我们的电网正面临严峻挑战,有关能源短缺和可能停电的警告越来越多。根据政府的说法,我们可以“有理由相信”灯会在今年冬天一直亮着,但我们“不能排除”未来几年爱尔兰停电的可能性。
但究竟什么是停电,为什么会发生停电?我们可以从其他经历过大停电的国家学到什么?为什么在爱尔兰这个世界上最发达的国家之一,我们会在今年冬天面临停电的真正可能性?
来自 RTÉ Radio 1 的 Morning Ireland,来自 UCC 的 MaREI 研究中心的 Brian O Gallachoir 关于为什么爱尔兰的电网在今年冬天面临更大的停电前景
停电是最严重的停电形式,是一种电网故障,导致大片区域完全断电。停电不同于暴风雨期间可能发生的局部停电,当时大风吹倒了您家附近的电线杆,而维修人员会赶来修复损坏。在这些情况下,停电仅限于整个电网的一小部分(尽管如果您丢失了冰箱中的物品,这可能不会带来多大的安慰)。
然而,大规模停电是电网运营商的噩梦。这是一组级联故障,导致电网无法为其用户供电,使整个区域陷入黑暗。国家电网运营商(爱尔兰的Eirgrid)负责管理构成我们输电基础设施的大量组件,并确保电力供应始终满足需求。
将电力供应与需求相匹配可将电网频率(电网中交流电改变方向的速率)保持在 50hz。这使得发电机(在发电厂中为我们发电的大型机器)能够在整个电网中一致旋转,从而保持整个系统同步和稳定。
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通常,停电始于计划外事件,例如大型发电厂或输电线路中的组件故障,出于安全原因,该事件从电网“跳闸”或断开连接。这会造成供需突然不匹配,以及系统频率的瞬时下降。如果电网运营商无法在几秒钟内纠正这种频率下降,则存在一系列连锁故障的风险,其中电网变得不稳定并出现故障,或者换句话说,停电。
最臭名昭著的例子可能是2003 年的东北大停电,北美有超过 5000 万人断电长达两天,至少有 11 人丧生,经济损失估计为 64 亿美元。这次停电影响了包括纽约在内的主要城市,导致曼哈顿金融区和该市的地铁系统完全关闭。其他最近的例子包括2019 年英国停电和2021 年德克萨斯冬季停电。
电网运营商通过在系统中构建冗余、以发电厂和传输基础设施的形式提供额外容量来防止重大电网事件,即使发生故障,电网也能继续运行。但是,不可能使任何系统 100% 可靠。在确保供电可靠性与维护和运营电网所需的投资额之间存在工程权衡。爱尔兰的电力系统是一个岛屿电网,根据定义,与瑞士相比,它更容易受到大型电网事件的影响,瑞士与较大的邻国的电网高度互联,如果发生重大故障,可以弥补这一不足。
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在爱尔兰,现在人们对未来几年停电的前景感到相当焦虑。我们的电网面临一场完美风暴:旧电厂退役、现有电厂持续存在技术问题、电力需求增加(主要由新的数据中心连接驱动)以及低风期缺乏备用发电。
许多发达国家也有类似的担忧,因为它们淘汰了旧发电厂,转而使用风能和太阳能等可变可再生能源。可再生发电机在电力市场上处于优先地位(只要资源可用,就允许风力发电进入爱尔兰的电网),这意味着传统发电机,例如燃气发电厂,现在具有备用作用。它们提供“容量”,或在需要时增加发电量的能力,填补风力供应期之间的空白。这可能难以激励对燃气备用发电的投资,因为此类发电机的未来收入来源变得更加不确定。
在爱尔兰,最有可能的情况是我们将在接下来的几个冬天里糊里糊涂,以牺牲我们的排放目标为代价推迟旧化石燃料发电厂的退役。虽然我们将面临更高的停电风险,但如果发生重大危机,我们应该能够避免全面停电。这要归功于现代电网监控和保护技术,例如紧急减载,其中选定的客户组断开连接以保存系统的其余部分。
来自 RTÉ One's Nine News 的 Eirgrid 警告电力供应短缺
从长远来看,该解决方案将更多地在需求侧管理电网,并鼓励大小电力用户根据可再生能源的可用性灵活调整能源需求。与其他国家电网和新能源存储技术的更大互连将发挥重要作用,微型发电和能源社区的更广泛实施也将发挥重要作用。
然而,没有灵丹妙药、没有单一的技术或政策可以解决我们的电能问题。我们的能源系统庞大而复杂。为了向可持续的脱碳系统过渡,我们需要一系列得到行业、政府和公众支持的解决方案。与此同时,今年冬天在家里放一些备用蜡烛可能是个好主意,以防万一。