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“分布式”电力系统更能保护“弱势群体”

2021-03-17 11:11:26 中国能源网   作者: 镜清  

“全球暖化”,就是气温上升——世界上没有哪个大国总统像特朗普那么“勇敢”。但要让普通“老百姓”对眼前的现实有科学的理解,还需要多做正面宣传。要多听科学人士的意见,不能简单地“一刀切”。据NPR科学记者劳伦·萨默(LAUREN SOMMER)报道[1],得克萨斯州停电事故后,全美的电网都需要升级改造。但据说,分布式、微电网系统更能保护“弱势群体”……

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2021年2月17日,美国得克萨斯州奥斯汀的嘉年华超市停电,人们排队等待开门。(画面上的招贴:本店停电关闭,将尽快开放)

听到的“所有事情”都考虑到[2]

随着美国得克萨斯州继续停电,数百万居民很快意识到,除了试图家庭照明和取暖之外,还有更多需要担心的事。从水龙头流出的水不再可以“安全饮用”了。

在极端寒冷的天气里,得州周围依赖电力的基础设施开始失灵,就像倒下的“多米诺”骨牌。在奥斯汀的乌尔里希水处理厂,因电力故障关闭。再加上管道破裂造成的低水压,意味着居民必须将水“烧开”才能饮用。

极端天气导致电力需求飙升,老化的电网再次受损,停电变得越来越普遍[3]。气候变化导致的灾害,与更强烈的风暴和飓风类似,只是风险更高。

因此,某些社区正在寻找新“出路”,以确保弱势群体和基础设施经受得起停电。它们正在安装太阳能板和大型蓄电池,创建小型“微电网”,在大电网停电时,这些“微电网”还能继续工作。

其中某些安装在重要设施,如水处理厂、医院和应急中心现场。较小的蓄电池系统,也可以帮助那些在家依赖救生医疗设备的人。虽然电力公司传统上投资维护电网,但“灾难分析”专家说,他们还需要探索更新的解决方案,以适应极端天气,应对电网时断时续、无法快速修复的情况。

美国国家可再生能源实验室(NREL)复原力高级分析师伊莱扎•霍奇基斯(Eliza Hotchkiss)说,“这种自然灾害和破坏性事件还会继续。”“尤其是飓风发生更频繁、强度更大的地区,会看到这种情况。所以不能‘充耳不闻’,忽视正在发生的事,因为它会继续扰乱我们的生活。”

水需要电力

得克萨斯州停电影响的范围让很多人“措手不及”,甚至包括住在那里的能源专家梅丽莎·洛特(Melissa Lott)。她是哥伦比亚大学全球能源政策中心的研究主任,但在疫情大流行期间,就与家人住在得克萨斯州。

洛特说,“我们以为要设置40分钟的轮流停电,这是他们在网上通告的预期。”“实际上将近四天时间,没有电力,也没有水,而不是40分钟。”

不过,洛特也不是第一次经历这样的事情了。

洛特说,“我记得2011年在得克萨斯州,在寒冷的暴风雪期间,有一次停电四个小时。”“有人说,这是‘百年一遇’的风暴。十年之后,就遭遇了一场更加极端的风暴。”

灾难发生后,数百万德克萨斯人一个多星期没有饮用水。水利基础设施,如饮用水和废水处理工厂,需要电力才能运转。这个教训,在约十年前超级风暴“桑迪”袭击纽约和新泽西州时,就变得很明显了。

安德鲁·鲍尔斯(Andrew Powers)说,“我永远不会忘记,那天开车的时候,整个州都是黑色的。”当时他在新泽西州电力公司PSE&G从事太阳能和储能业务。“那场风暴让我大开眼界。”

“桑迪”造成了新泽西州历史上最大的停电,包括许多污水处理厂。如果没有电,水厂就不能先进行清洁,再把污水排入环境。许多设施都有备用发电机,以备紧急情况。但在洪水和大面积损毁时,就坚持不住了。

鲍尔斯说,“这个州几个星期后才真正恢复元气。发电机也毁了,没法给发电机供应柴油。”

在纽约州和新泽西州,由于停电和洪水,数十亿加仑未经处理的污水排入航道。飓风过后,新泽西州开始研究如何创建一个更有弹性的系统。

PSE&G公司在新泽西州考德威尔的一个污水处理厂安装了太阳能电池板,还安装了一个很大的蓄电池。太阳能板为当地的电网提供电力,但在风暴发生时,它白天给水厂提供电力,维持水厂运行;还给大型蓄电池充电,能在太阳落山后提供电力。

鲍尔斯说,靠蓄电池和备用发电机,污水处理厂可以独立运行几个星期。这个公用事业公司已经在其他重要地点安装了类似的设施,比如新泽西州卡姆登的一家医院和一所高中,在极端天气下,可作为较大社区的供暖或制冷中心。

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在新泽西州卡姆登的库珀大学医院,有个大型蓄电池和太阳能系统,可以在停电时提供后备电力。

新泽西州在桑迪飓风后重建电网的过程中花了2亿美元,关键设施安装了能源系统,还考虑怎么能让微电网发挥更大的作用[4]。

新泽西州公共事业委员会主席乔·费奥达里索(Joe Fiordaliso)说,“假设戏剧性的事情将要发生。”“我们肯定要经历气候变化。风暴不会变得更温和,所以必须尽力做好准备。”

家用蓄电池

去年加州的停电给人类带来的毁灭性损失,早就变得显而易见。极端高温导致电力需求飙升,该州被迫实施轮流停电。尽管已为应对“热浪”做了计划,但没有为气候变化越来越有可能发生的“极端情况”做好准备。

在“野火”季节, 停电也成了几百万加州人的“常事”。大风和高温增加了发生火灾的风险,某些地区的公用事业公司会提前断电,有时甚至会断电几天,以防止其设备引发火灾。

这意味着,仅仅是“野火”的威胁就会影响很多人的生活,包括在2018年“营火”[6] 中幸存的加州马格利亚的理查德·特拉诺(Richard Terrano)。

特拉诺说,“这场野火基本上摧毁了整个社区。”“我在这里住了50年,火灾发生前我所知的一切都消失了。”

特拉诺患有阻塞性慢性肺病,在家需要辅助性吸氧和呼吸设备。但现在“火灾季节”,他家经常断电。起初,他尝试使用移动式发电机,但发现连续使用,每天要花费大约100美元的燃料。特拉诺退休了,有固定收入。

他说,“这就要花掉整个月的燃料预算,而且会在几个小时内消耗完。”

后来,特拉诺听说有个项目,据说是在太平洋电力公司(PG&E)支持下,由加州独立生活中心基金会经营,可向有医疗需要的居民提供移动式蓄电池。这个小型蓄电池就在他家里,如果需要给他的医疗设备供电,可四处移动。

他说,“它大概也就18平方英寸。”“像个大积木,充电后可以让我的设备运行好几天。”

今年,该项目计划借出约3000个蓄电池,帮助残疾人和有医疗需要的人。

加州独立生活中心基金会执行董事克里斯蒂娜·米尔斯(Christina Mills)说,“我们需要做好准备。”“虽然压力仍然存在,但提前准备得越多,压力就会越小。有些残疾人和老年人,可依赖电动医疗和辅助技术设备,提高他们的生活质量。”

弹性的益处

大型蓄电池通常比传统能源昂贵,有时成本高出两三倍,但价格在迅速下降。这项技术除了试点项目之外,还没有推广应用。不过加州的情况正在发生变化,这个州对储能有强制性要求。

相比之下,得克萨斯州的停电给该州造成了几十亿美元的损失[7]。电网专家们说,如果公用事业公司在避免停电、使社区更有弹性价值上投入一美元,那么看起来“微电网系统”更经济划算。

霍奇基斯说,“这并不意味着,要使你的系统达到所需要的恢复能力标准,必须投入太多的资源。” “并不需要比正在考虑的系统更昂贵。”

重大灾难发生后,各州通常都会投入大量资金。但专家们说,气候更热、天气更极端的情况下,每个社区都需要确定最脆弱的人群和关键的基础设施,并在出现问题时设法支持他们。这可能需要多年的支持,而不仅仅是几个试点项目。

洛特说,“我们并不仅仅需要系统中有一笔钱。” “我们需要随后持续的投资,降低整个系统的风险。我们希望,没有看到、谈到的某些事情,并不像听的那么多。”

资料与注释:

1. LAUREN SOMMER,How Giant Batteries Are Protecting The Most Vulnerable In Blackouts, NPR, March 8, 2021

2. https://www.npr.org/programs/all-things-considered/2021/03/08/974733453

3. JEFF BRADY, It's Not Just Texas. The Entire Energy Grid Needs An Upgrade For Extreme Weather, NPR, February 28, 2021

4. https://www.kqed.org/news/11842961/pge-public-safety-power-shutoff-wildfire-outage-blackout

5. LAUREN SOMMER, Climate Change Lesson From California's Blackouts: Prepare For Extremes, NPR, August 19, 2020

6. NASA, Camp Fire Rages in California, Nov 11, 2018

7. CAMILA DOMONOSKE, The Power Is Back On In Texas. Now Comes The Recovery, And It Won't Be Cheap, NPR, February 27, 2021




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责任编辑: 李颖

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