400萬人斷電、電價飆升!美國電力系統為何如此脆弱

高溫酷暑,拉閘限電;寒流來襲,停水斷電。作為美國經濟與人口前兩位的大州,加州和德州的電力系統怎麼會如此孱弱,在民眾最需要能源的時候卻頻頻掉鏈子?

德州政客嘲諷加州被打臉

400萬人斷電、電價飆升!美國加州德州的電力系統怎麼就這麼脆弱?

「加州政府連穩定電力供應這樣的最基本的文明社會職能都無法保證」。去年8月底,美國得克薩斯州的共和黨聯邦參議員克魯茲(Ted Cruz)在Twitter上公開嘲諷道。當時加州正忍受着炙熱高溫的煎熬,南加州部分城市氣溫甚至達到了46攝氏度,數以十萬計的民眾不得不每日面臨拉閘限電。

加州和德州是美國經濟和人口排在前兩位的兩個州,也是美國驢象兩黨各自的大本營。兩個州之間始終保持着明爭暗鬥的競爭關係,政客之間也存在着嚴重的價值觀之爭,在諸多政策上爭鋒相對。加州政府甚至公開抵制德州,以德州政府存在性取向歧視為由,禁止加州政府職員去德州公務差旅。

為了逃避加州的高稅收和高物價,每年都有數以萬計的加州民眾搬遷到德州。可以理解,看到加州民眾因為停電對民主黨政府怨聲載道,德州佔據主導的共和黨人掩飾不住幸災樂禍。畢竟作為美國能源第一大州,德州似乎根本不用擔心電力供應短缺的問題,克魯茲有足夠的自信對加州政府的無能冷嘲熱諷。

但克魯茲肯定沒有想到,僅僅半年之後,德州也會因為停電成為笑柄。這個月美國中部遭遇數十年不遇的寒流襲擊,低緯度的德州陷入了一副天寒地凍的景象,氣溫一度降到了近零下二十攝氏度。但在民眾最需要能源供暖的時候,德州的電力系統卻在最需要的時候崩潰了。而此前嘲諷加州無能的參議員克魯茲卻帶着家人跑去墨西哥海灘度假,遭到媒體曝光之後才在一片罵聲中,被迫趕回自己的選區。

由於嚴寒天氣導致德州發電和供電系統崩潰,在將近十天的時間裏,德州數百萬民眾一邊忍受着極少體驗的刺骨寒冷,一邊還要面對家中停電停水的窘境。最嚴重時期,有400萬德州人家中沒有電。另一方面,寒流和停電也讓德州的能源、運輸、科技等諸多行業遭受了沉重打擊,尤其是在奧斯汀地區的諸多芯片工廠紛紛被迫停產,這讓本就遭遇芯片荒的電子行業更加雪上加霜。

四成發電能力被迫停產

400萬人斷電、電價飆升!美國加州德州的電力系統怎麼就這麼脆弱?

過去一個星期,德州民眾有多慘?由於沒有電力和天然氣取暖,民眾只能全家圍着壁爐取暖,甚至夜裡被迫睡在車裡。而且,由於水管被凍裂,民眾只能靠喝瓶裝水度日。由於對這場寒流幾乎沒有任何準備,據美國媒體不完全統計,美國中部至少有近六十人因為一氧化碳中毒、火災、車禍等寒流相關原因死亡,甚至還有人被活活凍死。

400萬人斷電、電價飆升!美國加州德州的電力系統怎麼就這麼脆弱?

即便是還有電力供應的幸運居民,也需要面對用不起電的打擊。由於發電成本飆升,上周德州批發電價一度達到了1萬美元/兆瓦時,較平時飆升了兩百倍,相當於每度電超過10美元。而且,這還只是批發電價。以往習慣了便宜電價的德州民眾,突然發現自己的日常電費瘋狂飆升,可能月收入還不夠支付家裡的電費;甚至有民眾收到了6000美元的電費賬單。

很難相信這樣的慘狀會出現在美國這個資本主義超級大國。上周六,美國總統拜登宣布德州進入緊急狀態,調動大批救援物資和資金到德州救災,其中包括了救急用的發電機。隨着這周寒流消退,德州大部分地區氣溫回升到正常的10多度水平,電力系統逐漸搶修和恢復,德州民眾也終於結束了噩夢般的二月嚴寒。

為什麼美國能源行業最為發達的第一大州德州會陷入如此狼狽和悲慘的窘境?為什麼同樣是寒流來襲,周邊其他州都沒有德州這麼嚴重的停電事故?如果說寒流是德州遭遇天災的話,那麼大面積停電就是純屬人禍。美國北部各州冬季氣溫可以降到零下三四十度,也沒有出現德州這樣的大面積停電事故。零下十多度的寒流換到其他地區,只能算是冬季日常水平。

此次德州停電的直接原因是因為寒流凍壞了用於發電的天然氣管道,導致該州四成的發電裝機容量被迫停止運轉,影響規模是去年夏天加州的二十多倍。德州56%的電力來自於天然氣發電,一旦天然氣管道被凍住,那麼發電能力也就迅速枯竭。

但更為致命的原因是德州有自己的獨立電網。和其他州不一樣的是,德州大部分地區的電力供應是完全獨立的,擁有自己的電網公司ERCOT,和美國西部電網是完全斷開的。這意味着當德州發電系統崩潰的時候,其他州就算電力富餘,也是愛莫能助。在德州和阿肯色州的交界處,這種差別就顯得尤其殘酷:這邊是黑燈瞎火,那邊是燈火通明。

德州不願接入全國電網

實際上,美國總共有三個電網:東部電網(Eastern Interconnection)、西部電網和德州電網。「孤星共和國」連電網都要獨立,就是這麼有性格。德州從19世紀末開始通電,早在一戰時期就有了早期的電網。等到1935年羅斯福總統簽署聯邦電力法案(Federal Power Act),組建聯邦電力委員會來監管全美跨州電力銷售的時候,電力資源豐富的德州卻拒絕加入其中,因為天性孤傲的德州人不願意受聯邦政府的管轄。

在上世紀七十年代之前,德州內部還是分為南北兩個電網。直到1965年德州東北部大停電,才促使德州政府在1970年組建了統一的州內電網ERCOT。但這個德州電網ERCOT還是堅守着固執,不願意加入聯邦電網,拒絕和其他州電力互通。不過,在德州還有一小部分地區與美國西部電網(Western Interconnection)相連,他們在此次大停電中就沒有太大擔憂。

400萬人斷電、電價飆升!美國加州德州的電力系統怎麼就這麼脆弱?

不受聯邦監管的獨立電網不僅給德州人帶來了「獨立自由」的滿足感,也讓德州居民享受到了廉價的電費。長期以來,德州的電價僅為加州的一半左右。現在加州聖何塞的零售電價是第一檔每度電0.24美元,而德州在風暴來臨前的電價還是只有0.1美元。但硬幣的另一面是,德州完全市場化的電價隨時根據市場需求而波動,才會出現上周暴漲200倍的奇葩情況,漲價的直接原因是用來發電的天然氣供應奇缺。不過,美國聯邦能源監管委員會也在對德州可能的市場操縱行為進行調查。

相比之下,加州的電價受到加州公用事業委員會的管制,漲價需要得到政府批准。哪怕是出現極端氣候和災難,也不太可能出現天價電費的情況。當然,過去幾年加州電價也一直在漲價,現在的加州零售電價是美國平均水平(每度電10美分左右)的兩倍以上。按照ElectricChoice的統計,加州家庭每年要在電費上開銷1692美元,是美國本土48州中最貴的,而德州則是936美元。(嘆氣,加州什麼都貴。)

此次德州發電系統在寒流襲擊下迅速崩潰,一方面是因為德州很少出現嚴寒天氣,天然氣管道被直接凍住,另一方面也是因為德州電力系統完全市場運作,各發電廠為了節省資金最大化利潤,根本沒有極端天氣的相關準備。早在2011年初,德州就曾因為暴風雪襲擊出現過大面積斷電的先例。那年美國聯邦能源監管委員會曾經向德州發出過警告,提醒他們暴風雪可能會導致發電能力和天然氣產能大幅下滑,而德州並沒有對此類極端氣候進行備案和準備。

加州州長曾因停電下台

如果說德州此次大停電是因為電網的歷史原因,缺乏統籌規劃與災難應對能力的話,那麼加州供電系統即便接入了全國電網,即便有着政府嚴格監管,依然是幾十年如一日的令人失望。與此次德州停電危機類似的是,二十年前加州也曾經遭遇過一場大範圍停電危機,迫使加州政府和聯邦政府先後直接下場干預。憤怒的加州居民因此罷免了當時的民主黨州長戴維斯(Gray Davis),這才有了我們熟悉的好萊塢動作巨星施瓦辛格的當選州長。

2000年,還在網絡股泡沫中的加州突然陷入了電力緊缺的困境:那年4月到8月,加州的批發電價飆升了八倍以上。然而,加州居民不僅要忍受天價電價,還被迫面臨頻繁的拉閘停電,從舊金山灣區到南加州的聖地亞哥,上百萬居民前後經歷了三十多次拉閘限電。企業和商店不得不自購發電機來維持生產。2001年1月,加州州長戴維斯宣布進入緊急狀態,動用政府儲備資金採購電力滿足居民需求。

但與德州遭受天災不同,加州這場電力危機的背後則完全是人禍因素,但需要負責的卻並不是電網公司。當時加州總發電裝機容量為45GW,而高峰期用電需求則是28GW,只要保持正常發電能力就足以滿足需求。正因為如此,加州政府否決了電網公司PG&E從外州以固定價格長期採購電力以對沖市場供應風險的申請,相信加州供電系統不會出現供求緊張問題。

問題在於,加州政府通過立法嚴格限制供電公司漲價,但聯邦和加州政府卻在上世紀九十年代後期先後放鬆了對能源和電力公司的管制,允許天然氣和電力供應在市場上自由交易。曾經的美國能源巨頭安然(Enron)就利用了這一空間,人為創造了電力短缺。後來公布的錄音顯示,安然與發電廠合謀,故意在需求高峰期停產檢修,大幅抬高電力批發價格,迫使電網公司去現貨市場購買電力。值得一提的是,推動放鬆能源監管的美國德州共和党參議員格拉姆(Phil Gramm)的妻子正是安然公司董事,而且安然也是格拉姆政治籌款的最大金主。

從2000年第一季度到2001年第一季度,安然公司的「批發服務」(即電力拍賣業務)營收從120億美元急劇膨脹到484億美元。夾在中間的電網公司成為了最先的犧牲品。一方面是電力批發價格飆升八倍,發電公司和能源公司利潤翻了幾倍;另一方面是供電公司無法將成本漲價轉移給消費者,資金很快斷裂。2001年4月,加州北部最大的供電公司PG&E被迫申請破產保護。加州政府只能動用政府財政儲備在公開市場購買電力,進而又引發了加州政府的預算危機,進一步加劇了民眾對戴維斯州長的不滿。

直到2001年夏天,加州和聯邦監管機構先後介入干預,對安然公司的市場操縱行為展開調查,加州電力危機才開始逐漸緩解。那一年安然公司的財務造假醜聞被曝光,最終宣告破產。但戴維斯州長依然成為了加州民眾的出氣筒,在2003年遭到民眾特別選舉罷免。而當初鼓吹放鬆能源監管的德州聯邦參議員格拉姆在2002年提前卸任,沒有承擔任何責任。他也被媒體列為導致美國2008年次貸金融危機的主要負責人之一。

禁用天然氣會雪上加霜

400萬人斷電、電價飆升!美國加州德州的電力系統怎麼就這麼脆弱?

雖然經歷了2000年的電力危機,但加州政府的電網管理能力並沒有得到有效提高。過去幾年,加州的零售電價不斷上漲,無論是漲價幅度還是電費水平,都冠絕美國本土48個州。但付出高額電費的加州居民並沒有獲得穩定的電力供應。幾乎每次停電,加州居民都會把怨氣指向PG&E和加州公用事業管理委員會。

加州居民當然有理由抱怨。幾乎每到大風、高溫等極端天氣,PG&E等加州電網運營商都會提前斷電,避免老化的輸電線路引發山火,給最需要電力供應的居民生活帶來諸多不便。2020年夏天的極端高溫天氣下,加州居民又一次面臨著噩夢般的輪流拉閘限電。加州州長紐森不得不出面向民眾道歉。

由於電線短路引發山火遭到百億美元天價索賠,尤其是加州歷史上最為嚴重的2018年Camp Fire山火(86人死亡,1.8萬座建築燒毀),PG&E不得不在2019年再次申請破產。為了挽救這個北加州最大的公用事業公司,加州政府也允許PG&E通過每年的漲價,將電網升級甚至山火賠償等成本逐步轉移給終端用戶。在去年12月的最近一次漲價中,每個PG&E的家庭每月都要接受8.99美元的額外負擔(6.6美元電費和2.39美元煤氣費),為PG&E的管理不善買單。

加州政府的新能源戰略也直接影響到電力系統的穩定。加州政府在2018年簽署法案,計劃2030年實現全州六成能源來自可再生清潔能源,在2045年實現完全可再生與零碳能源供電。加州政府一方面不斷推出刺激政策發展太陽能等可再生能源,擴大新能源的發電裝機容量,另一方面出台政策限制天然氣等傳統能源的使用。加州政府的數據顯示,截止2020年底加州的太陽能發電裝機容量總計2.4萬兆瓦,在美國排在第一位。

過去十年間,加州已經有數十家天然氣發電廠先後關閉,但目前天然氣依然佔據着五分之二的加州發電。而原本佔據加州近兩成發電量的水力發電則受到近年來旱災的直接影響,例如2015年大旱之年水力發電的佔比急劇下滑到7%。唯一的一家核電站Diablo Canyon核電站也將於2025年徹底關閉。目前美國人口和經濟最大的加州,發電量僅排在美國第四位。

為了儘可能降低溫室氣體排放,完成加州政府的零碳目標,目前加州已經有50個大小城市先後通過禁令,禁止新建建築接入天然氣管道,要求這些新房屋的居民取暖做飯熱水等需求全部改用電氣化。而加州能源委員會也有可能在明年頒佈全州禁令,並逐步推進現有建築的電氣化改造。在加州發電裝機容量沒有得到顯著提升的情況下,禁用天然氣無疑會進一步加劇加州的電力需求壓力。

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