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高温、缺电、轮停,加州电力变“限量款”谁的锅?

作者:中国储能网新闻中心 来源:南方能源观察 发布时间:2020-08-23 浏览:
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文 | 崔凯翔

编辑  |姜黎

据彭博社报道,受持续高温天气影响,美国加州多达200万户家庭在8月14日晚上停电,加州各地的现货电价也飙升至1000美元/兆瓦时以上。

8月14日的停电事件仅仅是个开始,美国西部时间8月17日,美国加州电网运营商CAISO通知称,在美国西部持续的热浪可能将继续影响330万加州家庭的电力供应。

美国国家气象局对加州大部分地区和邻近地区都发布了高温警报,高温天气将持续到8月20日之后,温度预计在35.6至42.3℃之间,最高温度将在远离海岸的地区出现。据LA Times报道,加州死亡谷(Death Valley)在8月16日的气温飙升至56.2 ℃,这可能是自1913年以来地球上最高的自然温度。

有业内人士感叹,20年后,加州电力危机似乎再现了。

2000年6月到8月,同样受到持续高温影响,加州用电负荷飙升,整个美国西海岸的电力都趋于紧张。发电侧方面,加州在夏天用电高峰一直依赖的水电遭遇来水偏枯,不得不求助于州内成本较高的燃气机组,而到了冬季,加州天然气现货价格比美国其他地区要高出5倍。同时,外部电力供应“助力”甚微,加重了电力供应短缺。在这其中,安然(Enron)等公司的能源交易员还利用当时电力市场的设计缺陷,“截留”电力,赚取暴利。众多因素一起,把加州电力推向了危机。

20年后,可再生能源发电固有的不确定性,加上灵活性电力资源缺乏,使得在极端天气条件下,加州电力再次面临危机。

夜间出现用电高峰,可再生“歇菜”

CAISO负责市场政策和性能的副总裁Mark Rothleder说:“持续的高温天气,加上夜间的高湿度就像给加州蒙上了一层毯子,使加州处于持续的高温状态。随着温度升高,居民空调的使用就越多,导致夜间用电量也持续激增,连日来不断刷新用电高峰。”

图1是美国加州8月20日早晨7点31分实时电力供应结构图。由图可见,可再生电源在加州电力供应中占有重要地位,其中,太阳能和风力发电的占比较大。而天然气发电约占40-50%、核电约占8%、大型水力发电占比7%左右,从其他地区还需要引入20%左右的电力。

图1 加州8月20日7:31和18:50电力供应实时结构图

来源:CAISO

截至2019年底,加州光伏的装机容量为27400MW,发电量占比近20%,包括大量居民屋顶太阳能发电设备的供电,这也曾是“全美的骄傲”。但是当用电高峰时间出现在晚上时,光伏并没有“帮上忙”。

图2 加州8月14日电力供应实时构成图

来源:CAISO

CAISO官网的实时数据显示,当地时间8月14日晚上8点左右,如图2所示,可再生能源发电仅有3257MW左右,可再生能源在电网中占比仅8%。如图3所示,除了太阳能光伏发电未能发挥作用外,加州超过6000MW的风电当晚发电的比例也很低。

图3 加州8月14日可再生能源电力供应实时构成图

来源:CAISO

紧急增加燃气供应

根据加州的可再生能源发展目标,该州要在2020年实现33%的电力来自非水可再生能源;到2030年这一比例要达到50%。

美国其他地区其实也面临高温天气导致用电量激增,加州的核电站发电量相对固定且在逐渐淘汰,夜间的发电主力是气电,超过24000 MW的装机容量占到了电网发电容量的一半以上。但是,因为激进的可再生能源目标,加州近年来几乎没有增加新的燃气发电厂,而且正在淘汰老的燃气发电厂,所以当夜间出现负荷高峰,尤其是空调制冷导致用电负荷激增时,就出现了严重电力紧缺。

夜间持续的用电高峰也导致天然气需求量大增,从而导致气价持续上涨。来自加州两家主要天然气公司The Southern California Gas和Pacific Gas & Electric systems的数据显示,8月14日以来,电力系统对天然气的需求一直居高不下。

与之前的平均水平相比,加州电力系统在这两家公司的天然气需求分别增加到了2.87亿立方英尺/天和2.64亿立方英尺/天,分别上涨了630万立方英尺/天(22%)和700万立方英尺/天(27%)。

需求的激增推动价格升至今年夏季以来的最高水平。8月18日,SoCal gas city-gate的天然气基准交易价格达到了10.97美元/百万英热,而8月初的平均价格仅为88美分/百万英热,这是自2019年2月20日以来首次达到这一价格水平。

美国西南部天然气流动的重要基准Kern River Delivered basis也报10.44美元/MMBtu,8月14日以来上涨逾8美元。与此同时,今年4月初以来,SoCal Gas第一次连续四天从Aliso Canyon储气库中增加输量。

8月13日以来,已有超过10亿立方英尺的天然气从Aliso Canyon储气库中被抽走,本周可能会进一步增加输出。Platts Analytics的数据显示,8月17日的电力系统需求将达到今年以来的最高水平,约为338亿立方英尺,比此前30天的平均水平高出逾10亿立方英尺。

同时,Topock/Needles区域的天然气接收能力将会增加,但是加州北部区域的接收能力仅会略微增加20百万立方英尺/天,因为Kramer Junction已经提高到最大接收能力。天然气价格本周将继续承受强劲的上涨压力,由于接收能力的增加,供应紧张的情况可能会略有缓解。

停电仍在“路上”

8月15日晚,由于天然气价格飙升和冷却需求增加,CAISO宣布进入三级电力紧急状态,导致客户连续第二个晚上短暂轮流停电。同时一个发电量为470 MW的发电厂和1000 MW的风力发电厂的电力资源因为高温天气相继发生意外损失导致加州电力供应更加紧张。

此外,高温天气下的加州还面临着断电以防止山火的风险。据美国有线电视新闻网报道,本周连续多日的雷电天气以及白天的高温热浪给加州多地带来大火及断电等灾害。

当地消防部门报告,过去72小时内,该州在夜间出现的上万次闪电造成至少367场火灾以及大面积断电。就在去年,加州的电力公司为了防止山火,就在干燥的大风中切断了线路,防止引发火灾。

CAISO首席执行官Steve Berberich表示,该州将面临日益严重的电力供应短缺:“几乎可以肯定的是,电力公司公司将不得不在8月17日、18日两天继续切断数百万用户的电力供应,甚至之后的时间会继续停电,目前的需求将大大超过供应。”

不过,现在的情况还无法与2006年7月的热浪相比,当时CAISO的最高电力需求为50270MW,此外,加州还有数千兆瓦的可用发电能力,包括现在即将退役的圣奥诺弗雷核电站以及PG&E Corp子公司Pacific Gas and Electric Co.旗下的Diablo Canyon核电站,不过其营业执照将在2024年和2025年到期。

Berberich表示,无论如何他不会主张再许可该核电站延期关闭,取而代之的是需要快速启动电力资源来满足高峰需求。CAISO董事会主席David Olsen表示:“我们需要立即开始获得更多电力资源,以弥补Diablo Canyon核电站关闭所带来的损失”。

预计“缺口”并未被补上

8月17日,加州州长加文·纽森(Gavin Newsom)发布了一项紧急法令,暂时允许部分客户和公用事业公司使用包括柴油发电机在内的备用能源,并致信加州电力运营商CAISO、加州公用事业委员会(CPUC)和加州能源委员会(California energy Commission),要求对周末的服务中断进行调查。

Berberich表示,他们已经提前告知过加州公用事业委员会,到2022年需要电力供应需要增加4700 MW,这个缺口将从2020年开始。而在8月17日召开的CAISO理事会特别电话会议上说,“尽管如此,也只有3300 MW的电力被授权采购,而且在2021年之前都不会采购。”在此之前的一个周末,由于高需求和电力储备紧缺,电网运营商不得不两次实施了轮流停电。

Berberich指出,Cal-ISO本应更早让公众做好准备,应对8月15日晚间开始、8月16日再次发生的停电可能性。“但是现在不得不承认我们错了,这是我们的错,我们道歉,接下来仍然可能需要停电”。

他也强调说,目前水力发电和太平洋西北部的其他电力运营商正尽可能地帮助加州,洛杉矶水电局也提供了一些资源。同时,国防部、工业和商业部门已经转移了部分电力负荷,减少了自身的电力消耗。

但加州不能依靠从其他州来获取足够的电力来填补这一空白。因为加州周围的地区也在面临高温天气,其自身电力供应也相当紧张,同时由于输配电等基础设施不足,也导致其他地区电力很难供应加州。

“要解决这个问题,必须保证自身电力资源充足性,使公用事业和其他电力服务实体有足够的发电能力来满足高峰需求。”

参考链接:

[1] https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/electric-power/081720-grid-operator-cal-iso-says-generation-shortfall-might-prompt-more-blackouts

[2] https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/natural-gas/081720-scorching-temperatures-power-outages-push-california-gas-prices-to-summer-highs

[3] https://mp.weixin.qq.com/s/SO0hNmn71ZsLHs5Yt70KEA

[4] https://world.huanqiu.com/article/3zWAkifbupY

[5] https://mp.weixin.qq.com/s/kj5fNED0bCOs9cbVl2TXmg

[6] https://mp.weixin.qq.com/s/RmDAzXNjSi5XnGk6FKGVCw

关键字:加州 停电

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