美国加州电网败给了谁？

不到一年的时间，加州电网又出事了。

8月14日，加州200多万人遭遇“意外”停电，原因是高温导致的电网压力过大，供电不足。临时停电措施让人们措手不及。加州州长加文·纽森对这次涉及百万人口的停电举措感到不满，并计划开展审查。

而这只是一切的开始。

接下来，加州电网公司发布预警，在17日，330万家庭可能会遭到断电。虽然预计的大规模停电并没有发生，但加州电网相关部门仍未终止高温预警。面对持续的高温天气，加州居民仍要继续做好断电准备。同时，受到高温影响，美国西部的电价持续飙升，部分地区超过1美元1度电。再加上近期持续蔓延的山火威胁，加州电网困局连连。一系列“失误”让加州电网身陷舆论漩涡。

和去年加州大火导致的大范围停电不同，这次停电让人们将目光转向加州电网的另一问题——清洁能源。

看似美好的清洁能源是怎么成为一个问题的呢？

“绿电”美好愿景与现实电网压力

加州对稳定的能源供给有着相当高的需求，也是能源转型的坚定执行者。但在发展清洁能源的同时，加州电网也面临着巨大压力。

2018年，时任加州州长的杰里·布朗签署了一项法案，提出到2045年加州将实现电力100%由清洁能源供应，完全抛弃煤电等传统化石能源发电方式。这项举措曾经为当地人带来一个美好愿景——一个绿色与清洁的未来。2019 年，加州太阳能光伏和太阳能热电厂的发电量已经占到了加州州内发电产品的 14.2%。

随着天然气和其他化石能源在加州的占有比例逐渐减少，清洁能源在电力中的占比越来越高，加州似乎达到了它想要的“美好”成果。

然而，这一切都有代价。

加州电网早就发现了大规模依赖清洁能源的弊端——不稳定。

本次执行大规模轮流停电的加州电网运营商——加州独立系统运营商（CAISO）承担加州80％的电力运营。该企业早年就针对可再生能源发电提出了“鸭子曲线”图。该曲线证明，光伏发电导致的波动会影响电网调控能力，在没有充足的阳光时，还需以其他发电方式来弥补。

“鸭子曲线” 来源：IEA

CAISO的一份报告显示，在低负荷和高可再生的能源发电时期，将有高达60%的能源生产来自替代传统能源生产的可再生能源。在这种情况下，电网可能无法应对由于传统输、发电导致的频率下降。之所以会出现这种情况，是因为当前的情况并不要求可再生发电机具备自动频率响应功能，并且必须以全功率运行。如果没有这种自动功能，当发电或者输电中断时，系统将越来越多地受到停电的影响。

由于依赖大规模清洁能源而产生了供需缺口，加州电网严重依赖从该州其他公用事业公司以及附近各州进口的电力，再加之天气变化无常，加州电网无论在输电侧还是发电侧都面临着不小的压力。

解决新能源不稳定问题的办法，加州电网也不是没想过。

就在8月大面积轮流停电发生的前一个月，加州的另一家大型电网企业PG&E与特斯拉联手建设世界上最大的电池存储设施，以作为天然气“峰值”发电厂的替代品，利用储存的多余太阳能或风能来支持电网的峰值负荷。

电池储能的确可以稍缓燃眉之急。2017年，特斯拉在南澳大利亚州的Hornsdale建造锂离子电池储能项目，不仅让澳洲电网变得更加稳定，还深刻影响着澳大利亚的能源发展格局。但加州建设储能的措施要奏效显然尚需时间。

不幸的是，除了技术上的问题，加州电网还面临来自成本的压力。

谁来为加州清洁能源转型买单？

加州电网困境还在于将“清洁”作为单一目标，而忽视了成本效益。

加州追求清洁能源的速度与能源转型产生的收益并不相匹配，无论是客户还是电网公司都要为能源转型计划支付更多的成本。实现100%清洁能源的目标将需要公用事业公司花费数百亿美元购买新的高压输电线路，而该州的公用事业也必须有数十亿美元来更新电力分销系统。那么，巨额成本将由谁来分摊？

美国各州电力价格，来源：eia

看看加州电价，结果不言而喻。加州的电价一直处于全美较高位置。

为了应对高昂的电价，居民也倾向于在自家住房加装太阳能板。2018年，加州再次出台法案，要求新建住房必须安装太阳能设备，并从2020年年初开始执行。与此同时，特斯拉等“新玩家”们也开始谋篇布局，一方面加大储能领域规模，一方面推出低价太阳能设备。但同样，这些政策也都非短期内所能奏效。

高昂的电价让客户、竞争者纷纷亮出“底牌”，加之政策因素，未来加州电网的压力可不小。

未来，谁又会是能源市场的新玩家，加州会继续走原来的老路吗？

民生与公用事业息息相关。笔者认为，新形势下，加州电网“多病齐发”，究其本质还在于电网不够坚强、智能，而民用电价格又过高。

玩转绿电，民生要保障，技术是基础

“治国有常，利民为本”。

绿电这件事，在我国也是持续升温，但并没有出现类似美国加州的情况。

近十几年来，我国新能源发展迅猛，早在2017年年底，我国风电、光伏发电新增装机和累计装机规模均位居世界第一，但大电网保持了安全稳定运行，拉闸限电渐行渐远，供电可靠性日益提升，而且电价维持了相对较低的水平。

“人民电业为人民”是我国电网企业坚持的宗旨。我国的电网企业积极履行社会责任，极为重视普遍服务和民生用电。

我国不仅在2015年年底就实现了全国户户通电，而且，在此后的几年内，不断升级改造农网，实施大电网延伸工程，让很多偏远地区的居民用上了稳定可靠的电力。比如，今年6月底，国家电网有限公司经营区域内“三区三州”深度贫困地区电网建设任务全面完成。工程惠及四川、甘肃、青海、新疆、西藏5省（自治区）198个贫困县443万户1777万居民，推动贫困地区实现从“用上电”到“用好电”的转变。

另外，我国连续三年降低工商业电价10%，大幅减轻了用电企业的负担。这种主动让利行为，在国外是难以想象的。

我国在新能源装机迅猛增长的情况下，保持电网稳定，电网企业做了充足的技术储备。

早在2012年，我国就建成投运了世界上规模最大的集风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体的新能源综合性示范项目——国家风光储输示范工程，在8年多的运营实践中取得多项重要成果。这也为新能源并网做了一定的技术储备。

今年6月末，世界首个柔性直流电网工程——±500千伏张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程竣工投产，将助力北京冬奥场馆实现奥运史上首次100%“绿电”。 众所周知， 柔性直流电网是破解新能源大规模并网消纳难题的“金钥匙”。

单就一个省的“绿电”实践来说，我国也一直稳步推进，处于世界领先地位。青海是目前我国新能源装机占比最高、集中式光伏占比最高的省份。2017年至2019年，国家电网在青海连续三年开展绿电7日、9日、15日活动，刷新并保持着全清洁能源供电的世界纪录。今年，“绿电三江源”百日系列活动中，青海电网圆满完成7月份连续31天全省“绿电”，再创世界纪录。

回到本文开头，不难得出得出结论：美好的愿景一定要有可靠的实现路径，否则就可能误入歧途，甚至南辕北辙。发展清洁能源是大势所趋，但一方面要有可靠的物质基础——坚强电网，还要有充分的技术储备，最终，还不能忘记公用事业企业的社会责任，不能完全让终端客户承担清洁能源发展的成本。

部分资料来源：

[1] The California Duck Curve. IEA

[2] What the duck curve tells us about managing a green grid. www. caiso.com

[3] Robert Bryce. Blackout expose perils and costs of California’s ‘Electricity Everything’ Push. Forbes.

[4] State electricity profiles. U.S. Energy Information Administration.

[5] California Solar Energy Statistics and data. California Energy Commission.