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
當地時間4月28日,西班牙、葡萄牙及法國部分地區突發罕見的大規模停電,導致交通癱瘓、通信中斷、商業停擺、醫療系統陷入混亂,數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。”歐盟委員會執行副主席特蕾莎·里貝拉當日對外表示。
十幾個小時后,兩國電力供應基本恢復,但斷電原因仍未明確。5月4日,西班牙副首相兼生態轉型大臣莎拉·阿格森說,政府還需“數天時間”才能查明大停電的確切原因。調查考慮的方向涉及“一切假設”,包括是否存在網絡攻擊。
目前的調查發現,大停電發生前,電力系統發生了三起斷電事故,其中第三起事故發生在停電前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生。
這次歐洲近年來最為嚴重的停電事故,暴露了歐洲電網的脆弱性,也給其他國家和地區敲響了警鐘。能源專家警告稱,盡管大規模停電可能罕見,但沒有哪個電網是萬無一失的。卡迪夫大學工程學院院長吳建中教授告訴《衛報》,停電“可能發生在任何地方”。
美國內政部長、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,“美國總統特朗普在上任第一天就宣布能源領域進入國家能源緊急狀態,我們在發電方面面臨巨大挑戰”,“我們看到此前在西班牙發生的停電事件,可能今年夏天就會在美國發生”。他補充說道,因為拜登政府的規定讓我們的電網面臨如此大的風險。
圖說:美國面臨西班牙式電力崩潰的風險 來源:《每日電訊報》
事實上,來自美國內政部長的警告并非危言聳聽。近年來,在極端天氣及電力設施老化影響下,美國已多次發生大面積停電。2023年6月,由于嚴重的夏季風暴,包括俄克拉何馬州、得克薩斯州和路易斯安那州在內,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,美國多個州又出現了大規模停電。
隨著高耗能的數據中心激增,美國電力短缺風險也與日俱增。2024年12月17日,美國電力監管機構北美電力可靠性協會(NERC)就警告稱,由于發電量跟不上人工智能不斷增長的需求,北美電網面臨“嚴重的可靠性挑戰”。NERC發現,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面臨能源短缺的風險。
根據NERC發布的2024年長期可靠性評估(LTRA),預計未來十年夏季電力需求將增長超過122吉瓦(比當前水平高出 15.7%)。NERC表示,其對未來10年夏季峰值電力需求的預測在過去一年中增長了50%以上。同樣,冬季高峰需求預測也將在 10 年內增長近 14%。
電力需求激增的背后,是人工智能數據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。美國能源部預測,從2023年開始,美國數據中心的電力需求(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%。按照這一預測,從2023到2028年,美國數據中心的電力需求有望增長2-3倍。
圖說:美國數據中心的電力需求 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。我們的基礎設施建設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電廠退役潮。
LTRA確認,到2029年,已確認的退役發電機組裝機容量為52吉瓦,在10年評估期內將退役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電機組,預計到2034年,退役總容量將達到115吉瓦。
NERC表示,新增資源跟不上發電機退役和需求增長的速度,這將使增加發電量的努力落空,從而導致供需失衡加劇。加速的電力需求以及計劃中的化石燃料發電廠退役(這些發電廠可能會在新的電力供應上線之前退出服務)也導致了高風險和高風險地區的出現。
NERC在報告中指出,負責15個州電網運營的中部大陸獨立系統運營商即使在正常的需求高峰期也面臨電力短缺的高風險。西南電力聯營(SPP)和新英格蘭地區面臨的風險較高,分別在2025年和2026年開始的極端條件下可能出現能源短缺。PJM互聯項目自2026年起面臨更高的風險。
德克薩斯州電力可靠性委員會則表示:“負荷激增引發了資源充足性的擔憂,因為可調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最嚴重的負荷損失事件。”
圖說:美國電網未來5年風險情況統計 來源:NERC
電網互聯方面來看,美國沒有統一的電網,而是在產權分散的基礎上基于互聯互利逐步發展形成東部、西部以及德克薩斯三大聯合區域電網。多家公用事業企業垂直布局了發輸配電業務領域,掌握了電網產權使其呈現高度分散化,從而導致電網主體數量繁多,也對電網可靠性帶來了一定的挑戰。
同時,電力設施逐年老化加劇了人們對于美國電網可靠性的質疑。據白宮官網表示,美國電網大多數都建立于20世紀60、70年代,有約 70%的輸電網已使用超25年。在未來十年內,30%的現有輸電線的預期壽命將達到或超過70年。
電網基礎設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。
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越來越不堪重負的當下,美國國家能源委員會主席發出美國將發生“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,美國總統特朗普上任后便通過多項行政措施試圖大力恢復美國電網的可靠性。特朗普就職當天,白宮在美國進入國家能源緊急狀態的備忘錄中就指出,美國能否保持技術創新的領先地位,取決于可靠的能源供應和國家電網的健全性。
當地時間4月8日,美國總統特朗普簽署總統行政令《強化電網可靠性與安全性》,試圖以制度性變革應對美國電力系統深層次危機。該命令旨在利用所有可用的發電資源,包括安全和冗余的燃料供應,確保美國電網的可靠性和安全性。
該法案授權美國能源部長克里斯·賴特簡化、系統化并加快能源部(DoE)在電力供應中斷期間發布命令的流程。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能源產量(即煤炭產量)的行政命令同時發布。
關于電網可靠性和煤炭復興的兩項命令都圍繞著滿足美國日益增長的數據中心和人工智能等技術需求。特朗普表示,盡管這些技術帶來的電力需求威脅著電網穩定,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,為應對由數據中心擴張和制造業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能源“續命”,卻對電網基礎設施升級和新能源轉型敷衍了事。這一做法被分析人士直指“用20世紀的方案應對21世紀的挑戰”。
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的實質支持,似乎更多聚焦在發電環節,給傳統能源‘爭取空間’。”
此外,隨著數據中心等場所的電力需求激增,電力系統壓力將越來越大,其關鍵部件變壓器顯得尤為脆弱,而特朗普政府的關稅卻正在推高變壓器的成本,給本就緊張的電網帶來新的成本壓力。
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/
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[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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