透过阿省极寒天气“限电警报”事件看电网脱碳进程的挑战
2024年1月18日

绿色创新发展研究院iGDP

当地时间1月13日晚上,一条由加拿大阿尔伯塔省紧急事务管理局(Alberta Emergency Management Agency,AEMA)发出的紧急警报打破了家家户户周末轻松的氛围。

 

警报显示,极寒天气导致的高用电需求,将使阿尔伯塔省(下文简称:阿省)当晚存在“轮流停电”的高风险。警报要求当地居民立即减少用电,仅限于生活必需用电。关闭不必要的灯光,避免用炉子做饭,并推迟为电动汽车充电。

警报发出后,阿省电力系统运营商(Alberta Electric System Operator,AESO)几乎立即看到了电力需求显著下降了150MW。

AESO的供应需求报告显示,周六晚间,阿省从不列颠哥伦比亚省(下文简称:BC省)、萨斯喀彻温省(下文简称:萨省)和美国蒙大拿州获得了239MW的电力[1]。萨省省长在其社交平台上发帖称,“该省向阿省提供了153MW电力,以助其度过电力短缺(的难关)。”

这条推文同时包含了针对加总理的尖锐倒刺,这些萨省为阿省提供的电力来自天然气和燃煤电厂,“正是特鲁多政府让我们关闭,而我们不会关的那些电厂。”

阿省的电力来源

阿省是加拿大第四大省,和隔邻的萨省同属于加拿大西部的草原三省,西与BC省毗邻,南与美国蒙大拿州接壤。多年来,石油和天然气产业一直是阿省的经济支柱。

如下图所示,2022年阿省的电力供应情况。其电力来源仍以气电和煤电为主,同时,可再生能源电力在不断增长。加拿大2022年建成的风能和太阳能中四分之三都分布在阿省。截至2022年,阿省已安装2848 MW的风能和949 MW的太阳能[2]。目前可再生能源发电量占比接近11%,该省的目标是在2030年可再生能源发电占比达到30%。

2022年阿省电力结构

来源:加拿大环境与气候变化部

什么引发了限电警报

就此次发出限电警报的原因,AESO发言人在接受Postmedia采访时表示,除了极端寒冷带来了非常高的用电需求,近日来风力较小、日照不足,导致可再生能源电力出力不足。此外,有两台天然气发电厂,一台正在定期维修、另一台由于天气原因供电能力降低[3]。同时,由于其他省份也处于类似严寒的情况,阿省可以获得的进口电力非常有限。

另一方面,阿省政府在几年前的一项决策也被再度提起并遭到质疑。2016年,当时的新民主党政府决定在阿省的“单一能源”市场(’energy-only’ market)基础上引入容量市场,并计划在2021年完成对电力市场的重新设计。但联合保守党(UCP)在2019年大选中获胜,他们最终决定放弃了向容量市场转移的计划,而选择保留“单一能源”市场。因此,许多人认为,阿省在遭受极端低温时,政府无法提供足够的发电能力来满足高峰电力需求和备用需求。

加拿大电网的脱碳目标

为了安抚民心,阿省公用事业部部长 Nathan Neudorf在警报发出后的第二天,公开表示,今年阿省还将上马更多天然气装机。

这显然有悖于加拿大电网脱碳的整体目标和方向。

作为G7的成员国,加拿大政府于2023年8月发布了《清洁电力条例》(The draft Clean Electricity Regulations, CER)草案,这项政策旨在推动加拿大电网的脱碳进程,助力该国在2035年前实现净零电网。

由此,阿省政府和联邦政府开始了在电网脱碳问题上的“拉锯战”。

该《条例》草案一经公布,阿省立即表示无法实施。考虑到过快向清洁电网转型的代价,以及相关技术尚不成熟,阿省省长在新闻发布会上表示,该省实现电网脱碳的目标时间是2050年,而不是2035年。11月,阿省宣布将利用主权法令(Sovereignty Act),抵制CER,以争取该省按照自己的速度发展油气产业。

根据政府在《条例》发布后三个月内收到的公开反馈显示,加拿大个人对此项法规主要持支持态度,而能源和相关团体,包括16家石油和天然气公司、19家电力供应商、8家能源游说团体以及其它外围行业组织,基本上都反对 CER[4]。其中一部分人认为,像阿省这样非常依赖传统能源的省份,需要更长时间来达到CER的要求,同时越来越多的人涌入阿省,必将增加该省对电力的需求。

卡尔加里大学教授Sara Hastings-Simon在接受加拿大广播公司(CBC)采访时表示“联邦法规旨在减少电网本身的碳排放,尤其是减少天然气生产。但阿省与其他省份不同的是,其大部分电力来自天然气。”

一些反思

和阿省情况相似的是,中国也在加速发展可再生能源电力,而且势头持续保持在全球领先地位。2023年底,国家能源局的数据显示,我国可再生能源发电总装机占比超过50%,历史性地超过火电装机。这意味着,我国的电力系统将有很大一部分能源来自风能和太阳能等间歇性能源。

很多权威机构,比如国际可再生能源署、彭博新能源财经等都已通过研究证明,可再生能源比化石燃料更便宜,而且随着技术的不断改进、规模经济扩大、风能和太阳能发电厂融资成本降低等,可再生能源发电成本还在继续下降。使其在环境效益的基础上,兼具成本效益,资源优势再加码。

但同时,可再生能源的波动性也为风力、光照不足的时间的电力保供带来挑战,这也是包括中国在内的很多国家需要直面解决的问题。

阿省这次最终没有拉下电闸,非常重要的一个原因在于,居民收到紧急警报后的及时响应。AESO发言人受访时表示,“拉响警报,是在动用了所有备用电后,仍然存在100至200MW的潜在供应缺口下,采取的应急措施。之后的几分钟内,减少了大约200MW。”由此,可以看到需求侧响应作为解决方案,在电力系统面临峰值负荷时,通过减少电力需求,降低系统负荷所发挥的巨大作用。

另一方面,如很多专家建议的,在发展可再生能源的同时,要探索建立更有效的储能系统或备用电源。在电力需要高增时释放,以平衡供需之间的差异。Simon教授认为,此次事件突出地表明,“阿省需要建立更多储能,并在非高峰期为消费者提供更低的电价,从而降低电网过载的可能性。”

参考文献

[1] CBC, Alberta’s electrical grid recovers after extreme cold prompts threat of rolling power outages.

[2] 数据来源:加拿大环境与气候变化部

[3] Global News, What are the lessons learned from Alberta’s emergency power alert?
Edmonton Journal, How did Alberta wind up facing blackouts in the extreme cold? A Q and A with AESO

[4] Edmonton Journal, Individual Canadians support clean electricity regulations while oil industry, power providers remain opposed: public feedback.

韩迪,iGDP传播经理。她踪的议题包括:碳中和政策、绿色制冷及退煤进程。

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