为什么深度冻结导致德克萨斯州断电

星期天晚上，随着北极空气向南席卷大平原，德克萨斯州的发电厂开始离线运行。

晚上9点之间，风力发电量下降了32％。根据美国能源情报署的数据，当地时间星期日和星期一凌晨3点。煤炭下跌13％。在这六小时内，天然气发电量（德克萨斯州电网的基石）骤降了25％。

到早上7点左右太阳升到德克萨斯州时，该州主要电网的能源需求已激增至约71吉瓦。得克萨斯州的发电厂仅能聚集约51吉瓦的电力，使数百万人无法供电，并在寒冷中发抖。

北方更是另一回事。西南电力池（SPP）部分地区的温度甚至更低，这是一个由14个州组成的电力系统，从德克萨斯州北部延伸到加拿大边境。但是那里的燃煤和天然气厂的发电量保持稳定甚至增加。同时，风力输出全天遵循正常的下降模式，然后在周一晚些时候再次上升。中大陆独立系统运营商（MISO）也有类似情况，该系统由15个州组成，从路易斯安那州延伸到加拿大曼尼托巴省。

MISO和SPP都无法完全避免受冻。两家公司都被迫向客户切断电力，以稳定他们的电网。与德克萨斯州发生的情况相比，这些中断的持续时间和范围受到限制。

分歧指出了一些主要的故障，这些故障迫使该州的主要电网运营商德克萨斯电力可靠性委员会自星期一以来就实施了持续的停电。它还强调了拜登政府和气候活动主义者在寻求使美国电网的碳脱碳方面面临的挑战。

ERCOT面临许多挑战。首先，与邻国相比，它更依赖于天然气发电，而邻国仍然拥有庞大的煤炭船队。

这很重要，原因有两个。天然气还可以满足供暖需求，这意味着在寒冷天气期间对燃料的需求量很大。煤炭没有面临这样的竞争。这也使该州容易受到天然气供应中断的影响。许多气井还产生水和馏出物，它们在寒冷季节会冻结。

科罗拉多矿业学院佩恩能源系统研究人员亚历克斯·吉尔伯特（Alex Gilbert）说：“这里的一大教训是，天然气被视为一种固定的资源，但这并不是因为它依赖于及时交货。”公共政策研究所。 “对我而言，从南部的SPP和MISO来看，还涉及其他计划原因，但它们的组合更加多元化，这无疑对他们有所帮助。”

那不是煤炭的认可。美国大多数燃煤电厂都比较老，现在公用事业公司对它们的投资减少了，这两个因素增加了在极端天气事件中被迫停机的可能性。相反，吉尔伯特（Gilbert）辩称，美国需要在能源规划方面采取整体方法，其中应包括其他因素，例如能源效率和开发清洁技术以补充风能和太阳能。

该清单上的另一个项目是针对极端天气事件进行规划，这是ERCOT缺少的地区。

在最近的冬季可靠性评估中，北美电力可靠性公司预测，在极端天气事件中，ERCOT的冬季需求将达到约67吉瓦的峰值。美国能源信息署（U.S. Energy Information Administration）数据显示，周二早上ERCOT需求达到了预测的75 GW的峰值。

同时，ERCOT电网的工厂停运数量远远超过预期。电网运营商预测在极端冬季天气事件中将有近14吉瓦的工厂停运。昨晚，ERCOT官员表示，约43吉瓦已被迫下线。该金额包括已离线进行计划维护的工厂。

工厂停运的绝对数量表明ERCOT与同行之间的最大差异。尽管得克萨斯州的系统在2011年经历了冰冻温度，导致天然气井口被锁死，而燃煤电厂被占领，但它并没有为寒冷做好准备。

美国南部的许多发电厂都没有封闭在建筑物内，锅炉和涡轮机暴露在这些元素之下。这是设计使然。将重要的发电厂基础设施留在外面可防止在温暖的时期过多积聚热量。但是，这可能会使发电厂容易受到寒冷天气的影响，正如2019年NERC报告对美国东南部2018年的寒冷天气进行的检查所表明的那样。

相比之下，大平原和中西部上层的电力规划师通常将工厂封闭起来，因为它们“预计必须在寒冷的天气下工作”，前能源部官员苏珊·蒂尔尼（Susan Tierney）说，他现在担任顾问。 “在德克萨斯州情况并非如此，因此在该州大部分地区前所未有的寒冷天气使该设备难以运行。”

在有关ERCOT电网为何失败的政治辩论中，电厂设计非常重要。共和党人抓住风力涡轮机锦上添花，以警告可再生能源正在危害电网。

民主党人对此做出回应，指出天然气和煤炭是当今德克萨斯州大部分工厂中断的原因。但是，风力涡轮机和化石燃料在北方气候中通常会在低温下运行，它们的设计目的是承受冬季的狂暴。

“风能和太阳能对德克萨斯州发生的事情没有重大贡献。他们针对这些特殊事件进行了计划；他们知道，在这样的事件中，风能和太阳能的产量将很低。”吉尔伯特说。 “也就是说，展望未来，风能和太阳能将对冬季需求构成挑战。这是我们在努力使电力系统脱碳时必须处理的事情。”

确实，德克萨斯州的困境凸显了美国气候鹰派面临的一些挑战。在美国大部分地区，随着对能源需求的激增，可再生能源发电在冬季月份逐渐减少。相比之下，夏天是一个相对容易的挑战，因为太阳能发电通常与热引起的需求峰值相匹配。

佐治亚理工学院能源系统研究教授埃米莉·格鲁伯特（Emily Grubert）说，解决这个难题的原因是该国正试图同时进行两次能源转型。一种是从较脏的发电厂转向更清洁的发电厂。另一个是使以前依赖石油和天然气的建筑物和汽车电气化的举措。

格鲁伯特说，将能源计划扩展到包括建筑能效标准等领域，对于帮助减少需求和缓解电网的压力至关重要。 她补充说，即使如此，“这将非常非常困难。” 未经POLITICO，LLC许可，转载自《 E＆amp; E新闻》。 2021年版权.E＆amp; E News为能源和环境专业人士提供重要新闻。