美國德州大面積停電事件是一個典型的反面教材

花貓哥哥

最近美國德州遭遇寒潮導致數百萬戶家庭停電,至少造成50人死亡,這個事件成為輿論的熱門話題。

1、美國大面積停電

根據公開資料顯示,美國是所有發達國家遭遇大面積停電事故最多的國家。

  • 1965年,美國東部7個州突然斷電;
  • 1977年,紐約大停電;
  • 1996年,美國西部各州大停電;
  • 2005年,加州大停電;
  • 2014年,東北部大停電。

2008—2017年,美國電網年平均停電次數為3188次,最近5年年平均停電事故超過3000次。作為全球頭號強國,美國為啥停電事故這麼多?特別是本世紀停電事故相比上個世紀明顯大幅度上升。作為發展中國家,為啥中國就沒有遇到大面積停電事故?

現在我們就把德州停電事故作為一個樣板,深入剖析其中的原因。

首先,德州為什麼會停電?

表面上看,這是受惡劣天氣的影響,德州有近30GW的發電設備無法工作,其中26GW是以天然氣為主的火電廠,受到天然氣供應等影響無法發電,另外4GW是風電,因為受凍不能發電。

德州總共的電力供應也就是80多GW左右,意味著近三分之一的電廠無法發電,德州因此開始了輪流停電。

結冰的風電機組

但是問題並沒這麼簡單!

如果僅僅是因為德州本地發電能力受限導致電力供應不足,那麼德州完全可以從全美其他地區調配電力來彌補不足。

但是,德州卻沒辦法這麼做。原因很簡單,德州電網是一個獨立的電網,根本就無法從其他地區輸入電力!

那麼,德州為啥會是一個獨立的電網?

簡單回顧一下美國電網發展歷史。

2、美國電網發展史

在上個世紀90年代之前,美國是由聯邦能源管理委員會(FERC)統一提供發電、供電、配送、管理的服務,但是這種管理體系長期被輿論批評為「搞壟斷」、「缺乏市場競爭」、「電價高而且缺乏對比」。

於是,在輿論的壓力下,美國政府在1996年開始搞電力制度改革——這個改革基本模式就是讓地方各州自行選擇組網供電模式,各州既可以組建跨州的區域性供電組織(RTO),也可以組建只給本州供電的獨立供電組織(ISO)。

這種讓地方政府自行選擇供電組網模式被吹噓為「減少政府干預」、「提高經濟效率」、「確保公平」,受到美國輿論的一致好評。

在這種大背景下,美國大多數州都選擇RTO模式(原因我們後面來講),少數州選擇ISO模式,其中德州就是選擇ISO模式的少數州之一。

那麼,德州為啥會選擇ISO模式呢?因為德州是美國的傳統能源大洲,不但石油、天然氣儲備豐富,而且價格也很便宜。

所以,德州選擇ISO模式算盤其實也是打得很精——我們的能源價格最便宜,所以我自己獨立組網供電就可以了,沒必要與其它州聯網增加成本與變數。

按:各州能源成本不一樣,最後電力價格也不一樣。全美平均電價大致是20美分/度,德州只有5美分/度左右。如果低價格電力州與其它州並網供電,就有可能為了平衡各州能源成本提高最後的電力價格。

就這樣,德州通過獨立組網實現了電力價格全美最低,平時居民用電價格換算成人民幣,每度電只要3毛3左右。

但是電力這種資源有一點特殊,就是即發即用,無法儲存。為了平衡供求矛盾,德州電力價格完全按照市場模式進行自由調節,一旦電力供應出現缺口,用電價格就向上浮動,本次德州因為發電受影響導致需求缺口較大,最後用電價格急劇上漲180倍,達到9美元/度的天價!

9美元/度一般老百姓怎麼可能消費得起?所以,在本次寒流導致電力供應緊張的事件中,德州也出現了涇渭分明的現象——德州富裕社區從未斷電依然燈火輝煌,而廣大低收入以及有色人種地區連續幾天都沒有通電。

德州雙城記(來源:美國記者格魯察)

96年美國電改中,美國大部分州還是選擇RTO模式——也就是跨區組網供電的模式。原因其實也很簡單,電力無法儲存,所以電網覆蓋面越大,調劑空間就越大,電力資源不但能更充分地使用,而且少數地區遇到突發事件時,也能通過調劑其他地區電力來保障供應。

比較典型的案例就是前段時間我國浙江等東部地區因為煤炭供應不足而導致突發性的電力供應緊張,最後國家電網通過調劑其他地區電力供應,很快就解決了沿海地區電力緊張的問題。

但是,為什麼美國其他州在96年電改之後也屢屢出現大面積停電事故呢?

這就是電力供應市場化的結果!

3、市場經濟

當電力這種民生必須用品也市場化作為商品時,必然也要遵循商品經濟的一般規律。

美國大多數州雖然採用跨區組網模式,但電網建設卻是一項耗資巨大的工程,於是美國各種私立電力公司為了確保投資效益就採用最省錢的組網模式——比如主要通過在地面架電線桿聯網,同時在使用電線時採用覆冰標準低的電線等等。

架空線的優勢就是建造成本低、維修簡單,缺點是故障率高,容易受天氣影響。

我國過去因為底子薄,所以基本都是架空線,現在我國除了老舊社區,新建改建的道路,線纜大都是落地的,包括移動聯通電信的光纖電纜也都是走地下,現在大部分農村都很少看見電線桿就是這個原因。

但是電線走地下成本大幅度提高,修建一公里電纜溝造價1000萬,修建1公里地下管廊造價高達1億,而修建架空電線成本甚至遠低於電纜溝。

所以,美國電力公司在市場經濟模式下不但大多選擇架空線組網,而且大量電力設備老化也不願出錢維修與更換——能湊合著使用,憑什麼要花巨資去更換新設備?

2003年美國僅僅因為樹枝壓斷了幾根電線,老舊的變壓器承受不了突然增加的荷載一個接一個報廢,造成全美大部分地區停電一個多月!

通過以上分析我們可以看到,市場經濟絕不是萬能的!至少涉及民生必須用品通過市場經濟模式來解決弊端很多,美國電力供應就是這樣一個反面教材。

同樣全球大部分國家在市場經濟模式下,大都採用架空線組網的模式,這種模式在印度發展到登峰造極的地步,印度電力長期無法提供穩定的電力供應與印度電網故障率高有密切關係。

印度街頭的電網

同樣,所謂通過地方民意來解決民生問題也有很大的隱患,德州為了讓居民節省電價而採用獨立組網的ISO模式其實就是為今天大面積停電埋下了隱患。

現在我們來假設,如果96年美國電力改革的時候,德州有一位高瞻遠矚的政治家,預見到獨立組網在遇到極端情況時可能導致大面積停電,試圖說服民眾選擇跨區域組網的模式,會是什麼結果?

結果就是這位政治家一定會被選民趕下台!

為什麼?

因為獨立組網的好處是一目瞭然的,它可以讓德州居民享受全美最低電價,至於未來可能存在的隱患,誰會在乎?如果讓選民為了未來可能存在的隱患而承擔現實可以看到的電價上漲是絕不可能的!

德州停電事故之後,科羅拉多市市長Tim Bond(蒂姆·博依德)發表了一封公開信硬懟德州停電市民遭到廣泛的批判,實際我們瞭解上述背景之後,再來看看這封政治上很不「正確」的公開信,大概也能理解這位市長思維的出發點。

「我用一分鐘的時間,小小地傷害一下你們的感情。沒有人欠你的,也沒有人欠你家的,(停水停電)不是地方政府的責任,這個困難的時候,沒人能夠幫助你。沈下去淹死,還是游走逃生,都是你自己的選擇。市裡、縣裡、電力部門或任何其它服務部門,都不欠你的,我受夠了施捨。

如果還沒有電,你就自己站出來,自己搞點動靜出來,發出來電,讓你的家人溫暖,給你的家人安全。如果還沒供水,就考慮一下怎麼搞水來,保障你的家人所需。你坐在家裡,沒有權力等著別人來救援。懶惰造成了你現在這個樣子。適者生存,弱者才會哭天喊地。

上帝老爺們給了我們像現在這個時候自救的一切方法。但可悲的是,救援是社會主義政府才幹的破事兒,讓人相信會有食物、電和水,讓人變得依賴施捨,鳥活都不幹,只會伸手。

你問我沒有水,沒有電,我會不會感到很抱歉?是的,我會。但是,我要是去幫助他們能夠自救的人,我會遭到天譴的。我們已經受夠了那些佔政府系統便宜的人。底線就是別哭哭啼啼了,也不要伸手要施捨了。照顧好你的家人。底線——不要成為問題的一部分,要成為解決方案的一部分。」

德州大停電,極端低溫造成家裡的水管斷裂,變成了這樣……

這封公開信毫無疑問是很不正確也很不道德的,政府向民眾徵收了稅收,就意味著對民眾必須要承擔必須的社會責任,在自然災難時救援受難民眾就是政府最基本的責任。

所以,這位市長認為救援只是社會主義政府的責任肯定是詭辯。但是,我們從另一個角度來看,德州政府在96年電改時,如果不是被民意所綁架,選擇獨立建網的模式,現在德州停電事故肯定不會有這麼嚴重。

4、中國電網一盤棋

下面我們再來看看中國。

中國是按照全國一盤棋的模式統一由國家電網提供組網與電力供應。

中國疆域廣闊,不同地區資源條件差別很大——在全國一盤棋的模式下,中國電力資源得到充分的運用,其效率碾壓全球其他國家。

南方地區水資源豐富,就在南方建設水電站,然後通過國家電網搞南電北運;新疆風力大,地廣人稀,就多搞風力發電與光伏發電,然後通過國家電網搞西電東運。

因為我國社會主義特徵以及獨特的國企模式,國家電網提供電力供應首先不是考慮經濟效益而是社會責任。

5、社會責任

2008年1月,一場世所罕見的特大冰雪災害,使國家電網公司湖南、湖北、江西、福建地區的電網遭受嚴重破壞。

以上地區地處中國南方,一般情況下氣候比較高,所以當時電線設計覆冰標準只有10mm—15mm,但是2008年1月極端的天氣,讓南方一些地區(以湖南地區為主)電線覆冰厚度達到30mm,局部地區甚至達到50mm,這就使電線與鐵塔荷載與承受應力大大超過設計標準,從而導致很多地區出現鐵塔倒塌、電線斷裂。一度造成2000多萬用戶大面積停電的事故。

客觀的說,這是不折不扣的天災。

但是國家電網在這個時候怎麼做的?

立刻進行全面動員——一共動員了整整25萬人進行大面積搶修!

倒塌的鐵塔一般地處偏僻的山區,在極端天氣下山區道路已經完全斷絕,在這樣艱苦的情況下,國家電網職工爬冰臥雪,深入偏僻山區去維修嚴重損害的電網。

從寒風最凜冽的曠野,到冰凍最嚴重的山巔,在隨時可能倒塌的高塔上,國家電網職工在零下十幾度寒溫中高空作業,很多人每天都要工作十幾個小時,即使短暫的休息也就是啃口餅乾而已,連口熱水都喝不上!

在這場搶修電網的過程中,國家電網有10名職工獻出了寶貴的生命。

所以,從來沒有什麼歲月靜好,只是有人為我們負重前行!

這種情況也只會在社會主義中國才會出現。

這還沒完!

在2008年特大冰雪災難之後,國家電網各地分公司陸續投入巨資對電網進行升級改造,光是國家電網湖南公司就砸下18.45億元對電網進行技改——主要就是升級電纜覆冰標準,提高電網防冰抗冰能力。

想一想,如果是美國私立電網公司會幹這樣的傻事嗎?畢竟2008年是極端惡劣天氣,這樣的氣候百年難遇,為了對抗這個百年難遇的氣候,也就是將社會責任放在第一位的國企才會砸下巨資去升級改造電網。

僅僅一年之後,國家電網湖南公司在近80座110千伏及以上變電站建設了低壓融冰電源點,在3個220千伏變電站增設了110千伏融冰電源點。到2009年,湖南電網在運的220千伏線路中,70%可採用低電壓、短距離三相短路交流融冰,大部分可以選擇不同的電源點、電壓等級和接線方式,編制2~4個融冰方案,因此,可同時實施融冰的輸電線路數量成倍增加。

也就是說,2009年之後湖南再次遭遇2008年那樣的極端天氣,國家電網也能保障湖南人民的電力供應!

以下是2009年的新聞報導——

來源:國家電網公司

現在的國家電網,不但電網本身防冰抗冰能力能力很強,而且管理技術也有了實質性飛躍。

比如我們各地電網目前普遍應用無人機對電網進行巡查與管理。對於高空電線積雪覆冰的問題,無人機不僅能及早發現,還能迅速處理——包括無人機直接噴火融冰、或者用壓縮空氣炮來打,甚至在無人機上加裝固定桿直接清理覆冰。

無人機噴火融冰(來源:國家電網公司)

6、意義巨大

正所謂,善戰者無赫赫之功,14億國民穩定用電背後是國家電網強大技術與組織保障能力的體現。

假如,中國不是按照全國一盤棋統一組織電力生產與供應,而是按照美國模式讓各個地區自行決定電力生產與供應會是什麼結果?

結果就是不會有南電北送、西電東輸,每個地方都根據自己的利益進行算計,資源利用效率大幅度下降!

以三峽工程為例。三峽工程建成後恰逢用電低谷期,前期拼命爭取三峽工程低價水電的省市出於保護地方發電廠效益的立場——態度來個180度大轉彎,紛紛拒絕三峽工程的水電。

河南省說自己以火電為主,不需要三峽的電;江西說自己只是農業小省,不需要多少電;安徽說自己也是農業省,而且還有兩淮煤礦,也不需要三峽的電……

耗資巨大建設的三峽工程居然淪落到連電都賣不出去的地步!後來沒辦法,由國家發改委基礎產業司專門成立了一個三峽分電小組,以類似「攤派」的方式才將三峽工程電力分配到各個省市。

後來中國經濟強勁發展,各地用電需求大增,於是各省市又爭搶著要爭取三峽供電指標。

按:以上資料來源於人民出版社2018年出版的《篳路藍縷》

中國因為有一個強有力的中央政府,才使國家電網能按照全國一盤棋的模式建立了覆蓋960萬平方公里的強大電網,才使14億國民獲得穩定的電力供應。

那麼,大家知道14億國民獲得穩定的電力供應意味著什麼嗎?

意味著培育了規模龐大的家用電器市場!

格力、海爾、美的等一批國產自主品牌企業憑啥能崛起?

還不是因為國家電網為它們搭建了一個最好的舞台!以空調市場為例,1999年全國空調銷量只有1000萬台,2020年我國空調銷量為1.44億台,中國家庭空調滲透率在2017年已經達到97%,背後的原因就是國家電網在2015年實現了全民電力覆蓋以及我國特殊的工業用電價格補貼民用電價格制度。

政府搭台、企業唱戲是中國自主企業快速成長的根本原因,同樣的案例包括中國政府建設了發達的交通路網以及遍布全國的通訊基站,然後才有了阿里、騰訊、華為、小米等等企業的崛起……

7、人類命運共同體

回到國家電網的話題。在全國一盤棋的模式下,國家電網建立了覆蓋全國的強大電網,積累了雄厚的經濟實力,所以能夠集中力量搞技術研發,取得豐碩的成果。

目前,國家電網特高壓輸電技術冠絕全球,不僅如此國家電網還制定了特高壓輸電國際標準14項,國家標準50項,行業標準73項,企業標準189項,這些標準已經獲得全世界的認同,並且得到逐步推廣。

國家電網提出的特高壓電網、智能電網以及清潔能源的全球能源互聯網,預計到2050年時累計投資將超過50萬億美元,這不僅僅是個設想,國家電網已經付諸行動,並且取得了不小的進展。

2009年我國獲得了菲律賓國家輸電網特許經營權40%的股份,此後逐漸將我國的特高壓輸電網伸向了葡萄牙、澳洲、香港、意大利等國家和地區,基本實現了全球佈局。

截止到2019年,國家電網在全球500強企業中排名第5,境外資產規模已經達到了568億美元,並且沒有一個虧損,全部處在盈利模式。

值得一提的是,國家電網借助特高壓電網帶動國產電力裝備全面升級,各大電力裝備生產公司得到了大量的技術和資金支持,目前已經進入巴西、德國、美國、南非等80多個國家的電力市場。

東非的清潔能源跨國項目已經啓動,歐洲超級電網、北非向歐洲輸電的沙漠計劃正在推進,亞歐聯網工程等項目也在研究和儲備當中。

還是那句話,電力是一種特殊的無法儲存的能源,電網覆蓋面越大不僅調配空間越大,而且能源利用率就越高,如果國家電網實現全球性覆蓋,大家知道意味著什麼嗎?

意味著全球電力能源利率效率將實現跨越式的飛躍!

原因其實也很簡單,地球不同區域有時差,中國的白天對於美國就是黑夜,也就是說,我們工作生產時,美國人在休息,而我們休息時,美國人在工作——這就使電力生產與調配完全可以充分使用,全球電力價格將大幅度下降。

所以,如果國家電網實現覆蓋全球的前景,德州這次天災根本就是小菜一碟,簡單的調配就能滿足德州的電力供應。

同樣,德州清潔能源與廉價電力也可以通過國家電網銷往全世界,很多能耗高、污染大的火電廠就可以關閉,這不但能降低全球各地用電成本,還可以為減少碳排放與環保做出貢獻。

這就是站在電力生產與供應層面的人類命運共同體的含義。

按:在文章的最後我突發奇想,假如我們把開放的中國比喻成國家電網,把孤立保守的美國特朗普主義比喻成德州ISO電網,誰代表著更先進的生產力,誰代表著人類文明發展的方向不是一目瞭然嗎?

文章的最後給大家分享一個真實的視頻,當去年12月份又一個寒潮襲擊湖南,高寒山區電路覆冰嚴重,湖南衡陽供電公司是如何應對來保障更多人坐在溫暖的家裡吹空調烤火爐。■

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