全球能源危機南美電價上漲（高溫缺電輪停）

2023-04-14 02:18:18

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南方能源觀察

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文 | 崔凱翔

編輯 |姜黎

據彭博社報導，受持續高溫天氣影響，美國加州多達200萬戶家庭在8月14日晚上停電，加州各地的現貨電價也飆升至1000美元/兆瓦時以上。

8月14日的停電事件僅僅是個開始，美國西部時間8月17日，美國加州電網運營商CAISO通知稱，在美國西部持續的熱浪可能將繼續影響330萬加州家庭的電力供應。

美國國家氣象局對加州大部分地區和鄰近地區都發布了高溫警報，高溫天氣將持續到8月20日之後，溫度預計在35.6至42.3℃之間，最高溫度將在遠離海岸的地區出現。據LA Times報導，加州死亡谷（Death Valley）在8月16日的氣溫飆升至56.2 ℃，這可能是自1913年以來地球上最高的自然溫度。

有業內人士感嘆，20年後，加州電力危機似乎再現了。

2000年6月到8月，同樣受到持續高溫影響，加州用電負荷飆升，整個美國西海岸的電力都趨於緊張。發電側方面，加州在夏天用電高峰一直依賴的水電遭遇來水偏枯，不得不求助於州內成本較高的燃氣機組，而到了冬季，加州天然氣現貨價格比美國其他地區要高出5倍。同時，外部電力供應「助力」甚微，加重了電力供應短缺。在這其中，安然（Enron）等公司的能源交易員還利用當時電力市場的設計缺陷，「截留」電力，賺取暴利。眾多因素一起，把加州電力推向了危機。

20年後，可再生能源發電固有的不確定性，加上靈活性電力資源缺乏，使得在極端天氣條件下，加州電力再次面臨危機。

夜間出現用電高峰，可再生「歇菜」

CAISO負責市場政策和性能的副總裁Mark Rothleder說：「持續的高溫天氣，加上夜間的高溼度就像給加州蒙上了一層毯子，使加州處於持續的高溫狀態。隨著溫度升高，居民空調的使用就越多，導致夜間用電量也持續激增，連日來不斷刷新用電高峰。」

圖1是美國加州8月20日早晨7點31分實時電力供應結構圖。由圖可見，可再生電源在加州電力供應中佔有重要地位，其中，太陽能和風力發電的佔比較大。而天然氣發電約佔40-50%、核電約佔8%、大型水力發電佔比7%左右，從其他地區還需要引入20%左右的電力。

圖1 加州8月20日7:31和18:50電力供應實時結構圖

來源：CAISO

截至2019年底，加州光伏的裝機容量為27400MW，發電量佔比近20%，包括大量居民屋頂太陽能發電設備的供電，這也曾是「全美的驕傲」。但是當用電尖峰時間出現在晚上時，光伏並沒有「幫上忙」。

圖2 加州8月14日電力供應實時構成圖

來源：CAISO

CAISO官網的實時數據顯示，當地時間8月14日晚上8點左右，如圖2所示，可再生能源發電僅有3257MW左右，可再生能源在電網中佔比僅8%。如圖3所示，除了太陽能光伏發電未能發揮作用外，加州超過6000MW的風電當晚發電的比例也很低。

圖3 加州8月14日可再生能源電力供應實時構成圖

來源：CAISO

緊急增加燃氣供應

根據加州的可再生能源發展目標，該州要在2020年實現33%的電力來自非水可再生能源；到2030年這一比例要達到50%。

美國其他地區其實也面臨高溫天氣導致用電量激增，加州的核電站發電量相對固定且在逐漸淘汰，夜間的發電主力是氣電，超過24000 MW的裝機容量佔到了電網發電容量的一半以上。但是，因為激進的可再生能源目標，加州近年來幾乎沒有增加新的燃氣發電廠，而且正在淘汰老的燃氣發電廠，所以當夜間出現負荷高峰，尤其是空調製冷導致用電負荷激增時，就出現了嚴重電力緊缺。

夜間持續的用電高峰也導致天然氣需求量大增，從而導致氣價持續上漲。來自加州兩家主要天然氣公司The Southern California Gas和Pacific Gas & Electric systems的數據顯示，8月14日以來，電力系統對天然氣的需求一直居高不下。

與之前的平均水平相比，加州電力系統在這兩家公司的天然氣需求分別增加到了2.87億立方英尺/天和2.64億立方英尺/天，分別上漲了630萬立方英尺/天(22%)和700萬立方英尺/天(27%)。

需求的激增推動價格升至今年夏季以來的最高水平。8月18日，SoCal gas city-gate的天然氣基準交易價格達到了10.97美元/百萬英熱，而8月初的平均價格僅為88美分/百萬英熱，這是自2019年2月20日以來首次達到這一價格水平。

美國西南部天然氣流動的重要基準Kern River Delivered basis也報10.44美元/MMBtu，8月14日以來上漲逾8美元。與此同時，今年4月初以來，SoCal Gas第一次連續四天從Aliso Canyon儲氣庫中增加輸量。

8月13日以來，已有超過10億立方英尺的天然氣從Aliso Canyon儲氣庫中被抽走，本周可能會進一步增加輸出。Platts Analytics的數據顯示，8月17日的電力系統需求將達到今年以來的最高水平，約為338億立方英尺，比此前30天的平均水平高出逾10億立方英尺。

同時，Topock/Needles區域的天然氣接收能力將會增加，但是加州北部區域的接收能力僅會略微增加20百萬立方英尺/天，因為Kramer Junction已經提高到最大接收能力。天然氣價格本周將繼續承受強勁的上漲壓力，由於接收能力的增加，供應緊張的情況可能會略有緩解。

停電仍在「路上」

8月15日晚，由於天然氣價格飆升和冷卻需求增加，CAISO宣布進入三級電力緊急狀態，導致客戶連續第二個晚上短暫輪流停電。同時一個發電量為470 MW的發電廠和1000 MW的風力發電廠的電力資源因為高溫天氣相繼發生意外損失導致加州電力供應更加緊張。

此外，高溫天氣下的加州還面臨著斷電以防止山火的風險。據美國有線電視新聞網報導，本周連續多日的雷電天氣以及白天的高溫熱浪給加州多地帶來大火及斷電等災害。

當地消防部門報告，過去72小時內，該州在夜間出現的上萬次閃電造成至少367場火災以及大面積斷電。就在去年，加州的電力公司為了防止山火，就在乾燥的大風中切斷了線路，防止引發火災。

CAISO執行長Steve Berberich表示，該州將面臨日益嚴重的電力供應短缺：「幾乎可以肯定的是，電力公司公司將不得不在8月17日、18日兩天繼續切斷數百萬用戶的電力供應，甚至之後的時間會繼續停電，目前的需求將大大超過供應。」

不過，現在的情況還無法與2006年7月的熱浪相比，當時CAISO的最高電力需求為50270MW，此外，加州還有數千兆瓦的可用發電能力，包括現在已經關閉的聖奧諾弗雷核電站以及PG＆E Corp子公司Pacific Gas and Electric Co.旗下的Diablo Canyon核電站，不過其營業執照將在2024年和2025年到期。

Berberich表示，無論如何他不會主張再許可該核電站延期關閉，取而代之的是需要快速啟動電力資源來滿足高峰需求。CAISO董事會主席David Olsen表示：「我們需要立即開始獲得更多電力資源，以彌補Diablo Canyon核電站關閉所帶來的損失」。

預計「缺口」並未被補上

8月17日，加州州長加文·紐森(Gavin Newsom)發布了一項緊急法令，暫時允許部分客戶和公用事業公司使用包括柴油發電機在內的備用能源，並致信加州電力運營商CAISO、加州公用事業委員會(CPUC)和加州能源委員會(California energy Commission)，要求對周末的服務中斷進行調查。

Berberich表示，他們已經提前告知過加州公用事業委員會，到2022年需要電力供應需要增加4700 MW，這個缺口將從2020年開始。而在8月17日召開的CAISO理事會特別電話會議上說，「儘管如此，也只有3300 MW的電力被授權採購，而且在2021年之前都不會採購。」在此之前的一個周末，由於高需求和電力儲備緊缺，電網運營商不得不兩次實施了輪流停電。

Berberich指出，Cal-ISO本應更早讓公眾做好準備，應對8月15日晚間開始、8月16日再次發生的停電可能性。「但是現在不得不承認我們錯了，這是我們的錯，我們道歉，接下來仍然可能需要停電」。

他也強調說，目前水力發電和太平洋西北部的其他電力運營商正儘可能地幫助加州，洛杉磯水電局也提供了一些資源。同時，國防部、工業和商業部門已經轉移了部分電力負荷，減少了自身的電力消耗。

但加州不能依靠從其他州來獲取足夠的電力來填補這一空白。因為加州周圍的地區也在面臨高溫天氣，其自身電力供應也相當緊張，同時由於輸配電等基礎設施不足，也導致其他地區電力很難供應加州。

「要解決這個問題，必須保證自身電力資源充足性，使公用事業和其他電力服務實體有足夠的發電能力來滿足高峰需求。」

參考連結：

[1] https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/electric-power/081720-grid-operator-cal-iso-says-generation-shortfall-might-prompt-more-blackouts

[2] https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/natural-gas/081720-scorching-temperatures-power-outages-push-california-gas-prices-to-summer-highs

[3] https://mp.weixin.qq.com/s/SO0hNmn71ZsLHs5Yt70KEA

[4] https://world.huanqiu.com/article/3zWAkifbupY

[5] https://mp.weixin.qq.com/s/kj5fNED0bCOs9cbVl2TXmg

[6] https://mp.weixin.qq.com/s/RmDAzXNjSi5XnGk6FKGVCw