發生(sheng)新冠肺炎疫情以(yi)(yi)來,數以(yi)(yi)百萬計的人被限制(zhi)在自己的家(jia)中,他們依靠遠程辦公(gong)來完成工作,使(shi)用電商平臺(tai)進行購物,使(shi)用視頻網(wang)站尋找娛(yu)樂。然而(er),可(ke)靠的電力供(gong)應是這些所有服務(wu)的基礎,電力還為更多生(sheng)活中必不可(ke)少的設備如冰箱、洗衣機和(he)燈泡(pao)的正常使(shi)用提供(gong)保證。
在許多國家(jia)和(he)地區,電(dian)力對于治(zhi)療數(shu)量急速增長(chang)的(de)需要在醫(yi)院中(zhong)使用呼吸機和(he)其(qi)他醫(yi)療設備的(de)病(bing)人(ren)至關重要。在這種(zhong)動(dong)蕩不安、瞬息(xi)萬變的(de)形勢下,電(dian)力還可以保障政府(fu)與公民之間,醫(yi)生與患者之間及時(shi)的(de)信息(xi)交流(liu)。
新冠肺炎危機(ji)不僅使(shi)我們(men)意識到了(le)電力(li)在(zai)生(sheng)活中不可或缺的作用,還(huan)提供了(le)電力(li)如何(he)在(zai)未來幾十年發(fa)展的啟發(fa)。
今日,我們正處于這樣(yang)一個(ge)社會(hui),它(ta)越來越依(yi)賴(lai)數字技術來維持日常生活,能(neng)源消費逐漸向電力消費傾斜。在(zai)這種情況下,確保(bao)供電安全是社會(hui)繁榮與穩定的基礎(chu),也需要(yao)政府(fu)采(cai)取更多行動。
電力需求下降了約15%
在(zai)大多數因為(wei)新冠肺(fei)炎(yan)病(bing)毒(du)而采取嚴(yan)格隔(ge)離措(cuo)施的(de)(de)(de)經濟體中,據目前(qian)統計到(dao)的(de)(de)(de)數據,電力需(xu)求(qiu)下(xia)降了約15%,這主要是由于工(gong)廠和(he)(he)企業停止(zhi)運營所(suo)導(dao)致的(de)(de)(de)。其中一些經濟體,如(ru)西班牙和(he)(he)美國加利(li)福(fu)尼亞州,是世界上風(feng)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)太陽能(neng)(neng)(neng)發電份(fen)額(e)最高(gao)的(de)(de)(de)經濟體之一。如(ru)果電力需(xu)求(qiu)迅速下(xia)降,而天氣條件(jian)保(bao)持(chi)不變,風(feng)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)太陽能(neng)(neng)(neng)等可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源的(de)(de)(de)份(fen)額(e)可(ke)能(neng)(neng)(neng)會比正常情(qing)況下(xia)更高(gao)。
通過這種方式,最近電力(li)(li)需求的(de)(de)(de)下降將一(yi)些電力(li)(li)系統快速推(tui)進(jin)到了10年后(hou)的(de)(de)(de)未來,突然之間擁有了原本(ben)不會擁有的(de)(de)(de)風能和太(tai)陽能水(shui)平。這對我們理(li)解更(geng)清(qing)潔(jie)的(de)(de)(de)電力(li)(li)系統來說(shuo)是一(yi)個重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)時刻(ke),政策制(zhi)定者和監管機構需要(yao)(yao)進(jin)行一(yi)些實操(cao)挑戰(zhan)以確保電力(li)(li)安全(quan)。
引人注目的停電經常發生在電力需求低迷時期
在電(dian)力需求(qiu)較弱(ruo)的(de)情況(kuang)下,發電(dian)能力會顯(xian)得格(ge)外富裕。然而,電(dian)力系統運營商必須(xu)不斷地實時(shi)平衡需求(qiu)和供(gong)應。人們通常認為停(ting)電(dian)是在供(gong)不應求(qiu)的(de)情況(kuang)下發生的(de),但事(shi)實上,最近一(yi)些最引(yin)人注目的(de)停(ting)電(dian)發生在電(dian)力需求(qiu)低(di)迷的(de)時(shi)期(qi)。
當(dang)來自風能和太(tai)陽能的電(dian)(dian)力滿足了大部分需(xu)(xu)求時,系統(tong)需(xu)(xu)要保持(chi)靈(ling)活性,以便在供應(ying)模式(shi)改變時迅速(su)增加其他發電(dian)(dian)來源。有時候,在某一特(te)定時刻風能和太(tai)陽能所占份(fen)額非常高,這(zhe)也使得(de)維(wei)護電(dian)(dian)網穩定性更(geng)具挑戰性。
系統運營商已(yi)經研究出(chu)應(ying)對這(zhe)些(xie)挑戰的(de)方法,但是非常(chang)規的(de)事態發展,比如新(xin)冠肺炎全球大流行期間整(zheng)個(ge)國家進行封鎖,還是為他們創造了(le)(le)新(xin)的(de)考驗。比如,歐(ou)洲大部分地區(qu)工(gong)業和商業活(huo)動突然放緩,減少了(le)(le)對電(dian)力的(de)需求,但同時(shi)也使(shi)電(dian)力系統失去(qu)了(le)(le)保持(chi)靈活(huo)性(xing)(xing)的(de)關(guan)鍵來源。在(zai)正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)下,工(gong)廠等大型用電(dian)客(ke)戶可以調整(zheng)其用電(dian)量,以幫助維持(chi)系統平衡,但這(zhe)種選擇(ze)在(zai)今天很難實現(xian)。這(zhe)凸顯出(chu)需要決(jue)策者仔細評估極(ji)端情(qing)況(kuang)下靈活(huo)性(xing)(xing)資源的(de)潛在(zai)可獲得性(xing)(xing)。
需要獎勵對電力安全做出貢獻的不同電力來源
盡管諸如電(dian)池儲(chu)能(neng)電(dian)站(zhan)之類具有短期(qi)靈活性的新形式正在興起(qi),但大多數(shu)電(dian)力系(xi)統依(yi)靠可在短時(shi)間內迅速增加或減少發(fa)電(dian)量的天然(ran)氣(qi)(qi)發(fa)電(dian)廠來提(ti)供靈活性,這也凸顯出天然(ran)氣(qi)(qi)在清潔(jie)能(neng)源轉型中(zhong)的關(guan)鍵作用。
如今,大(da)多數(shu)天(tian)然(ran)氣(qi)發電(dian)(dian)廠如果只是(shi)不時地用來幫助系統適應(ying)需求的(de)(de)變化(hua)就會毫(hao)無疑問地面(mian)臨虧損。當前,新冠肺(fei)炎危(wei)機期間較低的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)(li)(li)需求水平增加了這(zhe)種(zhong)壓力(li)(li)(li)。作(zuo)為經常被遺忘的(de)(de)發電(dian)(dian)主力(li)(li)(li),水力(li)(li)(li)發電(dian)(dian)仍然(ran)是(shi)保持靈(ling)活性(xing)的(de)(de)重(zhong)要來源(yuan)。不少(shao)國家(jia)依然(ran)作(zuo)為一(yi)種(zhong)選(xuan)項保留的(de)(de)產能穩固的(de)(de)核電(dian)(dian)是(shi)確保電(dian)(dian)力(li)(li)(li)安全(quan)供應(ying)的(de)(de)關鍵(jian)因素(su)。政策制定(ding)者需要獎勵對電(dian)(dian)力(li)(li)(li)安全(quan)做出(chu)貢獻的(de)(de)不同電(dian)(dian)力(li)(li)(li)來源(yuan),這(zhe)可以(yi)使(shi)他們建立可行的(de)(de)商(shang)業模式。
電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網是當今(jin)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力系(xi)統的支柱,在清潔能(neng)源(yuan)轉型中變得更(geng)加(jia)重要。大多數風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)和(he)太陽能(neng)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)以及所有靈活的發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠都連接(jie)到了主電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網。在歐洲和(he)北美,這些電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網都依(yi)賴老化的傳輸(shu)(shu)線將電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力輸(shu)(shu)送到不同的地區。未來幾年,對這些輸(shu)(shu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網絡的重大投資(zi)將至關重要。
風能(neng)和太(tai)陽(yang)能(neng)也可(ke)以提(ti)供(gong)靈活(huo)性(xing),電力(li)系統將越來越依賴它們來做到這一點。當深夜需求下降(jiang)(jiang)時(shi)(shi),風力(li)發(fa)電可(ke)以逐(zhu)漸(jian)降(jiang)(jiang)低。當太(tai)陽(yang)能(neng)供(gong)過于(yu)求時(shi)(shi),可(ke)以在中午(wu)關閉一些太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電。假以時(shi)(shi)日,來自可(ke)再生能(neng)源的發(fa)電可(ke)能(neng)不再是簡單地跟隨天氣變化,而(er)是必須以智能(neng)的方式(shi)進行(xing)管(guan)理,以降(jiang)(jiang)低成本并提(ti)高電力(li)安全。
確保電力系統擁有足夠的人力資源
值得(de)慶幸的(de)(de)是,大多數有嚴格隔離政策地區的(de)(de)電網(wang)到(dao)目前(qian)為止都避免了(le)受極端天氣的(de)(de)影響。如果(guo)在加利福(fu)尼亞,去年(nian)(nian)的(de)(de)火災與今年(nian)(nian)的(de)(de)隔離措(cuo)施碰(peng)在一起,后果(guo)將(jiang)不堪設想(xiang)。
電(dian)(dian)網(wang)(wang)比管道更容易受到(dao)極端(duan)天(tian)氣的(de)(de)影響(xiang),這對正在規劃日益數(shu)字(zi)化的(de)(de)能(neng)源系統的(de)(de)政(zheng)策制定者來(lai)說,是(shi)一個至(zhi)關(guan)重要(yao)的(de)(de)考慮因素。他們的(de)(de)長期目標是(shi)通過投(tou)資地下(xia)電(dian)(dian)纜(lan)和分散(san)存儲,以及設(she)計對颶(ju)風和洪(hong)水等緊急情況有彈(dan)性的(de)(de)電(dian)(dian)網(wang)(wang)布局(ju),使電(dian)(dian)網(wang)(wang)變得更加堅固。
盡管在(zai)(zai)電力(li)(li)系統中越來越多(duo)地使(shi)用數字技術,但新冠肺炎危機也提醒(xing)著我們熟練作業員的重要作用。電網(wang)(wang)維護和維修是(shi)勞動(dong)密(mi)集型工(gong)(gong)(gong)作,必須由工(gong)(gong)(gong)人(ren)(ren)和工(gong)(gong)(gong)程師現場完成。在(zai)(zai)大多(duo)數國家,政府已(yi)經(jing)免除了電網(wang)(wang)維修團隊(dui)的隔(ge)離。電網(wang)(wang)企業需(xu)要確保員工(gong)(gong)(gong)在(zai)(zai)執行關(guan)鍵工(gong)(gong)(gong)作時(shi)的安全。當前新冠肺炎危機的一個關(guan)鍵教訓是(shi),要確保電力(li)(li)系統不僅(jin)擁(yong)有(you)足夠的實物資產,還要擁(yong)有(you)足夠的人(ren)(ren)力(li)(li)資源。
建設網絡防御系統
電網(wang)企(qi)業正在(zai)日益數字化,這為提高電網(wang)系統的效(xiao)率(lv)和靈活性帶來了新(xin)的機(ji)遇。然而,這也(ye)使電網(wang)更(geng)容(rong)易受(shou)到網(wang)絡(luo)攻擊(ji)。政策制定者需要將網(wang)絡(luo)安全放在(zai)電力系統管理和運營的核心位(wei)置,而不是將其視為一個附加部門(men)。
如今,電(dian)力生產(chan)不再僅(jin)僅(jin)屬于大型公(gong)用事(shi)業。工(gong)廠、家庭(ting)和(he)企(qi)業都(dou)可(ke)以在(zai)屋頂和(he)空地上安裝太(tai)陽能電(dian)池板(ban)。數字(zi)技術使這些(xie)小型用戶(hu)也(ye)能夠將他們的(de)光伏發電(dian)的(de)過剩電(dian)力出(chu)售給更廣泛的(de)電(dian)網。然而他們中的(de)許(xu)多人(ren)可(ke)能沒有專業的(de)網絡安全管理工(gong)具來管理迷你太(tai)陽能發電(dian)場。這就(jiu)要(yao)求要(yao)制定最(zui)低標準來確保軟件、設(she)備和(he)服務(wu)提供商安全運作。
現(xian)在的新冠肺(fei)炎危機(ji)(ji)凸顯了電力(li)基(ji)礎設施和技術的關(guan)鍵價(jia)值,它們是應對危機(ji)(ji)的基(ji)礎。此外,新冠肺(fei)炎危機(ji)(ji)還揭示(shi)了一些關(guan)于電力(li)行業未來(lai)的重(zhong)要見解,啟發了政(zheng)策制定者需要做些什么,以確保在清潔(jie)能(neng)源技術越(yue)來(lai)越(yue)崛(jue)起(qi)的同時保持安(an)全可靠。
各國政府關注迫在眉(mei)睫的(de)公共(gong)衛生緊急情況是正(zheng)確的(de),但在市場極度(du)波動的(de)當(dang)下,他(ta)們也必須保持對電力安全(quan)的(de)警惕,保護這些重(zhong)要資產。在這個非常時期,我(wo)們可(ke)以沒(mei)有很多東西(xi),但我(wo)們不能沒(mei)有電力。