新冠病毒危機(jī)在時(shí)刻提醒著我們，電力在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生活中有著不可或缺的作用，以及這一角色的價(jià)值在未來(lái)幾年，甚至幾十年將被不斷延伸。
當(dāng)下，我們正在見(jiàn)證一個(gè)更多地依賴(lài)于數(shù)字技術(shù)來(lái)維持日常生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的社會(huì)，同時(shí)，其能源的使用形式也將越來(lái)越多地以電力為基礎(chǔ)，而且電源比以往任何時(shí)候都更依賴(lài)風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)。在這樣的社會(huì)中，電力安全是繁榮和穩(wěn)定的基礎(chǔ)，但確保能源安全仍然仰仗于政府采取的具體行動(dòng)。
電力安全是確保社會(huì)向前發(fā)展的原動(dòng)力
在大多數(shù)經(jīng)濟(jì)體中，均已為應(yīng)對(duì)新冠病毒采取了強(qiáng)有力的限制措施。根據(jù)IEA已掌握的數(shù)據(jù)表明，在這段期間電力需求下降了大約15%，這主要是由于工廠和企業(yè)停工停產(chǎn)。在主要經(jīng)濟(jì)體中，如西班牙和美國(guó)加州等新能源發(fā)電份額占比較高的地區(qū)，當(dāng)電力需求迅速下降，而天氣條件保持不變，風(fēng)電和光伏等可再生能源發(fā)電的份額可能會(huì)高于平常。
這樣的趨勢(shì)，似乎將我們迅速地推到了10年后的電力系統(tǒng)，這也讓我們有機(jī)會(huì)目睹和了解清潔電力系統(tǒng)，當(dāng)然，這絕離不開(kāi)決策者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)為確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定所作出的努力。
保持靈活性
面對(duì)被削弱的電力需求和不斷豐富的發(fā)電能力，電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商必須不斷地保持需求和供應(yīng)的實(shí)時(shí)平衡。人們通常認(rèn)為停電是在需求壓倒供應(yīng)時(shí)才會(huì)發(fā)生的。但事實(shí)上，最近一些最引人注目的停電事故卻發(fā)生在需求負(fù)荷較低的時(shí)間段。
眾所周知，當(dāng)新能源發(fā)電可以滿(mǎn)足大部分電力需求時(shí)，系統(tǒng)仍然需要保持一定的靈活性資源以防范突如其來(lái)的天氣或負(fù)荷變化，新能源滲透率越高，就需要越多的靈活性資源來(lái)保持電網(wǎng)的穩(wěn)定。
在目前的電力運(yùn)行系統(tǒng)中，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種靈活性資源，可以成熟應(yīng)對(duì)一系列挑戰(zhàn)，但是在此次全球大流行的新冠疫情中，多國(guó)封鎖，停工停產(chǎn)也使原有的系統(tǒng)靈活性迎來(lái)了新的考驗(yàn)。例如，歐洲大部分地區(qū)工業(yè)和商業(yè)活動(dòng)的突然放緩降低了電力需求，但同時(shí)也剝奪了電力系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵靈活性來(lái)源——在正常情況下，大型電力消費(fèi)者，如工廠的負(fù)荷可以幫助維持平衡系統(tǒng)，但眼下這樣的靈活性資源很難被釋放。這也突出地表明決策者需要仔細(xì)評(píng)估在極端條件下靈活性資源的潛在可得性。
保持開(kāi)放性
雖然如儲(chǔ)能等新型短期靈活性份額正在電力系統(tǒng)中不斷上升，但大多數(shù)電力系統(tǒng)仍然依賴(lài)于天然氣發(fā)電廠——它的出力可以在短時(shí)間內(nèi)迅速上升或下降，以提供更多的靈活性，因此其在向清潔能源系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程中的重要作用也在不斷被強(qiáng)調(diào)。但是，如果其功能被定位于適應(yīng)系統(tǒng)需求的變化，那么目前全球大多數(shù)地區(qū)的天然氣發(fā)電廠或多或少都存在經(jīng)營(yíng)壓力。在當(dāng)前電力需求較低的危機(jī)期間，這些壓力正在不斷加劇。因此這也提醒我們，作為一種經(jīng)常被遺忘的發(fā)電技術(shù)，水電仍然是靈活性的重要來(lái)源。同樣，穩(wěn)定的發(fā)電能力還包括核能，這也是選擇保留核能發(fā)電技術(shù)的國(guó)家，來(lái)確保安全電力供應(yīng)的關(guān)鍵因素。因此，決策者需要更好地設(shè)計(jì)市場(chǎng)，來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)不同來(lái)源的發(fā)電技術(shù)對(duì)電力安全穩(wěn)定的貢獻(xiàn)，同時(shí)使它們可以在市場(chǎng)環(huán)境中建立確實(shí)可行的商業(yè)模式。
當(dāng)前，電力傳輸網(wǎng)絡(luò)仍是電力系統(tǒng)的支柱，其在向清潔能源系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程中變得更加重要——絕大多數(shù)風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電廠，以及所有柔性發(fā)電技術(shù)都需要連接到主電網(wǎng)，但是在歐洲和北美，電網(wǎng)存在不同程度的老化問(wèn)題，因此在今后幾年中，對(duì)這些電網(wǎng)進(jìn)行大量投資將是必不可少的。
同樣，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)也可以提供靈活性，而且系統(tǒng)也將越來(lái)越多地依賴(lài)于這樣的靈活性，因此，隨著時(shí)間的推移，可再生能源發(fā)電可能不再簡(jiǎn)單地跟隨天氣，而是必須以智能的方式進(jìn)行管理，以降低成本和改善電力安全性。
保持穩(wěn)定性
值得欣慰的是，到目前為止，我們的電網(wǎng)已經(jīng)可以有效避免極端天氣條件。但是也不能夠忘記近期的一些突發(fā)事件，例如加州的山火對(duì)于電網(wǎng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。
正因?yàn)殡娋W(wǎng)比油氣管道等更容易受到極端天氣的影響，這也提示決策者需要在日益電氣化的能源系統(tǒng)中更多地考慮電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)與安全。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，可以通過(guò)投資地下電纜和分散式存儲(chǔ)，并通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)抵御颶風(fēng)和洪水等緊急情況的網(wǎng)絡(luò)布局，使電網(wǎng)更加可靠。
盡管數(shù)字技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越多，但新型冠狀病毒危機(jī)也提醒我們系統(tǒng)維護(hù)人員的重要作用。網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和維修是勞動(dòng)密集型的工種，必須由工人和工程師在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。目前在大多數(shù)國(guó)家，政府已經(jīng)不再通過(guò)指派來(lái)進(jìn)行必要的電網(wǎng)維護(hù)，但電力系統(tǒng)仍需要確保工作人員在關(guān)鍵時(shí)刻執(zhí)行其確保電網(wǎng)安全的工作。當(dāng)前的危機(jī)也同樣給我們另外一個(gè)啟示，確保電力系統(tǒng)安全不僅要有足夠的有形和無(wú)形資產(chǎn)資源，同時(shí)還要有足夠的人力資本。
建立必要的網(wǎng)絡(luò)防御
日益活躍的數(shù)字化應(yīng)用為電力系統(tǒng)提高系統(tǒng)的效率和靈活性提供了新的契機(jī)，但同時(shí)也意味著電網(wǎng)更容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊。決策者不應(yīng)試圖將網(wǎng)絡(luò)安全視為附加因素，而是需要將其置于電力系統(tǒng)管理和運(yùn)行的核心。
與此同時(shí)，隨著工廠、家庭和企業(yè)正在越來(lái)越多地在屋頂和空置土地上安裝太陽(yáng)能電池板，電力生產(chǎn)也不再僅僅是大型公用事業(yè)的領(lǐng)域和范疇。數(shù)字技術(shù)使這些分散、小規(guī)模的用戶(hù)能夠?qū)⑵涮?yáng)能電池板產(chǎn)生的多余電力出售給大電網(wǎng)，但是這些新型生產(chǎn)者中的絕大部分，都沒(méi)有配備必要的網(wǎng)絡(luò)安全管理工具。這也明確要求決策者和監(jiān)管者盡快制定相關(guān)條例，來(lái)規(guī)范軟件、設(shè)備和服務(wù)提供商的運(yùn)行和操作標(biāo)準(zhǔn)。
構(gòu)建安全、可持續(xù)的發(fā)展理念
當(dāng)下的危機(jī)突出了電力基礎(chǔ)設(shè)施和專(zhuān)業(yè)運(yùn)行的關(guān)鍵價(jià)值，它同時(shí)還揭示了關(guān)于電力未來(lái)的重要見(jiàn)解——在清潔能源系統(tǒng)和數(shù)字化時(shí)代到來(lái)之際，決策者和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商需要更多地關(guān)注如何確保系統(tǒng)的安全可靠。目前各國(guó)政府都將重點(diǎn)放在眼前的公共衛(wèi)生緊急情況上，但是在社會(huì)極度動(dòng)蕩的情況下，我們必須保持對(duì)電力安全的高度警惕。因?yàn)樵谶@樣的特殊時(shí)刻，我們沒(méi)有什么都不能沒(méi)有電。
本文刊載于《中國(guó)電力企業(yè)管理》2020年04期，編譯者系本刊記者
