圖片來源:Union Power Cooperative
摘要:
美國正面臨西班牙式的電力危機,除非徹底改革電力體系、增強電網(wǎng)韌性,否則“西班牙式大停電”就是美國的明天。
撰文 | Penn
編輯 | Tang
當(dāng)?shù)貢r間4月28日,西班牙、葡萄牙及法國部分地區(qū)突發(fā)罕見的大規(guī)模停電,導(dǎo)致交通癱瘓、通信中斷、商業(yè)停擺、醫(yī)療系統(tǒng)陷入混亂,數(shù)百萬人工作生活被按下“暫停鍵”。
“此次大停電是近年來歐洲記錄到的最嚴重事件之一。”歐盟委員會執(zhí)行副主席特蕾莎·里貝拉當(dāng)日對外表示。
十幾個小時后,兩國電力供應(yīng)基本恢復(fù),但斷電原因仍未明確。5月4日,西班牙副首相兼生態(tài)轉(zhuǎn)型大臣莎拉·阿格森說,政府還需“數(shù)天時間”才能查明大停電的確切原因。調(diào)查考慮的方向涉及“一切假設(shè)”,包括是否存在網(wǎng)絡(luò)攻擊。
目前的調(diào)查發(fā)現(xiàn),大停電發(fā)生前,電力系統(tǒng)發(fā)生了三起斷電事故,其中第三起事故發(fā)生在停電前19秒。阿格森表示,事故分析委員會將努力找出停電原因,并采取一切必要措施,防止此類事件再次發(fā)生。
這次歐洲近年來最為嚴重的停電事故,暴露了歐洲電網(wǎng)的脆弱性,也給其他國家和地區(qū)敲響了警鐘。能源專家警告稱,盡管大規(guī)模停電可能罕見,但沒有哪個電網(wǎng)是萬無一失的。卡迪夫大學(xué)工程學(xué)院院長吳建中教授告訴《衛(wèi)報》,停電“可能發(fā)生在任何地方”。
美國內(nèi)政部長、國家能源委員會主席道格·伯古姆近日就警告稱,美國最早可能在今年夏天面臨#大規(guī)模停電。
伯古姆日前在接受福克斯新聞采訪時表示,“美國總統(tǒng)特朗普在上任第一天就宣布能源領(lǐng)域進入國家能源緊急狀態(tài),我們在發(fā)電方面面臨巨大挑戰(zhàn)”,“我們看到此前在西班牙發(fā)生的停電事件,可能今年夏天就會在美國發(fā)生”。他補充說道,因為拜登政府的規(guī)定讓我們的電網(wǎng)面臨如此大的風(fēng)險。
圖說:美國面臨西班牙式電力崩潰的風(fēng)險 來源:《每日電訊報》
事實上,來自美國內(nèi)政部長的警告并非危言聳聽。近年來,在極端天氣及電力設(shè)施老化影響下,美國已多次發(fā)生大面積停電。2023年6月,由于嚴重的夏季風(fēng)暴,包括俄克拉何馬州、得克薩斯州和路易斯安那州在內(nèi),美國南部共計超過30萬居民遭遇了停電;2024年2月至4月,因極端惡劣的暴雪天氣,美國多個州又出現(xiàn)了大規(guī)模停電。
隨著高耗能的數(shù)據(jù)中心激增,美國電力短缺風(fēng)險也與日俱增。2024年12月17日,美國電力監(jiān)管機構(gòu)北美電力可靠性協(xié)會(NERC)就警告稱,由于發(fā)電量跟不上人工智能不斷增長的需求,北美電網(wǎng)面臨“嚴重的可靠性挑戰(zhàn)”。NERC發(fā)現(xiàn),隨著電力需求激增和火電廠退役,未來 10 年北美一半以上地區(qū)面臨能源短缺的風(fēng)險。
根據(jù)NERC發(fā)布的2024年長期可靠性評估(LTRA),預(yù)計未來十年夏季電力需求將增長超過122吉瓦(比當(dāng)前水平高出 15.7%)。NERC表示,其對未來10年夏季峰值電力需求的預(yù)測在過去一年中增長了50%以上。同樣,冬季高峰需求預(yù)測也將在 10 年內(nèi)增長近 14%。
電力需求激增的背后,是人工智能數(shù)據(jù)中心以及建筑和交通電氣化帶來的美國能源消耗的快速增加。美國能源部預(yù)測,從2023年開始,美國數(shù)據(jù)中心的電力需求(不包括加密貨幣)將每年增加約13-27%,到2028年時將達到325-580太瓦時(1太瓦時 = 10億千瓦時),占美國總電力需求的6.7%-12%。按照這一預(yù)測,從2023到2028年,美國數(shù)據(jù)中心的電力需求有望增長2-3倍。
圖說:美國數(shù)據(jù)中心的電力需求 來源:美國能源部、巴克萊
NERC可靠性評估和性能分析部主任約翰-莫拉(John Moura)說:"我們看到的需求增長是幾十年來從未見過的。我們的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度跟不上不斷增長的需求。”但與此同時,美國正在迎來燃煤發(fā)電廠退役潮。
LTRA確認,到2029年,已確認的退役發(fā)電機組裝機容量為52吉瓦,在10年評估期內(nèi)將退役78吉瓦。然而,如果加上已宣布退役但尚未啟動正式停用程序的發(fā)電機組,預(yù)計到2034年,退役總?cè)萘繉⑦_到115吉瓦。
NERC表示,新增資源跟不上發(fā)電機退役和需求增長的速度,這將使增加發(fā)電量的努力落空,從而導(dǎo)致供需失衡加劇。加速的電力需求以及計劃中的化石燃料發(fā)電廠退役(這些發(fā)電廠可能會在新的電力供應(yīng)上線之前退出服務(wù))也導(dǎo)致了高風(fēng)險和高風(fēng)險地區(qū)的出現(xiàn)。
NERC在報告中指出,負責(zé)15個州電網(wǎng)運營的中部大陸?yīng)毩⑾到y(tǒng)運營商即使在正常的需求高峰期也面臨電力短缺的高風(fēng)險。西南電力聯(lián)營(SPP)和新英格蘭地區(qū)面臨的風(fēng)險較高,分別在2025年和2026年開始的極端條件下可能出現(xiàn)能源短缺。PJM互聯(lián)項目自2026年起面臨更高的風(fēng)險。
德克薩斯州電力可靠性委員會則表示:“負荷激增引發(fā)了資源充足性的擔(dān)憂,因為可調(diào)度資源的比例難以跟上增長速度。極端冬季天氣有可能引發(fā)最嚴重的負荷損失事件。”
圖說:美國電網(wǎng)未來5年風(fēng)險情況統(tǒng)計 來源:NERC
電網(wǎng)互聯(lián)方面來看,美國沒有統(tǒng)一的電網(wǎng),而是在產(chǎn)權(quán)分散的基礎(chǔ)上基于互聯(lián)互利逐步發(fā)展形成東部、西部以及德克薩斯三大聯(lián)合區(qū)域電網(wǎng)。多家公用事業(yè)企業(yè)垂直布局了發(fā)輸配電業(yè)務(wù)領(lǐng)域,掌握了電網(wǎng)產(chǎn)權(quán)使其呈現(xiàn)高度分散化,從而導(dǎo)致電網(wǎng)主體數(shù)量繁多,也對電網(wǎng)可靠性帶來了一定的挑戰(zhàn)。
同時,電力設(shè)施逐年老化加劇了人們對于美國電網(wǎng)可靠性的質(zhì)疑。據(jù)白宮官網(wǎng)表示,美國電網(wǎng)大多數(shù)都建立于20世紀60、70年代,有約 70%的輸電網(wǎng)已使用超25年。在未來十年內(nèi),30%的現(xiàn)有輸電線的預(yù)期壽命將達到或超過70年。
電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的更新則面臨著巨大的資金缺口。Brattle Group 表示,如果美國有1/4的輸電線路在壽命達到50-80年后被替換,那么未來20年每年將需要大約100億美元的輸電投資來更換、重建或升級80000英里的老舊輸電資產(chǎn)。
圖說:美國輸電線路的壽命情況 來源:華西證券研究所
因此,在美國本已脆弱的電網(wǎng)越來越不堪重負的當(dāng)下,美國國家能源委員會主席發(fā)出美國將發(fā)生“西班牙式大停電”的警告也就不足為奇了。
面對日益嚴峻的挑戰(zhàn),美國總統(tǒng)特朗普上任后便通過多項行政措施試圖大力恢復(fù)美國電網(wǎng)的可靠性。特朗普就職當(dāng)天,白宮在美國進入國家能源緊急狀態(tài)的備忘錄中就指出,美國能否保持技術(shù)創(chuàng)新的領(lǐng)先地位,取決于可靠的能源供應(yīng)和國家電網(wǎng)的健全性。
當(dāng)?shù)貢r間4月8日,美國總統(tǒng)特朗普簽署總統(tǒng)行政令《強化電網(wǎng)可靠性與安全性》,試圖以制度性變革應(yīng)對美國電力系統(tǒng)深層次危機。該命令旨在利用所有可用的發(fā)電資源,包括安全和冗余的燃料供應(yīng),確保美國電網(wǎng)的可靠性和安全性。
該法案授權(quán)美國能源部長克里斯·賴特簡化、系統(tǒng)化并加快能源部(DoE)在電力供應(yīng)中斷期間發(fā)布命令的流程。這包括審查和批準尋求以最大容量運行的發(fā)電資源的申請。
特朗普的行政命令與另一項旨在增加美國國內(nèi)能源產(chǎn)量(即煤炭產(chǎn)量)的行政命令同時發(fā)布。
關(guān)于電網(wǎng)可靠性和煤炭復(fù)興的兩項命令都圍繞著滿足美國日益增長的數(shù)據(jù)中心和人工智能等技術(shù)需求。特朗普表示,盡管這些技術(shù)帶來的電力需求威脅著電網(wǎng)穩(wěn)定,但煤炭成本低廉、儲量豐富,能夠滿足日益增長的電力需求。
圖說:特朗普宣布成立國家能源委員會 來源:Getty Images
不過,為應(yīng)對由數(shù)據(jù)中心擴張和制造業(yè)回流帶來的電力需求激增,特朗普所采取的策略是依賴傳統(tǒng)能源“續(xù)命”,卻對電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施升級和新能源轉(zhuǎn)型敷衍了事。這一做法被分析人士直指“用20世紀的方案應(yīng)對21世紀的挑戰(zhàn)”。
國際能源政治研究員張銳在接受中能傳媒記者采訪時表示,“該行政令未提出對新建或升級電網(wǎng)的實質(zhì)支持,似乎更多聚焦在發(fā)電環(huán)節(jié),給傳統(tǒng)能源‘爭取空間’。”
此外,隨著數(shù)據(jù)中心等場所的電力需求激增,電力系統(tǒng)壓力將越來越大,其關(guān)鍵部件變壓器顯得尤為脆弱,而特朗普政府的關(guān)稅卻正在推高變壓器的成本,給本就緊張的電網(wǎng)帶來新的成本壓力。
參考資料:
[1]https://tass.com/world/1952593
[2]https://en.apa.az/america/interior-secretary-warns-of-power-outage-risks-in-us-in-summer-of-2025-466726
[3]https://www.theguardian.com/business/2025/may/02/blackouts-energy-outage-risks-europe-worldwide-spain-portugal-france
[4]https://www.telegraph.co.uk/us/comment/2025/05/02/spanish-style-electricity-meltdown-could-come-united-states/
[5]https://news.cnr.cn/sq/20250504/t20250504_527158334.shtml
[6]https://www.electric.coop/nerc-plant-closures-surging-demand-pose-risk-to-grid-over-the-next-decade
[7]https://www.reuters.com/business/energy/half-us-high-risk-power-shortfall-next-decade-regulator-says-2024-12-17/
[8]https://www.utilitydive.com/news/explosive-demand-growth-blackouts-NERC-LTRA-reliability/735866/
[9] https://www.cpnn.com.cn/news/baogao2023/202504/t20250411_1789727.html
[10]https://www.power-technology.com/news/trump-executive-order-grid-electricity/?cf-view
[11]https://www.powermag.com/trumps-latest-actions-can-make-americas-grid-reliable/
[12]https://www.reuters.com/business/energy/trumps-high-wire-act-transform-us-power-grid-wont-be-easy-2025-01-24/
[13]https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_30770130
[14]https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-12-17/blackout-risk-is-rising-for-north-american-grids-study-says
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