“水漫(man)金山”丨FORT WORTH MUSEUM OF SCIENCE AND HISTORY

有(you)些人(ren)只(zhi)能在汽(qi)車里靠發動機熱(re)量維(wei)持，卻因(yin)一(yi)氧化碳中毒身(shen)亡。

得州(zhou)一氧化碳中毒人數激增丨houstonchronicle

與(yu)此(ci)同(tong)時，得州的(de)電價也漲(zhang)到天上(shang)去了，少數地方的(de)電價甚至高達人民(min)幣60元(yuan)一(yi)度電，較(jiao)往常(chang)上(shang)漲(zhang)數百倍。普通(tong)人真實地體(ti)會到了“用不起電”的(de)悲劇。

得克(ke)薩斯州電價有一個巨大的漲幅(fu)丨Refinitiv

這(zhe)次的(de)災害已(yi)經過去一陣子，人們對于災情的(de)反思也(ye)逐漸展(zhan)開。得(de)州的(de)電(dian)力資源非常富裕(yu)，平日里的(de)電(dian)價(jia)也(ye)十分(fen)低(di)廉，一場寒潮(chao)導致了如此大(da)規(gui)模的(de)災難，實在令人難以置(zhi)信。

新能源，行不行啊？

大部分(fen)停電(dian)的直(zhi)接原因無外乎兩種：發電(dian)量(liang)急(ji)劇減少和輸電(dian)線路(lu)損壞(huai)。得州這次(ci)的情況(kuang)也(ye)不例外。

《華爾街日報(bao)》和得州(zhou)州(zhou)長，都將停電(dian)(dian)怪罪到了得州(zhou)的(de)新能(neng)源供(gong)電(dian)(dian)上。得州(zhou)雖然(ran)電(dian)(dian)能(neng)富裕，但主要以清潔能(neng)源發(fa)(fa)電(dian)(dian)為主，傳統的(de)燒煤(mei)的(de)火(huo)電(dian)(dian)僅占比20.31%。這次的(de)極寒天氣，使得很多風(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組被“凍(dong)住”，一半的(de)風(feng)力(li)(li)渦輪機(ji)凍(dong)結，風(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)在總發(fa)(fa)電(dian)(dian)量中的(de)占比從(cong)42％驟降至8％，煤(mei)炭和核能(neng)的(de)基本(ben)出力(li)(li)已經不足以支撐電(dian)(dian)網。

居中嚴寒中“冰(bing)凍(dong)的”風機丨Youtube/BCS

《經濟學人(ren)》（The Economist）雜志卻對(dui)此觀點進行(xing)了批駁。《經濟學人(ren)》認為(wei)，風(feng)力發電份額并沒有過(guo)多(duo)，只(zhi)占20%左右，風(feng)電的(de)(de)(de)(de)損壞僅(jin)僅(jin)是(shi)(shi)(shi)造成大(da)停電的(de)(de)(de)(de)原因之一，除此之外，天然氣井的(de)(de)(de)(de)凍結，核電站由(you)于風(feng)雪的(de)(de)(de)(de)原因無法運作等因素共同造成了此次悲劇。追(zhui)根溯源，都是(shi)(shi)(shi)寒(han)潮的(de)(de)(de)(de)鍋(guo)。這次的(de)(de)(de)(de)寒(han)潮只(zhi)是(shi)(shi)(shi)一個意外，不能因此就放(fang)棄清潔能源。

撇開對清(qing)潔能源的(de)(de)指責(ze)，得州(zhou)電(dian)網(wang)的(de)(de)設計與運營也難辭其咎。由于復雜(za)的(de)(de)歷史原因，得州(zhou)電(dian)網(wang)不與外界(jie)連通(tong)，無(wu)法收到外界(jie)輸送(song)的(de)(de)電(dian)能。同(tong)時得州(zhou)的(de)(de)電(dian)力行(xing)(xing)業(ye)高度市場化，電(dian)力公司(si)有大大小小數(shu)百(bai)個，充(chong)分競爭的(de)(de)結果就是，平(ping)日(ri)里電(dian)價比較便宜，一旦出事，電(dian)價就會(hui)呈幾何級數(shu)地(di)增(zeng)長，正在運行(xing)(xing)的(de)(de)機(ji)組便可以大發橫財。

風電不夠，火電來湊

風能(neng)、太陽能(neng)、水(shui)能(neng)、地熱能(neng)和核能(neng)……清潔(jie)能(neng)源在減少(shao)污染與可(ke)持續發(fa)展(zhan)的兩個目(mu)標(biao)中大放異(yi)彩，但(dan)其中的問題也(ye)亟(ji)待解決(jue)。

清潔能源的(de)發(fa)電(dian)性質決定(ding)了它的(de)先天缺陷：對自然環境的(de)依賴(lai)。太陽能對天氣的(de)依賴(lai)不用多說，風能則更令人捉摸不透。

光伏發電極易受(shou)到天氣影響丨Pixabay

電能幾乎不(bu)可儲存，需(xu)要即(ji)發(fa)即(ji)用(yong)，這就(jiu)有可能造(zao)成“急需(xu)的時候(hou)太(tai)缺，不(bu)用(yong)的時候(hou)太(tai)多”的情況。

另一方(fang)面，即使(shi)新能(neng)源方(fang)法發(fa)出(chu)了電(dian)，電(dian)網也不(bu)一定愿意接(jie)入線路(lu)，因為它供電(dian)質(zhi)量難以保證。供電(dian)質(zhi)量不(bu)僅在(zai)于(yu)一般意義(yi)上的(de)“供電(dian)功率穩定”，還(huan)有其他方(fang)面的(de)因素。像風電(dian)、水電(dian)這樣的(de)出(chu)力(li)隨機性(xing)(xing)較大的(de)發(fa)電(dian)方(fang)式，會對電(dian)網中交(jiao)流(liu)電(dian)頻(pin)率產生(sheng)不(bu)利影響。對于(yu)光(guang)伏發(fa)電(dian)而(er)言，還(huan)涉及(ji)到電(dian)流(liu)變(bian)換的(de)問(wen)題：太陽能(neng)電(dian)池板發(fa)出(chu)的(de)是(shi)直(zhi)流(liu)電(dian)，需(xu)要經過特殊處理（逆變(bian)）變(bian)成交(jiao)流(liu)電(dian)，才能(neng)為大多數用戶使(shi)用。逆變(bian)的(de)過程中，需(xu)要應(ying)用到很多半導體器(qi)(qi)件(jian)，這些器(qi)(qi)件(jian)具有高速開關的(de)特性(xing)(xing)，這一過程也會對電(dian)網的(de)穩定性(xing)(xing)造成影響。

光伏(fu)發(fa)電需要經(jing)過(guo)換流站才能接入(ru)電網丨Wikicommons

為了(le)解決這些問題，有關部門一(yi)般會(hui)留(liu)一(yi)部分火電機(ji)組作(zuo)為備胎(tai)。火電站(zhan)不(bu)僅不(bu)受天氣影(ying)響，還(huan)可以做到“即(ji)用即(ji)發”——已經燒起來(lai)火的機(ji)組可以做到半小時內即(ji)發出電來(lai)。

不(bu)過，當火電(dian)機組占比(bi)(bi)過低，新(xin)能源(yuan)發電(dian)占比(bi)(bi)過高時，備胎數量不(bu)夠，“缺(que)電(dian)”的(de)情況(kuang)便一觸(chu)即發。如何更好地使用(yong)新(xin)能源(yuan)，使之(zhi)科學地取代傳統發電(dian)方(fang)式，正是當前(qian)面(mian)臨的(de)關鍵問題之(zhi)一。

躲不掉的挑戰——寒潮

對于電(dian)(dian)(dian)力(li)系統而言，突如其(qi)來的天(tian)氣變化帶來的不僅是用電(dian)(dian)(dian)負(fu)荷(he)的突然變化，電(dian)(dian)(dian)力(li)輸送與(yu)電(dian)(dian)(dian)力(li)調配也會(hui)面(mian)臨(lin)很大的挑(tiao)戰(zhan)。

2008年辛苦搶修(xiu)電力的電網工人們丨Wiki Commons

中國在2008年冰雪災害(hai)后，為了減少大(da)規模冰凍對(dui)(dui)電力(li)系統的損失(shi)，采用了直(zhi)流融(rong)冰技術(shu)和無人機噴火(huo)融(rong)冰等(deng)“黑科技”，極(ji)大(da)提(ti)高了電網對(dui)(dui)于(yu)冰雪災害(hai)的應對(dui)(dui)能力(li)。

直流融(rong)冰(bing)技(ji)術可以(yi)迅速(su)融(rong)化電(dian)網覆冰(bing)丨Bilibili/電(dian)網頭條(tiao)

與此同時(shi)，中國目前正在(zai)增加跨區(qu)域(yu)電(dian)網互(hu)聯(lian)的建設。特高壓(ya)(ya)輸電(dian)、高壓(ya)(ya)遠(yuan)距離直流(liu)輸電(dian)的新聞也常常見諸報(bao)端(duan)，這保證了某個區(qu)域(yu)發(fa)生(sheng)災害而無法發(fa)電(dian)時(shi)，可以做到“八方支援”的效果。

中國的高壓輸電(dian)網絡能將電(dian)力輸送各(ge)方，圖(tu)為電(dian)網員工(gong)正在檢修高壓線丨作者供圖(tu)

我國在大力發(fa)展新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)的同時，也(ye)在努力克服新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)的問(wen)題(ti)。這其中不僅包(bao)括(kuo)了對(dui)電(dian)網電(dian)能(neng)質量影響大，分布式的新(xin)能(neng)源(yuan)帶來的電(dian)網震蕩(dang)問(wen)題(ti)，還包(bao)括(kuo)這次得州(zhou)停電(dian)暴露出(chu)(chu)的新(xin)能(neng)源(yuan)機(ji)組出(chu)(chu)力極不穩定的問(wen)題(ti)。

隨著中國氣象(xiang)水平的提高、衛星系統的完善(shan)，對天(tian)氣的高精度(du)模擬和預測(ce)也(ye)(ye)愈(yu)發成為可能，這為高精度(du)預測(ce)新能源(yuan)出力提供了條件。電網(wang)公(gong)司也(ye)(ye)在(zai)(zai)逐步加(jia)大投入，建設更先進(jin)的新能源(yuan)機組和換流(liu)站，最大限(xian)度(du)保持電網(wang)的穩(wen)定性。同時，各(ge)級調度(du)部門(men)也(ye)(ye)會采用先進(jin)的算法(fa)，完善(shan)在(zai)(zai)線監測(ce)和跟(gen)蹤操作，使得來自新能源(yuan)的電力更加(jia)高效地流(liu)入需要它(ta)們(men)的地方。

環保(bao)(bao)是個(ge)長遠的(de)(de)議(yi)題(ti)，我們身(shen)(shen)邊也必(bi)定會出(chu)現越來越多新能源的(de)(de)身(shen)(shen)影。想要在新能源出(chu)力急劇下降(jiang)時，保(bao)(bao)證供電(dian)的(de)(de)穩定性(xing)，需要不(bu)斷(duan)提(ti)高電(dian)網智(zhi)能化程度，提(ti)高調度水平。

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本文來(lai)自微信公眾號(hao)：果殼(ke)（ID：Guokr42），作者(zhe)：小圓(yuan)