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电力市场设计存在缺陷、电力产业结构复杂 得州大停电不能让极寒天气“背锅”

北极星售电网  来源:国家电网报  作者:赵卉寒 王伟  2021/2/23 9:43:13  我要投稿  
所属频道: 售电服务   关键词: 电力市场 用电负荷 可再生能源

北极星售电网讯:作为一个超级大国,美国为什么会频频停电?据业内人士分析,得克萨斯州这次停电的直接原因是:暴风雪导致的极寒天气引发第一大电源——天然气发电出力不足,第二大电源——风力发电机组被“冻结”,这折射了得州甚至是美国电网设施老旧、电力系统应急储备电源不足、电力市场设计存在缺陷等诸多弊端。

全球能源互联网发展合作组织北美办公室相关专家王乾坤告诉记者,美国近年来的频繁停电,虽然直接诱因是极端天气,但其整体的电力系统运行机制不足难辞其咎。

第一,电网设施老旧。

“美国的工业化进程比我国早几十年,很多的电力设施都是几十年前修建的,有的服役甚至超过百年。随着城市的发展,居民用电负荷不断增加,加之极端天气频发,都对老旧的电力设备形成了挑战。”王乾坤说。

美国能源部(DOE)的统计显示,当下美国70%的输电线路和变压器运行年限超过25年,60%的断路器运行年限超过30年,陈旧的电网设施面临保障供电可靠性的巨大挑战。

第二,电力系统中常规电源配置不足。

从近年美国电力结构的变化趋势来看,煤电发电量呈现明显下降趋势,天然气发电、风电、太阳能发电等新能源发电逐渐成为美国主要的电力来源。2018年,美国天然气净发电量为1.47万亿千瓦时,同比增长13.1%,占同期净发电量的35.1%,超过煤电位列首位。

在过去十年中,风力发电逐渐成为得州的第二大电源。2020年,供给该州电网的能源中有23%来自风力发电。随着低碳环保逐渐的“政治正确化”,加上利润空间受到廉价天然气和可再生能源的挤压,得州当地的燃煤电厂相继被关闭。然而,此次极寒天气导致得州约一半的风力涡轮机发电能力被“冻结”。

其实,电力储备不足、可充当系统“稳定器”的常规电源的缺失所导致的用电紧缺,并不是第一次出现在美国。

去年8月加州大停电的根本原因就是加州计划实现100%可再生能源供给的激进发展路径,使得加州独立系统运营商(CAISO)没有充足的灵活装机容量应对小概率事件。

此次得州大停电再次引发对于快速废弃传统能源设施、向绿色能源激进转型的争议。据了解,风能在天气配合时甚至可以满足得州60%的供电需求。但进入冬季,随着气候变化,风能发电能力只有最强季节的19%至43%。

第三,电力产业结构复杂,电力市场缺乏整体性和前瞻考虑。

美国的电力产业结构非常复杂,尤其是产权结构可谓“支离破碎”。

美国全国有电力企业3000多家,按所有制划分,包括私营企业、联邦公营、市政公司、电力合作社等多种形式。其中私营企业300余家,服务用户占比72.6%,售电量占比72%,收入占比73.5%;联邦公营电力公司包括田纳西流域管理局等6家企业,服务用户约4万人,售电量占比1.2%,收入占比0.5%。市政公营电力公司和农电合作社规模小、数量多,分别有约1900家和1000余家,用户数占比27%,售电量占比26.3%,收入占比26%。

从业务划分来看,电力企业包括发电商、输电公司、配电公司和零售商。私营企业涉及发输配售各个业务环节,联邦和州属企业一般从事发电和输电业务,市政公营和农电合作社一般为配电和零售业务,有些也涉及少量发电业务。

“这种电网系统中各环节主体相对分散的模式,导致电力公司之间的调度难度非常大,一旦出现紧急事故,他们之间互相支援的能力很有限。”王乾坤说,“此外,输电网项目相较于其他投资项目,具有回报率低、建设周期长等特点,因而缺乏投资吸引力。这些私有化的电力公司在考虑对电网设施的投资、维护时往往不会做长久的打算,经济回报率是他们首要考虑的问题。也就是说,他们宁可接受这些电力事故,也不愿意因为这种小概率的极端天气事件而在电网建设上作过多投资。”

未来,发电机组面临极端天气被“冻结”的概率事件也许会越来越多。王乾坤表示,把停电原因“甩锅”给任何一种发电技术都没有意义,能源电力系统该如何应对这一问题是未来各国需要直面的问题。

原标题:得州大停电不能让极寒天气“背锅”

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