發(fa)生(sheng)新(xin)冠肺炎疫情以(yi)(yi)來(lai),數以(yi)(yi)百萬計的(de)(de)人被限制在自己的(de)(de)家中,他們(men)依(yi)靠(kao)遠程辦公(gong)來(lai)完成(cheng)工作,使(shi)用電商平臺進行購(gou)物,使(shi)用視(shi)頻(pin)網站尋找娛樂。然而,可(ke)靠(kao)的(de)(de)電力(li)供應是這些所有服務的(de)(de)基礎,電力(li)還為更多生(sheng)活中必不可(ke)少的(de)(de)設(she)備如(ru)冰箱(xiang)、洗衣(yi)機(ji)和燈(deng)泡的(de)(de)正常使(shi)用提供保證。
在(zai)許多(duo)國家和地(di)區,電力(li)對(dui)于(yu)治療(liao)(liao)數量(liang)急速(su)增長(chang)的需要在(zai)醫院中(zhong)使(shi)用(yong)呼吸機和其他醫療(liao)(liao)設備的病人(ren)至關(guan)重要。在(zai)這種動蕩不安、瞬(shun)息萬變的形勢下,電力(li)還(huan)可以(yi)保障(zhang)政府與公民之間,醫生與患者之間及時(shi)的信息交流(liu)。
新(xin)冠肺炎危(wei)機不僅使(shi)我(wo)們(men)意(yi)識(shi)到了(le)電(dian)力在(zai)生活中不可或缺的(de)(de)作用,還提(ti)供(gong)了(le)電(dian)力如何在(zai)未來(lai)幾十(shi)年發展的(de)(de)啟發。
今(jin)日,我(wo)們正處于(yu)這樣一個社會(hui),它越(yue)來越(yue)依賴(lai)數字技(ji)術來維持(chi)日常生(sheng)活,能源消費逐漸(jian)向電力消費傾斜(xie)。在這種(zhong)情況(kuang)下,確保供電安全是社會(hui)繁榮與穩定(ding)的基(ji)礎(chu),也需要政府采取更多行(xing)動。
電力需求下降了約15%
在大(da)多(duo)數因為(wei)新冠肺炎(yan)病(bing)毒(du)而采(cai)取嚴格隔離措施的(de)(de)經濟體中(zhong),據目(mu)前統計到的(de)(de)數據,電力(li)需求下降了約(yue)15%,這主(zhu)要是由于工(gong)廠和(he)(he)企業停止運(yun)營所導致的(de)(de)。其中(zhong)一些經濟體,如(ru)西班牙(ya)和(he)(he)美國(guo)加利福尼(ni)亞(ya)州,是世界上風能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)發電份(fen)(fen)額最高的(de)(de)經濟體之(zhi)一。如(ru)果電力(li)需求迅速(su)下降,而天(tian)氣條件保持不變,風能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)等(deng)可再(zai)生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)份(fen)(fen)額可能(neng)(neng)(neng)會比(bi)正常(chang)情況下更(geng)高。
通過這(zhe)種方式(shi),最近電力需求的下降將一些(xie)(xie)電力系(xi)統快速推進到了10年后的未來(lai),突然(ran)之間擁(yong)有(you)了原本不會擁(yong)有(you)的風能(neng)和太(tai)陽能(neng)水平。這(zhe)對我(wo)們理解(jie)更清(qing)潔的電力系(xi)統來(lai)說(shuo)是一個重要(yao)的時刻,政策制定者和監(jian)管機構需要(yao)進行一些(xie)(xie)實操挑戰(zhan)以確保電力安(an)全。
引人注目的停電經常發生在電力需求低迷時期
在電(dian)(dian)力需求較(jiao)弱的情況下,發電(dian)(dian)能力會顯得格外富裕。然(ran)而,電(dian)(dian)力系統運營商必須不斷地(di)實時平衡需求和供(gong)應。人(ren)們通(tong)常認(ren)為停(ting)電(dian)(dian)是在供(gong)不應求的情況下發生的,但事實上,最近一(yi)些最引人(ren)注目的停(ting)電(dian)(dian)發生在電(dian)(dian)力需求低迷的時期。
當來自風能(neng)(neng)和太陽能(neng)(neng)的電力滿足了(le)大部分(fen)需求時(shi),系統(tong)需要保持靈活性,以便在供應(ying)模式改變時(shi)迅速(su)增加其他發電來源。有(you)時(shi)候,在某一特定時(shi)刻風能(neng)(neng)和太陽能(neng)(neng)所(suo)占份額非(fei)常(chang)高,這也(ye)使得(de)維(wei)護電網穩定性更(geng)具挑戰性。
系統運營商已經研(yan)究出應對(dui)這(zhe)些挑戰的(de)方法,但是(shi)非(fei)常規的(de)事態發展,比(bi)如新冠(guan)肺炎全球大流行期間整(zheng)個國家進行封鎖,還是(shi)為他(ta)們創造了(le)新的(de)考驗(yan)。比(bi)如,歐洲大部(bu)分地區(qu)工業和商業活動突然放緩,減少了(le)對(dui)電(dian)(dian)力(li)的(de)需求,但同時也使電(dian)(dian)力(li)系統失去(qu)了(le)保持靈活性(xing)的(de)關鍵來源。在正常情況下(xia),工廠等大型用(yong)電(dian)(dian)客戶可以調整(zheng)其用(yong)電(dian)(dian)量,以幫(bang)助維持系統平衡,但這(zhe)種選擇在今天(tian)很難實(shi)現(xian)。這(zhe)凸顯(xian)出需要(yao)決策(ce)者(zhe)仔(zi)細評估極端情況下(xia)靈活性(xing)資源的(de)潛在可獲(huo)得性(xing)。
需要獎勵對電力安全做出貢獻的不同電力來源
盡管諸(zhu)如(ru)電池儲能電站之類(lei)具有短(duan)期靈活性的新形式(shi)正在(zai)興起,但大多數電力系統(tong)依靠可(ke)在(zai)短(duan)時間內迅速增加或減少發(fa)電量的天(tian)然氣發(fa)電廠來(lai)提供靈活性,這也凸顯出天(tian)然氣在(zai)清潔能源(yuan)轉型中的關鍵(jian)作用。
如(ru)今,大(da)多數天然(ran)氣(qi)發電(dian)(dian)廠如(ru)果只(zhi)是(shi)不(bu)時(shi)地(di)用來(lai)幫助系統適應需(xu)求的(de)變化就會毫(hao)無疑問(wen)地(di)面(mian)臨虧損(sun)。當前(qian),新冠肺炎危機期間(jian)較低的(de)電(dian)(dian)力(li)需(xu)求水平增加了這種(zhong)壓力(li)。作為(wei)經常被遺忘(wang)的(de)發電(dian)(dian)主力(li),水力(li)發電(dian)(dian)仍(reng)然(ran)是(shi)保持靈活性的(de)重要來(lai)源(yuan)。不(bu)少國(guo)家依(yi)然(ran)作為(wei)一(yi)種(zhong)選項保留的(de)產(chan)能穩固的(de)核電(dian)(dian)是(shi)確保電(dian)(dian)力(li)安(an)(an)全供應的(de)關鍵因素。政策制定者需(xu)要獎勵對電(dian)(dian)力(li)安(an)(an)全做出貢獻的(de)不(bu)同(tong)電(dian)(dian)力(li)來(lai)源(yuan),這可(ke)以(yi)使(shi)他們建立可(ke)行的(de)商業(ye)模式。
電(dian)(dian)網(wang)(wang)是當今(jin)電(dian)(dian)力系(xi)統的支(zhi)柱,在(zai)清潔能(neng)源轉型中(zhong)變(bian)得(de)更加重要。大(da)(da)多數風(feng)電(dian)(dian)場(chang)和太陽能(neng)發電(dian)(dian)場(chang)以及所有靈活(huo)的發電(dian)(dian)廠都連(lian)接到了(le)主電(dian)(dian)網(wang)(wang)。在(zai)歐洲(zhou)和北美(mei),這(zhe)些(xie)電(dian)(dian)網(wang)(wang)都依賴老化的傳輸(shu)線(xian)將電(dian)(dian)力輸(shu)送到不同的地區(qu)。未來幾年(nian),對這(zhe)些(xie)輸(shu)電(dian)(dian)網(wang)(wang)絡的重大(da)(da)投資(zi)將至關(guan)重要。
風(feng)能(neng)(neng)和太陽(yang)能(neng)(neng)也(ye)可以提(ti)供靈活性(xing),電(dian)力(li)系統將越來越依賴(lai)它們來做到這一(yi)點。當深夜(ye)需求下降(jiang)時(shi),風(feng)力(li)發電(dian)可以逐漸降(jiang)低。當太陽(yang)能(neng)(neng)供過(guo)于求時(shi),可以在中午(wu)關(guan)閉(bi)一(yi)些太陽(yang)能(neng)(neng)發電(dian)。假以時(shi)日,來自可再生能(neng)(neng)源的發電(dian)可能(neng)(neng)不再是(shi)簡單地(di)跟隨天氣變化,而是(shi)必(bi)須以智(zhi)能(neng)(neng)的方(fang)式進(jin)行管理,以降(jiang)低成本并提(ti)高電(dian)力(li)安全。
確保電力系統擁有足夠的人力資源
值得慶幸(xing)的是,大多(duo)數有嚴格隔(ge)離政策(ce)地區的電網到目前為(wei)止(zhi)都避免了受極端(duan)天氣的影(ying)響。如果在加利(li)福尼(ni)亞,去年的火(huo)災與今年的隔(ge)離措施碰在一起(qi),后果將不堪設想(xiang)。
電網(wang)比(bi)管道更容易(yi)受到極端天(tian)氣的(de)(de)影響,這對(dui)正在規(gui)劃(hua)日(ri)益數(shu)字化的(de)(de)能源系統的(de)(de)政策制(zhi)定者來說,是一個(ge)至關重要的(de)(de)考慮(lv)因(yin)素。他們的(de)(de)長期目標是通過投資地(di)下電纜(lan)和分散存儲,以及設計(ji)對(dui)颶風(feng)和洪水等(deng)緊急情(qing)況有彈(dan)性的(de)(de)電網(wang)布(bu)局,使(shi)電網(wang)變(bian)得更加堅固。
盡管在(zai)電(dian)力系(xi)統(tong)中越(yue)來越(yue)多地使用數字技(ji)術,但新(xin)冠肺炎危(wei)機也提醒(xing)著(zhu)我們熟練作業(ye)員的重要(yao)(yao)(yao)作用。電(dian)網(wang)(wang)維(wei)護和維(wei)修是(shi)勞動(dong)密集型工(gong)作,必須(xu)由工(gong)人(ren)和工(gong)程師(shi)現場(chang)完成。在(zai)大多數國家,政府已經免除了(le)電(dian)網(wang)(wang)維(wei)修團隊(dui)的隔離。電(dian)網(wang)(wang)企(qi)業(ye)需要(yao)(yao)(yao)確保員工(gong)在(zai)執行關鍵(jian)工(gong)作時的安全。當前新(xin)冠肺炎危(wei)機的一(yi)個關鍵(jian)教(jiao)訓是(shi),要(yao)(yao)(yao)確保電(dian)力系(xi)統(tong)不僅擁有(you)足(zu)夠的實物資(zi)(zi)產,還要(yao)(yao)(yao)擁有(you)足(zu)夠的人(ren)力資(zi)(zi)源(yuan)。
建設網絡防御系統
電(dian)網企(qi)業正在日益數字化,這(zhe)為提高(gao)電(dian)網系統的(de)效率和(he)靈活(huo)性(xing)帶來了新的(de)機遇(yu)。然而,這(zhe)也(ye)使電(dian)網更容易受到(dao)網絡攻擊。政(zheng)策(ce)制定者需要將網絡安全(quan)放在電(dian)力系統管理和(he)運(yun)營的(de)核(he)心位置,而不是將其(qi)視為一(yi)個附加部(bu)門。
如今,電(dian)力生產不再僅僅屬于(yu)大型公用事(shi)業(ye)。工廠、家庭和企業(ye)都可以在(zai)屋頂和空地上安裝太陽能(neng)電(dian)池板。數字技術使這些小型用戶也(ye)能(neng)夠(gou)將他(ta)們的(de)光伏發電(dian)的(de)過剩(sheng)電(dian)力出售給(gei)更廣泛的(de)電(dian)網(wang)。然而他(ta)們中的(de)許多人可能(neng)沒有專業(ye)的(de)網(wang)絡安全(quan)管(guan)理(li)工具(ju)來管(guan)理(li)迷你太陽能(neng)發電(dian)場。這就要求(qiu)要制定最(zui)低(di)標準(zhun)來確保軟件、設備和服務提(ti)供商安全(quan)運作。
現在的(de)新(xin)冠(guan)肺炎危機凸顯了電力基礎(chu)設施和(he)技(ji)術的(de)關鍵價值,它們(men)是(shi)應對危機的(de)基礎(chu)。此外,新(xin)冠(guan)肺炎危機還(huan)揭(jie)示(shi)了一些(xie)關于(yu)電力行(xing)業未來的(de)重(zhong)要(yao)見解,啟發了政策制(zhi)定者(zhe)需要(yao)做些(xie)什(shen)么(me),以確保在清(qing)潔(jie)能源技(ji)術越來越崛起的(de)同時(shi)保持安全可靠。
各(ge)國政府(fu)關注(zhu)迫在眉睫(jie)的公共衛生(sheng)緊(jin)急情況(kuang)是正確的,但在市場極度波動的當下(xia),他們(men)也必須保(bao)持對電力安(an)全的警惕,保(bao)護(hu)這(zhe)些(xie)重要資產。在這(zhe)個非常時期(qi),我們(men)可(ke)以(yi)沒有很(hen)多(duo)東西,但我們(men)不(bu)能(neng)沒有電力。