炙烤之夏：电力危机绊住美国

赵菀滢

每当盛夏来临，美国电网就会经历一场烈日下的“烤”验。今年美国西部大旱，数十场山火在当地奔突，令拉闸限电变得更难以忍受。

无论是从风能、水能等新能源发电机的数量，还是从传统发电资源的储量来看，美国均在世界上名列前茅。然而，根据能源部和北美电力可靠性公司的数据，美国经历的停电次数比任何其他发达国家都要多，尤其在过去10年，持续超过1小时的停电事件还在不断增加。

那么，美国的电都去哪了？这一场场“电荒”，究竟因何而起？

热浪来袭

6月28日下午，正在家中埋头写代码的伊莱突然电脑黑屏，头顶没了冷气，昔日嗡嗡作响的冰箱也不再吱声，房间陷入一片死寂。

他马上打开手机，还好电量是满的，再点开天气软件一看，正午的烈日已经把温度提到了105华氏度（40.5摄氏度）。伊莱起身拿了罐冰饮，准备提前给自己降温。

虽然此前收到了电力公司发来的輪流停电预警，但当所有电器都在一瞬间罢工时，伊莱还是感到很恍惚。他苦笑道：“还好不是晚上的那批，不然就更吓人了。”

伊莱目前一个人居住在华盛顿州的斯波坎市，是一名刚入职的程序员。他告诉记者，因为入夏以来的连续高温，公司给予了居家办公的选择，所以自己基本上又回归了疫情期间的生活—能不出门就待在家里，因为一上街就感觉热得头脑发昏。

伊莱在偏冷的纽约州奥尔巴尼市长大，相对怕热。当得知要停电时，伊莱甚至打算买台家用发电机，因为他觉得“没有冷气的每一秒都是煎熬”。

伊莱也并非杞人忧天。在华盛顿州轮流停电的几天内，就有多人因体温过高而身亡。据《西雅图时报》报道，一名65岁的西雅图居民和一名68岁的埃纳姆克劳居民，均因高温诱发的应激反应身亡。6月29日，华盛顿州斯诺霍米什县的法医办公室也通报了三名年龄分别为51岁、75岁和77岁的男子在家中中暑而亡。

终于，在当天下午3时左右，电来了。电脑屏幕亮起，冰箱也开始“奏乐”。不过对于伊莱来说，那一刻最美妙的声音莫过于冷气从风口窜出时的呼呼声。伊莱说感觉自己“得救了”。

这次停电也让他更加珍惜用电，同时认真看待气候变化。

对于伊莱经历的轮流停电，负责运营该州电网之一的Avista能源公司表示，那是因为“电力系统经历了新的需求高峰，同时高温也影响了系统运营，所以需要我们主动为部分客户关闭电源”。

高温与断电有什么必然关系？对此，有电力专家给出了分析：

炎热的天气会推高能源需求，比如空调等制冷设备的使用；这会导致电网过载，进而造成断电；即使是部分断电，也会减少整体可用的电力。同时，发电厂极其依赖水来冷却系统，这意味着用电量越大，用水量也会上升；但坏消息是，正在经历高温和干旱的美国，又热又渴。据外媒报道，美国西北地区遭遇了“1200年以来最严重的干旱”，现在不光发电厂缺水，农场主也在苦苦求雨。

而且不要忘了，冷却系统也需要用电驱动，因此这形成了一个难以调度的“缺电闭环”。

所以，人们看到炙烤之夏美国频现电力危机：2019年7月的纽约曼哈顿大停电，2020年8月的加州大停电……半年前还在暴风雪里断水断电、被冻成冰棍的得克萨斯州，今年酷暑也没能逃过停电的阴霾。

电网老化

今年6月，当得州的气温飙至历史峰值时，负责运营该州电网的得州电力可靠性委员会（ERCOT）开始警告居民要节约用电，要求他们将空调温度设置为26度以上，并且避免使用大功率电器，否则该州2月电网瘫痪的悲剧将重演。

美国最古老的电力线可以追溯到1880年代，如今还在投入使用的电网也大多建于1950年代至1960年代，预期使用寿命为50年。

能源大州得州的电网趴窝，内因是电网“年迈”，经不起折腾。

“我可能会给我们的电网一个C-的分数。”科罗拉多大学博尔德分校的工程学教授凯里·贝克认为，美国高龄电力基础设施正在极端温度下经历一场“完美风暴”。

美国最古老的电力线可以追溯到1880年代，如今还在投入使用的电网也大多建于1950年代至1960年代，预期使用寿命为50年。加州大学伯克利分校的电气工程师亚历山德拉·冯·迈耶指出，在几十年前搭建这些电线杆、电线和变压器时，人们曾考虑到日后对电力需求的增长，但无论如何，现在它们已经达到寿命极限，随时都有崩盘的危险。

“一位经验丰富的电气工程师曾对我说：‘整个系统总有一天会崩溃，只是不会在同一天发生。”电力公司的前高管拉里·赖利表示，“长期以来，这确实是电力公司的运营理念，只有失败的悲剧发生时，他们才能意识到问题。”

赖利说，美国电力基础设施在上世纪初期急速发展，当时人们都在寻找最快、最便宜的地方来放置大型电力设施，但如果我们回去并有能力再做一次，设计出来的系统会有很多不同。

一个典型的例子就是，康涅狄格州布兰福德镇上的一座建于1920年代的变电站，它位于长岛海峡，建于海平面上。这个设计缺陷导致它在遭遇暴风雨时，会被涨潮的水淹没甚至导致失灵。

在2011年，康涅狄格州曾连续遭遇飓风“艾琳”引发的风暴潮、沿海巨浪和大暴雨，至少1.3万州住户断电。

耶鲁大学的教授丹·埃斯蒂，曾作为州能源专员参与了飓风救援。在排查电路时，他发现康涅狄格州一半以上的电缆都已被使用了50多年，完全不符合现代标准，因此在遇到大风时随时有被折断的危险。同时他补充道：“很大一部分电线没有做绝缘处理，这意味着如果它们被撞倒会出现问题，而且如果树枝碰到它们，它们会产生电弧导致短路。”

“树”大概也是美国电网最大的“背锅侠”。2003年8月，美国西北部一场电力灾难曾导致5000万人断电，而“罪魁祸首”便是俄亥俄州的几棵没有得到及时修剪的大树。在当地的“第一能源”发电站停电后，连锁反应使全美21家发电站在3分钟内关停。

除大风造成的电线与树枝缠绕外，美国电力专家格雷琴·巴克解释称，当天气炎热时，电线也会发热，同时因为它的金属特性，它会开始发胀并下垂。而当它下垂到一定高度并与树的顶部接触时，也非常容易造成电路短路，导致停电。当时俄亥俄州停电事故的背后原因之一，就是“第一能源”电力公司改变了树木修剪时间表，没能尽早排查出这一隐患。

巴克还指出：“砍树是电力公司负责管理的事情。他们有一个修剪时间表，只是不需要强制执行。所以，当他们的收入开始减少时，他们做的第一件事就是减少砍树的频率。”埃斯蒂教授也指责电力公司为了保持低的电价来吸引顾客，而减少安全性能方面的投资。

“我们的监管模式过时了，因此用于改进升级的资金有限。”埃斯蒂教授认为，这也直接导致了供电公司对现代化电网的系统性投资不足。

“三分天灾，七分人祸。”根据美国能源部的说法，美国电网是地球上最大的机器，维修费用将无比高昂；美国土木工程师协会则预计，未来10年美国电网的资金缺口将接近2000亿美元。对于美国电网的陈旧不堪，有不少学者表示，大家都心知肚明，只是选择了“不见棺材不掉泪”的路。

“要是连树都不愿意修剪的话，就不用太指望他们花更多钱更新设备了吧。”伊莱无奈地笑道。

理想与现实

在大部分国家和地区，电力都有比较统一的管理。但美国并没有一个全面的国家电力政策，并且各州的监管机制差异较大。麻省理工学院《电网的未来》研究报告，也将美国电网总结为“一个在联邦、地区、州、市等各级政府机构的网络中运行的公共及私有企业相联系的系统”。

比如纽约州、佛罗里达州等地区的电力市场属于管制市场，所以从发电、传输到售电，均由垂直一体化的公用电力事业单位管理，并受到公共监管机构的监督。因此，居民无法自主选择电力供应商，他们的居住区域已经决定了电力供应商。

但在放松管制的市场，比如得州和俄亥俄州，用户可以自主选择他们想要的电力来源。因为电力是由发电商出售给批发市场，再由零售商出售给用户的，整个环节由独立的第三方运营商或者区域输电管理机构进行监管。

目前，美国有16个州选择放松管制市场，约有70%的美国人都通过由电力公司管理的配电系统获得电力。

虽然客户可能优先考虑需要可靠的电力，但股东通常对利润感兴趣。所以为了追求利润，电力公司会尽可能延长设备的使用寿命，减少维修开支。

“这是一个私營行业。”纽约州立大学布法罗分校研究能源弹性的土木工程师萨扬蒂·慕克吉表示，从本质上讲，电力公司要对其客户和股东负责。虽然客户可能优先考虑需要可靠的电力，但股东通常对利润感兴趣。所以为了追求利润，电力公司会尽可能延长设备的使用寿命，减少维修开支。

今年的得州大停电，大概是ERCOT电网公司，也是“放松管制的市场”瘫痪得最严重的一次。

2021年2月，由于暴风雪等反常天气，得州有超过450万户家庭和企业断电，至少有210人直接或间接丧生，同时造成了高达1300亿美元的经济损失。

专家认为，这是一场可预见的灾难。自2011年以来，得州的人口增加了400多万，目前有近3000万居民，因此能源需求也大大提升，但是得州电网却掉了队。

美媒Vox分析称，问题的关键就在于，得州的电力系统不受管制，几乎完全由市场驱动。虽然这样做的初衷是使电力系统能够自我调节和自我优化，同时为居民提供较低的能源价格，但在实践中却漏洞百出。

比如，当风能和太阳能发电充足时，由于没有燃料成本，运营成本低，它们在价格上也会低于其他种类的电。但在电力需求较高时期，比如冬季和夏季，电力公司就还需要启动煤炭、核能和天然气等传统燃料发电，运营成本也就随之增加。电网公司如果依旧秉持“利润第一”的心态进行运营，就不会有动力去建造应对需求激增或供应短缺的发电设施，电力设备的维修升级也迟迟提不上日程。

放松管制市场的好处在于，当能源供应和需求遵循可预测的模式时，这套体系就会良性运作，实现双赢。但是当意外发生时，它就显得不堪一击。至于吸引居民的“低价”，不过是商业噱头。根据《华尔街日报》的分析，得州居民在放松管制下支付的总费用，其实比受监管电力公司收取的电费高出280亿美元。

“这是一场天真的理想主义与现实世界的碰撞。”休斯敦大学能源研究员埃德·希尔斯总结道。

还可以预见到的是，随着温室气体的增加，极端天气会愈演愈烈。对于老迈的美国电网能否扛住一波又一波的热浪与寒潮，时间很快会给出答案。