美國電力系統依賴用户協助以避免停電——《華爾街日報》

當電力需求可能超過供應時，電力行業越來越多地採用最後手段：要求用户關燈。

為了應對極端温度和緊張的電力供應，電網運營商更加依賴從房主到製造商乃至比特幣礦工等最大用户的節能請求。

這類請求並不新鮮，但隨着天氣模式變得更加極端，以及從爐灶到交通等一切電氣化的趨勢下，發電和輸電新基礎設施的建設未能跟上步伐，這些請求正變得愈發緊迫。

今年夏天，加利福尼亞州和德克薩斯州在熱浪期間呼籲限電，加州官員稱這一策略保障了電力供應。在新英格蘭地區，電網運營商提出，今年冬季可能需要採取此類措施，因為海外天然氣需求激增可能導致極寒天氣期間發電燃料供應減少。 

在系統壓力大時要求客户自願減少用電，並在供應充足時使用電力，這被稱為需求響應。通過調整電價是鼓勵特定時段用電的另一種方式，但電網運營商和公用事業公司還提供計劃，為自願改變行為的客户提供其他經濟激勵。

在緊急情況下，為避免輪流停電，廣泛呼籲減少用電。無論是否參與正式的需求響應計劃，所有人都被要求限制用電。

“極端高温正使州能源電網不堪重負，”9月6日加州在一條緊急羣發短信中警告居民，當時該州大部分地區正經歷三位數的高温。“除非採取行動，否則可能發生電力中斷。”

根據加州電網運營商的數據，短信發出幾分鐘內，電力需求在一小時內驟降約1510兆瓦，較當日峯值用電量減少約3%，但報告指出無法精確評估短信的具體影響。加州因此避免了此前熱浪期間發生的輪流停電，最近一次是2020年8月，公用事業公司不得不短暫切斷用户供電兩次。

根據聯邦能源監管委員會10月報告，今年冬季美國各地在常規情況下應能保障充足供電，但持續寒冷天氣可能給部分地區帶來問題。美國國家海洋和大氣管理局預測今冬將較為温和。

“極端天氣不會消失，而全國範圍內系統歷史上並未針對我們面臨的這組條件進行規劃，”聯邦能源監管委員會委員艾莉森·克萊門茨在10月會議上表示。

在新英格蘭地區，若更多天然氣被用於家庭供暖導致電廠發電供應減少，極寒天氣可能使電網承壓。該地區管道容量有限，十年來一直面臨供應緊張。在管道滿載情況下，該地區依賴進口天然氣填補缺口，並與歐洲國家競購液化天然氣——此前俄羅斯已停止向歐洲輸送大部分管道天然氣。

各州州長和企業一直在請求聯邦政府允許該地區進口國內液化天然氣，這將需要豁免《瓊斯法案》——一項限制美國港口間船舶運輸的法律。

為馬薩諸塞州、康涅狄格州和新罕布什爾州提供電力、天然氣及供水服務的Eversource能源公司首席執行官小約瑟夫·諾蘭表示，公用事業公司已在進行演練，以防該地區電網運營商下令對客户實施輪流停電。

諾蘭稱，他認為用户在緊急情況下會響應節能呼籲，尤其是在加州通過短信警報獲得顯著效果之後。“這讓我看到了美國人民在危難時刻會如何行動，“諾蘭説，“這令我深受鼓舞。”

經過多年相對廉價可靠的能源供應，美國人已不習慣考慮電力短缺問題。但在關鍵時期接受節能要求正成為新常態。分析師和企業表示，預測自願計劃的參與度並在危機中依賴這種措施存在不確定性，多次呼籲後消費者的積極性可能會減弱。

包括波士頓在內的新英格蘭地區（上圖）今年冬季若遇嚴寒推高天然氣需求，可能面臨電網緊張局面。圖片來源：Scott Eisen/Getty Images歐洲能源公司Enel集團北美需求響應業務負責人莫莉·傑拉德表示：“這確實能提供很大幫助，但有些時候僅靠它並不足以化解危機。”

在9月6日加州能源危機期間，Enel公司從全州同意參與需求響應計劃的工商業客户羣體中削減了101兆瓦的用電量，這相當於一座小型發電廠的輸出功率。

在需求響應計劃下，企業通常通過公用事業公司、聚合商或批發市場項目獲得報酬，以便在全年特定小時數和條件下隨時準備削減用電。這一系統為它們提供了一定的計劃確定性，補償了因不得不縮減運營而帶來的損失，並幫助它們在電力成本最高時減少消耗。

缺點是業務中斷，特別是對於那些啓動和停止需要時間的複雜製造流程的公司。居民客户通常通過賬單抵扣獲得報酬，並且可以隨時退出。

在全美範圍內，電網管理正變得越來越複雜。公用事業公司和發電商正試圖平衡滿足日益增長的能源需求的計劃，而一些州的投資者和政策又推動它們減少碳排放。老舊的燃煤和天然氣發電廠已經關閉。電網運營商警告説，風能和太陽能等可再生能源如果不與大型電池配對，其間歇性可能不足以抵消傳統電廠的關閉。

一些公司正在將居民消費者引入需求響應計劃，創建由數千户家庭組成的池，共同實現需求的穩定下降。客户可能會獲得賬單抵扣、禮品卡，或者至少在一個例子中，收到參加歡樂時光的邀請，比如德克薩斯州的一家聚合商在2021年夏天向那些帶着恆温器調至80度照片到達酒吧的客户提供免費飲料。

在加利福尼亞州貝克斯菲爾德，梅麗莎·布萊森參與需求響應聚合商OhmConnect公司的項目已有四年，通常每個夏季能獲得約400美元的獎勵積分和現金。九月熱浪期間，她還因大幅削減用電量獲得了星巴克、酷聖石冰淇淋和亞馬遜的禮品卡。需求響應費用由電網運營商或公用事業公司承擔，資金最終來源於所有用户。其理念在於：為臨時性節能措施付費，比花費數十億美元增建僅在用電高峯期啓用的發電廠更為經濟。

但並非所有人都像布萊森女士這般積極。NRG能源公司負責監管事務的副總裁特拉維斯·卡武拉指出，在持續時間較長的需求響應事件中，參與者最終會選擇退出。該公司主要在得克薩斯州和東北地區從事電力生產與零售業務。

美國擁有智能恆温器等可自動調峯用電的客户相對較少。理想情況下，自願性需求響應項目應實現自動化，並涵蓋泳池水泵、電動汽車和空調等設備。卡武拉表示，短暫斷電、定時用電以及在用電高峯前預冷房屋等措施可在後台運行，既不影響用户生活，也無需他們時刻關注電網狀態。他補充道，允許用户手動干預和選擇退出才是關鍵。

當零售客户在監測電網並擔心停電時，他説，“可能已經出問題了。”

上圖所示的Riot Blockchain公司表示，7月份通過電力信貸賺的錢比比特幣銷售還多。照片：Riot Blockchain Inc.在德克薩斯州，最壞的情況發生在2021年2月，一場嚴寒的冬季風暴導致電力系統大規模癱瘓，包括煤炭、天然氣、核能和風能在內的發電設施全部關閉。數百萬居民在嚴寒中連續多日斷電，從芯片製造商到化工廠的企業都被要求停工。

德克薩斯州電網官員認為，已經存在多年的需求響應計劃是幫助避免這種情況再次發生的工具之一，並看到了與能源密集型行業之一——加密貨幣挖礦合作的機會。

比特幣礦工因為低成本的電力和對企業友好的法規而湧入該州。他們在運行計算機服務器倉庫時消耗大量電力。

礦工們表示，他們以不太明顯的方式使電網受益。德克薩斯區塊鏈委員會主席李·布拉徹表示，當供應充足時，該行業會吸收多餘的風能或太陽能，鼓勵更多可再生能源的發展。當供應短缺時，他們可以迅速關閉電源，他説。

電網官員於四月成立了一個工作組，研究如何將礦工納入系統。礦工必須同意參與這項自願性需求響應計劃，該計劃才能生效。約3.8萬兆瓦的比特幣項目已申請接入電網，接近該州在最炎熱夏日總電力需求的一半。

有時，德克薩斯州的加密貨幣礦工通過減少用電量獲得的收益比挖礦本身更多。Riot Blockchain公司（在德克薩斯州中部設有礦場）表示，7月份獲得了950萬美元的電力信用額度，比特幣淨銷售額為560萬美元。

Riot Blockchain稱其選址於德州電網內，30%的電力來自可再生能源，這對電網有利。“我們能即時關停運營的能力，通過在異常高峯時段保障電力供應，為電網穩定做出了貢獻。“該公司表示。

定製能源解決方案公司副總裁、前德州電網運營商董事會成員Barbara Clemenhagen指出，當電力過剩且價格低廉時，礦工可幫助平衡電網。

“很多時候我們並沒有大量過剩能源，“Clemenhagen女士説，“該如何應對這種情況？”

聯繫Jennifer Hiller請致信 [email protected]