美國得克薩斯州不久前經歷的一場大停電事故,在國內所引起的關注和震動,至今仍在持續。
導致大停電的原因非常明確,在少有的極寒天氣下,對氣候條件敏感的可再生能源發電出力大幅下降,而具有靈活性的天然氣發電因管道冰堵而變得“無米下鍋”,供應銳減,而需求端卻因天氣寒冷增加了用電量,最終導致電力供應出現嚴重短缺,電價飛漲。
在這場電力供應危機中,占得州裝機總量將近35%的風電和光伏裝機成為了業界擔心的焦點。由于風光發電的間歇性和受環境影響較大,人們有理由擔心,碳中和背景下,未來更高比例的可再生能源接入電網后,電力的安全供應還能否得到足夠的保障。
業界的擔心并非沒有依據。風電光伏作為波動性電源,只能提供電量,無法參與電力平衡。隨著新能源裝機比例的增加,提供穩定出力電源的比例就會下降,尤其是煤電機組的比例的不斷減少,就可能造成“極寒無風”等極端天氣下,電力供應出現較大的缺口。
這里就引出了電力領域的一個不可能三角:在電力安全供應、新能源裝機比例增加和火電裝機比例減少這三個目標中,任何一個目標方向的優化,都意味著其他方向的惡化。換句話說,就是在電力行業,不可能同時滿足電力安全供應、新能源裝機增加和火電裝機減少這三個目標。因此,為了保證電力的安全供應,必須犧牲新能源裝機增加或火電裝機減少兩個目標中的其中一個。
而在全球減碳的背景下,想要犧牲新能源裝機增加這個目標,無疑存在較大的道德風險。因此,面對新能源接入的越來越多,就需要配備與相適應規模的火電裝機或儲能設施,否則,在極端條件下,就很難確保電力的安全供應。
當然,這并非否定風光發電的價值,更不是為坊間議論的“綠色能源失敗”論提供佐證。就如本期封面文章中所言,“盡管此次事故的確暴露了高比例新能源系統在抵御極端氣候條件方面的天然缺陷,但由此產生抵制清潔能源發展的想法實為因噎廢食。近些年極端氣候現象頻發,恰說明全球應對氣候變化的緊迫性。”
清潔能源與火電本是相輔相成的,隨著清潔能源接入越來越多,就需要足夠的調峰電源,而火電恰恰有較好的條件充當這個角色,只是它的身份逐步由主力變為替補。
毫無疑問,角色轉換后的火電,上場的時間就會非常有限,因此,輔助服務和補償機制自然就變得非常重要。只有讓關鍵時候能夠發揮作用的火電得到合理的補償,才能確保高比例可再生能源的接入下,電力安全得到應有的保障。