美国得州电价再次飙升，因电网发出供应预警
得克萨斯州再次面临着可能发生的电网紧急情况，不到60天，大规模的停电事故使数百万人在冬季深冻期间连续数天没有光和热。
电网运营商正在寻求保护，并警告说，在温和的冷锋未能如期减少需求后，有25%的发电机需要维修的情况下，它可能宣布紧急状态，使更多的发电厂上线。在该州的某些地区，电力批发价格上涨了10,000%。
德克萨斯州电力可靠性委员会首席执行官比尔·马格尼斯(Bill Magness)说：“我们预计不会发生任何停机。”“但这一天，我们看到电网形势严峻。”
该警告是在得克萨斯州在冬季风暴中遭受灾难性停电后仅两个月，该风暴摧毁了该州近一半的发电量。州议员们现在正争先恐后地进行一系列的市场改革，以避免重蹈覆辙，这场灾难使一百多人丧生。
官员说，部分问题是电网运营商Ercot未能正确预测周二的太阳能和风能产量，从而导致供应紧张。同时，电网运营商预计较温和的天气将减少德克萨斯州的需求。但是，凉爽的空气在该州的一部分地区停滞不前，使得温度和电力需求高于圣安东尼奥和休斯顿等大城市的预期。
埃科特官员强调，周二的情况并非二月份危机的重演。
“这不是持续五天的冬季暴风雪，” Ercot电网规划和运营副总裁伍迪·里克森(Woody Rickerson)在简报中对记者说。“这是一个较短的事件。”
仅当备用电源降至1000兆瓦以下时，才会出现停电事故。当地时间晚上7点，它们的发电量为3,300兆瓦。
德克萨斯州电网问题加剧了停电期间的电源故障。
许多发电厂计划在每年的这个时候进行年度维护，因为温度较低，预计需求会降低。里克森说，一些工厂也下线进行与二月风暴有关的维修。
根据Genscape收集的电网数据，截至下午4点，Ercot的North Hub的平均高峰峰值电价跃升10,000%以上，至每兆瓦时1,975.96美元。在能源危机之后，监管机构中止了之前的9,000美元上限后，价格上限为每兆瓦时2,000美元。
得州前情提要：
在此前的2月份，美国多地遭遇冬季风暴袭击，得克萨斯州受到的影响尤为严重，除了低温和降雪天气，冬季风暴还导致当地出现了大面积停电的情况。
美国得州电价飙涨近200倍，1度电65元。据美国有线电视新闻网报道，冬季风暴连日侵袭全美多州，美国得克萨斯州受影响尤为严重。在供需的极端不平衡下，美国得州电价疯狂飙升。根据管理当地电网的得州电力可靠性委员会数据，得州批发电价一度突破了1万美元/兆瓦时，相当于每千瓦时超过10美元，也就是一度电约合人民币65元，与平日电价相比增长了近200倍。
得州大停电启示录：市场很有用 怎么用好是关键
眼下，不只是新能源发电，新能源汽车、分布式能源、储能等越来越多的“新伙伴”接入了电力系统。而且，用电需求出现了冬、夏两个高峰，且峰谷差不断拉大，北方冬季高峰负荷接近或赶超夏季。当“伙伴”更多样化，社会需求更大，安全保供难度也随之加大。
被称为“孤星之州”的美国得克萨斯州在风雪中成了一颗真正的“孤星”。
当地时间2月15日起，极寒天气横扫美国南部，导致覆盖14州的西南部地区电网出现故障，其中受影响最严重的是几乎从不下雪的得州——限电1650万千瓦，450多万用户被迫停水停电，17人因极寒天气罹难。目前得州电力供应正在逐步恢复。
一周时间过去了，停电的“来龙去脉”逐渐清晰，各方观点集中在风机叶片结冰导致出力骤降、天然气管道冰堵致使供应短缺、电网“孤立”无法统一调剂余缺、设施老旧供电可靠性不高、电力产业结构复杂缺乏整体性考虑等方面。
事故终将过去，但在追踪分析之后，还可以进一步思考，我们还能从中获得什么启发。
“孤网”扛不住重大风险
得州电网是名副其实的“孤网”。它独立于美国联邦电网体系，长期以来“自给自足”，外来电占比极低。难以通过跨州输电的方式接受“外援”，曾在一定程度上让这场“停电危机”迟迟不能结束。
但即便电网互联互通，也不意味着得州就能逃过此劫。不然，在刚刚过去的2020年，美国西部互联电网中外来电占比较高的加州电网，就不会因极端高温天气出现电力短缺，导致300多万家庭轮流停电。
顺着这条线往上看，据不完全统计，在近30年来全世界影响范围超过10万人、停电持续1小时以上的停电事故中，除自然灾害等不可抗力因素外(约占54.5%)，最主要的原因是电网管理体制松散(占比约33%)。
电网管理体制松散是病因，“症状”则体现在电网缺乏统一规划、电网调度体系分散、私有化带来产权主体众多等诸多方面。更严重的是，它具有全局性、系统性影响，不仅埋下了大停电事故的“祸根”，而且一旦发生事故，往往波及范围广、影响层次深，很难及时止损，甚至威胁到整个国家和地区的能源安全和社会稳定。
“如果联网，并实现统一调度，得州停电的严重程度能得到较大缓解。这是一种重要的托底作用。”厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强说。
“从本质上讲，实施集中管理才能解决问题。”直流输电领域专家陶瑜认为，“尤其是在应对重大风险、重大危机时，电网集中管理体制优势明显。坚持统一规划、统一调度、统一管理，是确保电网安全和供电可靠的根本，是应对能源安全风险的制胜法宝。”
之所以是“法宝”，原因有三。其一，统一规划从源头上规避了网架薄弱、电网弹性和安全裕度差等问题，引领推动源网荷储协调发展。其二，统一调度是带有“救急”性质的科学手段，能最大限度发挥错峰、调峰、事故备用、事故支援等作用，将事故影响降至最低。其三，统一管理能构建一套完备的标准流程体系，有章可循地提升跨省跨区电网建设效率，降低建设运行成本。
这也是为什么我国建设了“全国一张网”，并尽可能地将这张统一大电网做大做强，在更大范围内优化配置能源资源，增强抵御系统性风险的能力。在今年年初我国南方地区大范围寒潮中，国家电网跨省跨区输送电力达到8399万千瓦，充分发挥大电网优势，有力保障了电力可靠供应。国家电网也是近20多年来全球唯一未发生大面积停电的特大型电网。
往后看，未来我国电网规模、电力系统复杂性都将与现在大不相同。往外看，国际形势错综复杂，国家能源安全愈发重要。我国电网始终坚持统一规划、统一调度、统一管理，以保障电力输送和供应安全可靠为基础前提，极端情况下，保民生更是第一要义。
市场很有用，怎么用好是关键
电停了，电价却一路飙升。当地时间2月15日，得州电网批发电价暴涨了100倍以上，实时批发市场价格攀升至11美元/千瓦时，而平时还不到0.1美元/千瓦时。事实上，2019年和2020年夏季，得州都曾出现过类似的“天价”电价。
2020年8月中旬，美国西部的加州连续数日在高峰时段限电，同样导致电价大幅上涨，部分时点电力批发价格超过1.3美元/千瓦时，相当于约9元人民币一度电。
停电事故带来了电价畸形，尽管每次的诱因不尽相同，比如需求增加叠加电力市场投机，电力供需结构性、时段性失衡等，但短时间内频频发生，足以说明其电力市场存在深层次问题。
如何从电力市场建设的角度出发，应对电力供应短缺危机?还是以得州为例。得州电力市场是一个典型的只有买电卖电的能量市场(Energy only)，没有容量市场。而作为一种经济激励机制，电力容量市场能使发电厂获得额外的稳定收入，鼓励他们多建机组多发电，从而保证足够容量。容量市场缺位，一旦发电机组容量过低而用电需求飙升，不仅稳供应难，在无调控的情况下也极易造成电价不受控制地暴涨，带来市场风险。
从国际经验看，为保障长期电力供给安全，目前英国、美国PJM等成熟市场都建立了配套的容量市场机制。“整体上看，引入容量市场有利于保障发电容量长期充裕度。”国网能源研究院企业战略研究所改革与市场研究室主任张凡说。考虑到当前我国电力市场建设不断深入推进，未来一段时间用电需求还将保持增长，他进一步建议，探索建立与我国国情相适应的容量市场机制，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，有效引导电源投资，确保电力供应长期稳定可靠。目前，山东、广东等地已经在容量补偿机制方面开展了有益尝试。
从电力市场建设的角度来缓解缺电局面，华南理工大学电力经济与电力市场研究所教授陈皓勇的观点是：完善市场环境下的分时电价机制，通过峰谷电价的价格信号来引导用户合理用电，达到削峰填谷、平衡负荷的目的。事实上，在我国多个省份的夏冬用电高峰，这一举措已经发挥了作用。
我国江西省所处的纬度与得州相近，同样存在煤电建设滞后、跨省跨区通道输送能力不足的情况，未来全省电力供需形势趋紧。去年电网度夏期间，江西电网最大受、送电能力分别仅为260万千瓦和160万千瓦，高峰期存在200万千瓦的电力缺口。江西的解决办法是，探索建立分时段电力市场化交易。简单来说，就是把一份电量按照尖峰、高峰、平段、低谷等不同时段分成几份，分别组织开展交易结算，利用电价“杠杆作用”缓解供需紧张局面，有效应对电力缺口。未来，雅中—江西等在建重点输电通道的投运，将为更多外电入赣创造条件，奠定更大规模电力交易的基础。
清洁发展和可靠供电，必须兼顾
在得州，风电是仅次于天然气发电的第二大电源。风力强盛的夏天，得州风电甚至可供给60%左右的电量。习惯了暖冬的得州似乎并没有预料到可能出现的极寒天气。风电机组缺乏防冻处理，寒潮导致风机叶片结冰，约4000万千瓦机组“掉了链子”，风力发电占比从42%骤降至8%。这也是得州停电的重要原因之一。
看看近年来国外发生的多起大范围停电事故，很多都与新能源接入直接相关。比如2016年和2017年的南澳大停电，2019年的英国大停电以及去年的美国加州大停电，都是由于高比例新能源短时出力下降，系统备用容量不足，从而导致电力供应短缺的。
从世界范围看，在能源清洁低碳转型的大舞台上，新能源已经唱起了主角。而大规模、高比例新能源接入与电网安全稳定运行之间的“矛盾”，已成为共性问题。
不同的是，西方发达国家已经走过了高速发展阶段，在电力需求饱和后再开启清洁低碳转型，重点是调整能源电力供应结构，通过提升可再生能源占比来实现清洁发展。而我国则要在满足未来能源消费需求增长的同时，一体推动能源电力转型升级。这意味着必须统筹兼顾“保增长”和“调结构”的双重要求，清洁发展与安全保供，两手都要抓、两手都要硬。
眼下，不只是新能源发电，新能源汽车、分布式能源、储能等越来越多的“新伙伴”接入了电力系统。而且，用电需求出现了冬、夏两个高峰，且峰谷差不断拉大，北方冬季高峰负荷接近或赶超夏季。当“伙伴”更多样化，社会需求更大，安全保供难度也随之加大。
我国的电网发展始终立足国情。解决思路一是增强“托底能力”，优化电源结构，统筹推进各类电源有序发展，在大力发展新能源的同时合理发展常规电源，充分发挥常规电源保安全、稳供应的“压舱石”作用;二是增强“救援能力”，加强大电网电力互济互供，建设畅通的电力外送“高速公路”，完善多种能源的联合调度;三是增强“防御能力”，提高运行控制技术以及并网运行安全防控水平，优化大电网安全防御体系。
安全保供，也给电网智慧化提出了更高要求。正如中国工程院院士、全球能源互联网研究院院长汤广福所说，随着能源转型的发展，电网的智能化控制水平需要大幅度提升，必须开展基础性支撑技术的研发，开发更多的新器件、新装备。打造“更聪明”的电网，不仅是清洁发展与安全保供的现实需要，也是在复杂形势中抢占先机、赢得未来的必然要求。国家电网已将更多目光投向了“智慧赋能”，新技术、新产业、新业态、新模式正在衍生、延展，也将为电网安全可持续发展注入新的能量。
得州电力危机的深层原因剖析
实际上，2021年得州电力危机并非简单由“上天”决定的小概率事件。深入剖析得州能源电力发展历史，可以认为，造成其电力危机的深层原因，根植于得州能源电力领导与监管体制缺陷、得州电力市场建设方向偏差、得州能源系统应对气候变化认识与准备不足等3个方面。
一是得州能源电力领导与监管体制存在缺陷，弱政府导致应对公共危机能力低下。美国联邦能源监管部门对得州能源电力系统没有强制性权威。1935年，美联邦能源法案授权联邦政府管理跨州电力业务，得州电力企业为保持高度独立，投票拒绝外部电力接入，以确保本州电力领域始终不受联邦管理。从那时候起，得州电力领域便成为联邦能源监管的“法外之地”。得州政府和立法机关对能源电力领域的领导监管较弱。ERCOT高管由得州公共事业委员会(PUC)任命，活动受得州立法机关和PUC监督。而现代电力系统的运行与管理恰恰需要高度复杂的专业知识和跨领域协调行动，这意味着得州对电力领域的有效监管较弱，并且在事实上将该职能转嫁到了ERCOT身上。然而依照相关法案，ERCOT又与电厂、电力客户基于电力交易的相关法律而处于完全平等地位，相互之间无权干涉。得州这种能源电力领域高度市场化的状态，实际上造成了能源电力行业极为突出的“强市场弱政府乃至无政府”格局，有效的必要的行业监管缺失，成为得州电力系统无法有效应对危机的根本原因。
回顾近年来的发展历程，作为美国第二大经济体和能源生产基地，得州无论是在迎峰度夏还是低温过冬时期均多次发生规模各异的电力危机，在2011年2月1日至4日更是经历了与本次电力危机近乎完全相同的断电事故。那次事故之后，美国FERC和NERC联合对得州电气系统进行了系统调查，并公布了长达357页的调查报告，分别针对得州电力和天然气系统提出了完善立法、增加监管部门权限、加大投资、优化设计、提高各细分部门应对极寒天气工作标准、确认并强化关键能源装备防寒强度、提升低温条件下能源系统韧性、加强应急恢复能力建设等32条具体建议7。然而受限于美国联邦政府与州政府之间的权责体制，FERC和NERC的建议对得州并不具备强制性，得州在此后也从未认真地执行该建议;受限于党派政治和能源企业利益团体干扰，得州立法机关和PUC也无法就强化能源领导与监管问题实现真正有效的立法完善和领导改进;得州相关能源企业则主要基于投入产出的利益考虑，极少选择增加大量投资强化系统韧性，以应对十数年才可能出现的小概率性风险;肩负着电力系统实际监管与运行管理职能的ERCOT，在没有获得立法授权条件下，依旧只是一个企业联合会性质的非营利组织，并随着近年来新能源的大发展而将工作重点转向促进风电等新能源消纳方面，严重忽略了对电力系统韧性的提升。本次危机发生后，ERCOT只能根据法律赋予的权限在极其有限的范围内尽可能消解供需矛盾。这就使得该州应对电力危机更像是ERCOT一个机构的事情，而非调动整个能源电力系统共克时艰，这也决定了得州电力危机的严重社会后果以及历史反复。
二是得州能源电力市场建设忽视了能源电力行业的公共事业属性，片面强调唯自由市场，在危机状态下只能依靠市场自救，加剧了停电的级联后果持续恶化。能源电力系统具有公共事业与商品双重属性，建设能源电力市场，不能简单依照自由市场的逻辑，实行“市场原教旨主义”。美国是全球最标榜市场自由主义的国家，得州又是全美在能源电力领域实行市场化运作程度最高的地区，恪守经济自由主义的小政府、大市场，以此为能源电力市场建设的基本方向和应对能源公共危机的指导思想。考察得州近年来频频发生的电力危机，可以发现，得州政府和立法机关高度信赖能源电力领域各类市场主体在危机状态中基于微观利益算计的主观能动性，信仰市场自发的调节可以带来整个系统的利益最大化。然而交易双方信息不对称、恐慌等非理性因素的大量存在等问题，使市场作为最佳资源调配器的作用时常失灵，整个系统反而会因为各类主体的局部理性而趋于混乱。同时，公用事业属性决定了政府调控必须在能源电力行业发展中保持必要的作用，以完善和修复市场的天然缺陷。这才是能源电力行业市场化发展的科学方向。
本次危机中，天然气生产厂商和各类发电企业在2月10日第一次寒潮来临之际，就已经开始基于低温下设备无法启停的考虑而陆续采取主动关停措施;到2月14日关停潮达到顶峰。原本在寒潮来临前就已经处于停机检修状态的机组，也缺乏主动恢复启动的主客观动力，由此形成第一重短缺。据得州公开媒体报道，市民为应对极寒天气而快速加大电能消耗，由此形成第二重短缺。随着EEA3状态的延续，局部地区和局部领域的断电造成其他领域运转的中断，关键能源电力装备无法启动，应急通讯指挥体系出现中断，使得能源电力系统雪上加霜，由此造成第三重短缺。在有序限电过程中，大商业和工业用户而非普通民众被列为重点保供对象，人为推高受灾人口数量，由此造成第四重短缺。上述一切现象，都是危机状态下各类市场主体基于狭隘理性算计而采取维护个体利益、无视社会整体利益、最终导致整个系统趋于紊乱的直接表现。此次危机再一次证明，单纯依靠市场力量不仅无法有力应对重大公共危机，而且无法建设更高水平的能源电力市场。
三是得州政府、立法、能源等系统对气候变化的理解认识不足，能源基础设施应对极端天气状况的准备工作不足。近年来各类极端天气在全球各地屡屡出现，给当地经济社会造成极大损坏。2020年8月，加州等美国西部地区因为极热天气和频繁山火导致大范围停电;2018年以来，得州电网夏季用电负荷屡屡因为高温而再创新高，不断接近载荷极限。正如联合国秘书长古特雷斯在最近新闻发布会中提到，无论是极寒、极热，还是飓风、干旱、洪涝，这些越来越频繁的极端天气都是全球气候变化的重要征兆。这些变化给经济社会造成的系统性影响亟需全面评估，而建设更具韧性的能源系统，是积极应对那些不良影响的必要举措之一。美国总统拜登在竞选承诺中提出要在美国建设更加具备极端气候条件适应性的国家基础设施系统，并已签署了相关的总统行政命令。但距离真正开工建设，仍需复杂的程序和漫长的时间。尤其是在建设韧性能源基础设施问题上，联邦法令并不能直接作用于得州内部。作为美国能源基地，得州内部传统能源与新能源规模均极为显著，在选择能源转型路径、应对气候变化问题上存在尖锐的利益与政治纷争。同时，为应对气候变化而大力发展的可再生能源，尤其是风电、太阳能等，均严重依赖天气条件，对电力系统尤其是电网的韧性、弹性、可靠性提出了更高的要求。但目前这些都尚未在得州形成基本共识。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202104/14/337233.html
