趙菀瀅

每當(dāng)盛夏來臨，美國電網(wǎng)就會(huì)經(jīng)歷一場(chǎng)烈日下的“烤”驗(yàn)。今年美國西部大旱，數(shù)十場(chǎng)山火在當(dāng)?shù)乇纪?，令拉閘限電變得更難以忍受。

無論是從風(fēng)能、水能等新能源發(fā)電機(jī)的數(shù)量，還是從傳統(tǒng)發(fā)電資源的儲(chǔ)量來看，美國均在世界上名列前茅。然而，根據(jù)能源部和北美電力可靠性公司的數(shù)據(jù)，美國經(jīng)歷的停電次數(shù)比任何其他發(fā)達(dá)國家都要多，尤其在過去10年，持續(xù)超過1小時(shí)的停電事件還在不斷增加。

那么，美國的電都去哪了？這一場(chǎng)場(chǎng)“電荒”，究竟因何而起？

熱浪來襲

6月28日下午，正在家中埋頭寫代碼的伊萊突然電腦黑屏，頭頂沒了冷氣，昔日嗡嗡作響的冰箱也不再吱聲，房間陷入一片死寂。

他馬上打開手機(jī)，還好電量是滿的，再點(diǎn)開天氣軟件一看，正午的烈日已經(jīng)把溫度提到了105華氏度（40.5攝氏度）。伊萊起身拿了罐冰飲，準(zhǔn)備提前給自己降溫。

雖然此前收到了電力公司發(fā)來的輪流停電預(yù)警，但當(dāng)所有電器都在一瞬間罷工時(shí)，伊萊還是感到很恍惚。他苦笑道：“還好不是晚上的那批，不然就更嚇人了?！?/p>

伊萊目前一個(gè)人居住在華盛頓州的斯波坎市，是一名剛?cè)肼毜某绦騿T。他告訴記者，因?yàn)槿胂囊詠淼倪B續(xù)高溫，公司給予了居家辦公的選擇，所以自己基本上又回歸了疫情期間的生活—能不出門就待在家里，因?yàn)橐簧辖志透杏X熱得頭腦發(fā)昏。

伊萊在偏冷的紐約州奧爾巴尼市長(zhǎng)大，相對(duì)怕熱。當(dāng)?shù)弥ｋ姇r(shí)，伊萊甚至打算買臺(tái)家用發(fā)電機(jī)，因?yàn)樗X得“沒有冷氣的每一秒都是煎熬”。

伊萊也并非杞人憂天。在華盛頓州輪流停電的幾天內(nèi)，就有多人因體溫過高而身亡。據(jù)《西雅圖時(shí)報(bào)》報(bào)道，一名65歲的西雅圖居民和一名68歲的埃納姆克勞居民，均因高溫誘發(fā)的應(yīng)激反應(yīng)身亡。6月29日，華盛頓州斯諾霍米什縣的法醫(yī)辦公室也通報(bào)了三名年齡分別為51歲、75歲和77歲的男子在家中中暑而亡。

終于，在當(dāng)天下午3時(shí)左右，電來了。電腦屏幕亮起，冰箱也開始“奏樂”。不過對(duì)于伊萊來說，那一刻最美妙的聲音莫過于冷氣從風(fēng)口竄出時(shí)的呼呼聲。伊萊說感覺自己“得救了”。

這次停電也讓他更加珍惜用電，同時(shí)認(rèn)真看待氣候變化。

對(duì)于伊萊經(jīng)歷的輪流停電，負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)該州電網(wǎng)之一的Avista能源公司表示，那是因?yàn)椤半娏ο到y(tǒng)經(jīng)歷了新的需求高峰，同時(shí)高溫也影響了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)，所以需要我們主動(dòng)為部分客戶關(guān)閉電源”。

高溫與斷電有什么必然關(guān)系？對(duì)此，有電力專家給出了分析：

炎熱的天氣會(huì)推高能源需求，比如空調(diào)等制冷設(shè)備的使用；這會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)過載，進(jìn)而造成斷電；即使是部分?jǐn)嚯?，也?huì)減少整體可用的電力。同時(shí)，發(fā)電廠極其依賴水來冷卻系統(tǒng)，這意味著用電量越大，用水量也會(huì)上升；但壞消息是，正在經(jīng)歷高溫和干旱的美國，又熱又渴。據(jù)外媒報(bào)道，美國西北地區(qū)遭遇了“1200年以來最嚴(yán)重的干旱”，現(xiàn)在不光發(fā)電廠缺水，農(nóng)場(chǎng)主也在苦苦求雨。

而且不要忘了，冷卻系統(tǒng)也需要用電驅(qū)動(dòng)，因此這形成了一個(gè)難以調(diào)度的“缺電閉環(huán)”。

所以，人們看到炙烤之夏美國頻現(xiàn)電力危機(jī)：2019年7月的紐約曼哈頓大停電，2020年8月的加州大停電……半年前還在暴風(fēng)雪里斷水?dāng)嚯?、被凍成冰棍的得克薩斯州，今年酷暑也沒能逃過停電的陰霾。

電網(wǎng)老化

今年6月，當(dāng)?shù)弥莸臍鉁仫j至歷史峰值時(shí)，負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)該州電網(wǎng)的得州電力可靠性委員會(huì)（ERCOT）開始警告居民要節(jié)約用電，要求他們將空調(diào)溫度設(shè)置為26度以上，并且避免使用大功率電器，否則該州2月電網(wǎng)癱瘓的悲劇將重演。

美國最古老的電力線可以追溯到1880年代，如今還在投入使用的電網(wǎng)也大多建于1950年代至1960年代，預(yù)期使用壽命為50年。

能源大州得州的電網(wǎng)趴窩，內(nèi)因是電網(wǎng)“年邁”，經(jīng)不起折騰。

“我可能會(huì)給我們的電網(wǎng)一個(gè)C-的分?jǐn)?shù)?！笨屏_拉多大學(xué)博爾德分校的工程學(xué)教授凱里·貝克認(rèn)為，美國高齡電力基礎(chǔ)設(shè)施正在極端溫度下經(jīng)歷一場(chǎng)“完美風(fēng)暴”。

美國最古老的電力線可以追溯到1880年代，如今還在投入使用的電網(wǎng)也大多建于1950年代至1960年代，預(yù)期使用壽命為50年。加州大學(xué)伯克利分校的電氣工程師亞歷山德拉·馮·邁耶指出，在幾十年前搭建這些電線桿、電線和變壓器時(shí)，人們?cè)紤]到日后對(duì)電力需求的增長(zhǎng)，但無論如何，現(xiàn)在它們已經(jīng)達(dá)到壽命極限，隨時(shí)都有崩盤的危險(xiǎn)。

“一位經(jīng)驗(yàn)豐富的電氣工程師曾對(duì)我說：‘整個(gè)系統(tǒng)總有一天會(huì)崩潰，只是不會(huì)在同一天發(fā)生?！彪娏镜那案吖芾铩べ?yán)硎?，“長(zhǎng)期以來，這確實(shí)是電力公司的運(yùn)營(yíng)理念，只有失敗的悲劇發(fā)生時(shí)，他們才能意識(shí)到問題?！?/p>

賴?yán)f，美國電力基礎(chǔ)設(shè)施在上世紀(jì)初期急速發(fā)展，當(dāng)時(shí)人們都在尋找最快、最便宜的地方來放置大型電力設(shè)施，但如果我們回去并有能力再做一次，設(shè)計(jì)出來的系統(tǒng)會(huì)有很多不同。

一個(gè)典型的例子就是，康涅狄格州布蘭福德鎮(zhèn)上的一座建于1920年代的變電站，它位于長(zhǎng)島海峽，建于海平面上。這個(gè)設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致它在遭遇暴風(fēng)雨時(shí)，會(huì)被漲潮的水淹沒甚至導(dǎo)致失靈。

在2011年，康涅狄格州曾連續(xù)遭遇颶風(fēng)“艾琳”引發(fā)的風(fēng)暴潮、沿海巨浪和大暴雨，至少1.3萬州住戶斷電。

耶魯大學(xué)的教授丹·埃斯蒂，曾作為州能源專員參與了颶風(fēng)救援。在排查電路時(shí)，他發(fā)現(xiàn)康涅狄格州一半以上的電纜都已被使用了50多年，完全不符合現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)，因此在遇到大風(fēng)時(shí)隨時(shí)有被折斷的危險(xiǎn)。同時(shí)他補(bǔ)充道：“很大一部分電線沒有做絕緣處理，這意味著如果它們被撞倒會(huì)出現(xiàn)問題，而且如果樹枝碰到它們，它們會(huì)產(chǎn)生電弧導(dǎo)致短路?！?/p>

“樹”大概也是美國電網(wǎng)最大的“背鍋俠”。2003年8月，美國西北部一場(chǎng)電力災(zāi)難曾導(dǎo)致5000萬人斷電，而“罪魁禍?zhǔn)住北闶嵌砗ザ碇莸膸卓脹]有得到及時(shí)修剪的大樹。在當(dāng)?shù)氐摹暗谝荒茉础卑l(fā)電站停電后，連鎖反應(yīng)使全美21家發(fā)電站在3分鐘內(nèi)關(guān)停。

除大風(fēng)造成的電線與樹枝纏繞外，美國電力專家格雷琴·巴克解釋稱，當(dāng)天氣炎熱時(shí)，電線也會(huì)發(fā)熱，同時(shí)因?yàn)樗慕饘偬匦?，它?huì)開始發(fā)脹并下垂。而當(dāng)它下垂到一定高度并與樹的頂部接觸時(shí)，也非常容易造成電路短路，導(dǎo)致停電。當(dāng)時(shí)俄亥俄州停電事故的背后原因之一，就是“第一能源”電力公司改變了樹木修剪時(shí)間表，沒能盡早排查出這一隱患。

巴克還指出：“砍樹是電力公司負(fù)責(zé)管理的事情。他們有一個(gè)修剪時(shí)間表，只是不需要強(qiáng)制執(zhí)行。所以，當(dāng)他們的收入開始減少時(shí)，他們做的第一件事就是減少砍樹的頻率。”埃斯蒂教授也指責(zé)電力公司為了保持低的電價(jià)來吸引顧客，而減少安全性能方面的投資。

“我們的監(jiān)管模式過時(shí)了，因此用于改進(jìn)升級(jí)的資金有限?！卑Ｋ沟俳淌谡J(rèn)為，這也直接導(dǎo)致了供電公司對(duì)現(xiàn)代化電網(wǎng)的系統(tǒng)性投資不足。

“三分天災(zāi)，七分人禍?！备鶕?jù)美國能源部的說法，美國電網(wǎng)是地球上最大的機(jī)器，維修費(fèi)用將無比高昂；美國土木工程師協(xié)會(huì)則預(yù)計(jì)，未來10年美國電網(wǎng)的資金缺口將接近2000億美元。對(duì)于美國電網(wǎng)的陳舊不堪，有不少學(xué)者表示，大家都心知肚明，只是選擇了“不見棺材不掉淚”的路。

“要是連樹都不愿意修剪的話，就不用太指望他們花更多錢更新設(shè)備了吧?！币寥R無奈地笑道。

理想與現(xiàn)實(shí)

在大部分國家和地區(qū)，電力都有比較統(tǒng)一的管理。但美國并沒有一個(gè)全面的國家電力政策，并且各州的監(jiān)管機(jī)制差異較大。麻省理工學(xué)院《電網(wǎng)的未來》研究報(bào)告，也將美國電網(wǎng)總結(jié)為“一個(gè)在聯(lián)邦、地區(qū)、州、市等各級(jí)政府機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的公共及私有企業(yè)相聯(lián)系的系統(tǒng)”。

比如紐約州、佛羅里達(dá)州等地區(qū)的電力市場(chǎng)屬于管制市場(chǎng)，所以從發(fā)電、傳輸?shù)绞垭?，均由垂直一體化的公用電力事業(yè)單位管理，并受到公共監(jiān)管機(jī)構(gòu)的監(jiān)督。因此，居民無法自主選擇電力供應(yīng)商，他們的居住區(qū)域已經(jīng)決定了電力供應(yīng)商。

但在放松管制的市場(chǎng)，比如得州和俄亥俄州，用戶可以自主選擇他們想要的電力來源。因?yàn)殡娏κ怯砂l(fā)電商出售給批發(fā)市場(chǎng)，再由零售商出售給用戶的，整個(gè)環(huán)節(jié)由獨(dú)立的第三方運(yùn)營(yíng)商或者區(qū)域輸電管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)管。

目前，美國有16個(gè)州選擇放松管制市場(chǎng)，約有70%的美國人都通過由電力公司管理的配電系統(tǒng)獲得電力。

雖然客戶可能優(yōu)先考慮需要可靠的電力，但股東通常對(duì)利潤(rùn)感興趣。所以為了追求利潤(rùn)，電力公司會(huì)盡可能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少維修開支。

“這是一個(gè)私營(yíng)行業(yè)?！奔~約州立大學(xué)布法羅分校研究能源彈性的土木工程師薩揚(yáng)蒂·慕克吉表示，從本質(zhì)上講，電力公司要對(duì)其客戶和股東負(fù)責(zé)。雖然客戶可能優(yōu)先考慮需要可靠的電力，但股東通常對(duì)利潤(rùn)感興趣。所以為了追求利潤(rùn)，電力公司會(huì)盡可能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少維修開支。

今年的得州大停電，大概是ERCOT電網(wǎng)公司，也是“放松管制的市場(chǎng)”癱瘓得最嚴(yán)重的一次。

2021年2月，由于暴風(fēng)雪等反常天氣，得州有超過450萬戶家庭和企業(yè)斷電，至少有210人直接或間接喪生，同時(shí)造成了高達(dá)1300億美元的經(jīng)濟(jì)損失。

專家認(rèn)為，這是一場(chǎng)可預(yù)見的災(zāi)難。自2011年以來，得州的人口增加了400多萬，目前有近3000萬居民，因此能源需求也大大提升，但是得州電網(wǎng)卻掉了隊(duì)。

美媒Vox分析稱，問題的關(guān)鍵就在于，得州的電力系統(tǒng)不受管制，幾乎完全由市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。雖然這樣做的初衷是使電力系統(tǒng)能夠自我調(diào)節(jié)和自我優(yōu)化，同時(shí)為居民提供較低的能源價(jià)格，但在實(shí)踐中卻漏洞百出。

比如，當(dāng)風(fēng)能和太陽能發(fā)電充足時(shí)，由于沒有燃料成本，運(yùn)營(yíng)成本低，它們?cè)趦r(jià)格上也會(huì)低于其他種類的電。但在電力需求較高時(shí)期，比如冬季和夏季，電力公司就還需要啟動(dòng)煤炭、核能和天然氣等傳統(tǒng)燃料發(fā)電，運(yùn)營(yíng)成本也就隨之增加。電網(wǎng)公司如果依舊秉持“利潤(rùn)第一”的心態(tài)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，就不會(huì)有動(dòng)力去建造應(yīng)對(duì)需求激增或供應(yīng)短缺的發(fā)電設(shè)施，電力設(shè)備的維修升級(jí)也遲遲提不上日程。

放松管制市場(chǎng)的好處在于，當(dāng)能源供應(yīng)和需求遵循可預(yù)測(cè)的模式時(shí)，這套體系就會(huì)良性運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)雙贏。但是當(dāng)意外發(fā)生時(shí)，它就顯得不堪一擊。至于吸引居民的“低價(jià)”，不過是商業(yè)噱頭。根據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》的分析，得州居民在放松管制下支付的總費(fèi)用，其實(shí)比受監(jiān)管電力公司收取的電費(fèi)高出280億美元。

“這是一場(chǎng)天真的理想主義與現(xiàn)實(shí)世界的碰撞?！毙菟苟卮髮W(xué)能源研究員埃德·希爾斯總結(jié)道。

還可以預(yù)見到的是，隨著溫室氣體的增加，極端天氣會(huì)愈演愈烈。對(duì)于老邁的美國電網(wǎng)能否扛住一波又一波的熱浪與寒潮，時(shí)間很快會(huì)給出答案。