德克萨斯州和加利福尼亚州停电的共同点比你想象的要少

2021年2月18日下午3:41
flickr jayRaz /
马克Specht
西部各州能源经理/高级分析师

你可能已经听说过持续断电在德克萨斯州和附近的其他州如果你还没有得到信息,情况是可怕的,完全前所未有的。在历史性的寒流中,电力需求大大超过了供应。在别无选择的情况下,德克萨斯州电网运营商关闭电源周一凌晨,数百万德州人都收到了邮件,很多人都收到了仍然没有电即使是现在。

这个特殊的停电类型在美国,电力供不应求的情况很少见。上一次这种类型的停电成为头条新闻是在2020年8月,当时加州的电网运营商被迫实施轮流停电连续两天在历史性的热浪中。

在过去的几天里,我一直盯着屏幕,阅读有关德克萨斯州停电的一切信息,试图弄清楚是哪里出了问题。与此同时,我也在思考德克萨斯州目前的停电与去年夏天加州停电的异同之处。

从表面上看,德克萨斯州和加利福尼亚州的停电情况相似。但当你深入挖掘时,他们的共同点比你想象的要少。让我们从相似之处开始。

相似之处1:极端天气使电网濒临崩溃

德克萨斯州和加利福尼亚州的停电都是由极端天气引起的,这些天气使电网濒临崩溃。在德克萨斯州,这是一个冰冷的北极天气系统,给美国南部大部分地区带来了降雪和低温。在加州,创纪录的热浪烘烤了美国西部大部分地区数天。

气候变化可能会加剧极端天气导致了这两个这些中断。不仅会极端的热浪变得越来越普遍,但科学家们也在研究气候变化和极寒事件.我们得确保电网都准备好了

前所未有的冬季天气给德克萨斯州大片地区带来了降雪和低温,对电网造成了严重破坏。

相似点2:清洁能源不是罪魁祸首

déjà vu的爆炸来了当我读到来自德克萨斯州的第一份报告时,他们指责风力涡轮机冻结导致停电。当然,尽管化石燃料行业的利益散布了错误的信息,但消息最终还是出现了冻结的风力涡轮机不是主要原因.尽管大量的可再生能源产能被迫下线,但造成德克萨斯州停电的最大因素是风力发电令人惊叹的数量那些意外停运的发电厂,还有最大的罪魁祸首是火力发电厂使用化石燃料,比如天然气。

加州不得不反击类似的不真诚的说法,这些说法将2020年8月的轮流停电归咎于可再生能源。最后,官方的分析加州停电的三个主要原因:极端炎热的天气,过时的电网可靠性规划,以及失灵的能源市场。可再生能源不应被归咎于这两次停电。

区别1:德克萨斯州的停电情况更严重

德克萨斯州的轮流停电始于周一凌晨1点25分,经过几天的停电,终于看到了尽头。德克萨斯州的电网运营商一直在指示公用事业公司减少负荷10000兆瓦(及至16500兆瓦在危险的寒冷天气中,数百万家庭的电力被长时间切断。为了更好地了解这些数字,德克萨斯州的电网运营商设置了一个新纪录周日的冬季用电高峰为6.9万兆瓦,因此公用事业公司已经切断了大部分电网的电力供应。对我来说,这些轮流停电的巨大规模和持续几天的时间是最令人震惊的。

在加利福尼亚州,2020年8月的停电是小得多,短得多.8月14日,加州电网运营商要求公用事业公司在大约两小时内减少500兆瓦的负荷。8月15日,在20分钟的时间里,它的负荷为500mw。

为了使比较更明确,

德克萨斯州电网切断的电力需求是加州的20-30倍,而且这种情况已经持续了好几天。

需要明确的是,我绝对不是说加州的停电没什么大不了的。(即使是短时间停电可能是致命的对某些人来说。)相反,我之所以做这样的比较,是因为如果去年夏天发生在加州的事情令人震惊,那么德克萨斯州72小时停电的灾难性规模是无法用语言来形容的。

区别#2:德克萨斯州的天然气发电厂严重失败

当我第一次看到有关德克萨斯州被迫关闭发电厂数量的新闻报道时,我确定这是一个打字错误。但我错了。

尽管此后情况有所改善,但截至周三上午9点,情况仍令人瞠目结舌46000兆瓦的发电量由于天气寒冷被迫下线。根据德克萨斯州电网运营商的说法,大约2.8万兆瓦是火力发电,而其他1.8万兆瓦是风能和太阳能。从某种角度来看,加州8月14日的电力需求峰值接近47000兆瓦,所以如果德克萨斯州所有被迫下线的资源都以最大产量运行,它们几乎可以为加州供电

在德克萨斯州,大部分已经关闭的火力发电能力是天然气发电厂,它们无法运行,因为那里没有足够的汽油.寒冷的天气严重影响了天然气产量,德州人也比平时使用更多的天然气来取暖。这使得德克萨斯州的许多天然气厂没有燃料燃烧,停电持续了很长时间,因为天气一直很冷,没有足够的天然气供发电厂使用。

2020年8月加州停电是一个完全不同的故事。加州有一个几千兆瓦天然气发电厂的数量,这些水平或多或少符合电网运营商的预期。

这里最大的收获是德克萨斯州的天然气系统及其发电厂史无前例的失败由于天气寒冷。天然气系统和天然气发电厂的相关故障,加上寒冷天气造成的创纪录的电力需求,共同造成了德克萨斯州历史性的停电。

由于严寒天气,德克萨斯州大量天然气发电厂因天然气供应不足或设备故障而被迫停产。

区别3:德克萨斯州的电网是孤立的

因为德克萨斯州拥有自己的电网在美国,它的电网基本上与该国其他地区隔离。因此,在像这次这样的紧急情况下,德克萨斯州从其他州进口电力的能力要小得多。即使德克萨斯州的电网与附近各州的连接更紧密,也不清楚德克萨斯州究竟能多进口多少电力,因为许多邻国也采取了轮流停电的措施。但增加电网连接是确保电网可靠性的最佳策略之一。

另一方面,加州的电网与邻国紧密相连,这使得加州可以从附近的州进口电力。因此,加州有能力进口超过10,000兆瓦的电力。然而,在导致2020年8月大面积停电的西部热浪期间,加州的邻居没有太多的电力可用,加州只能在最需要的时候进口几千兆瓦的电力。尽管这些进口量低于正常水平,但它们有助于防止加州出现更严重的轮流停电。

在2020年8月加州停电后,州监管机构将努力修订能源市场规则和电网可靠性规划,以确保极端热浪不会在未来再次阻碍加州电网。特别是,监管机构一直在努力改变加州的政策资源充足该项目旨在确保加州向100%清洁电网过渡时电网的可靠性。

德克萨斯州的做法不同。那里的电网运营商没有这样的计划来确保电网的可靠性——他们只是依靠利润动机来保持电网的可靠性。其理念是,当电力供应短缺,电价飙升时,投资者将受到激励,增加发电系统,发电厂所有者将确保他们的发电厂能够运行,这样他们就可以赚大钱。但事实显然不是这样的。德克萨斯州的发电厂还没有准备好,它们也没有准备好最后一次2011年,一股冬季冷锋袭击了德克萨斯州。现在的问题是,德克萨斯州的监管机构是否会采取更多措施来确保电网的可靠性,尤其是在极端寒冷的条件下,或者他们是否会继续把这个问题留给能源市场和发电厂所有者。

最终,加州和德克萨斯州的电网都面临着气候变化的影响,随着时间的推移,这些影响只会越来越严重。从热浪到寒潮,飓风森林大火在美国,我们目前确保电网可靠性的方法显然无法应对这些挑战。我们的电网必须发展,不仅要减少排放和减缓气候变化,而且还要适应对气候变化的影响。