百噸旋轉巨物可防停電 - 彭博社

2025年4月28日，西班牙莫林斯德雷伊停電期間，居民們站在未亮的路燈旁陽台上。

攝影師：安赫爾·加西亞/彭博社四月，西班牙遭遇了持續近一整天的全國性停電。對於這個歐洲太陽能發展最快的國家之一——五年內裝機容量翻了三倍——這是一次創傷性事件。

這次停電引發了一個重大問題：太陽能是罪魁禍首嗎？在可再生能源時代，如何才能避免停電？

## 零碳

如何在可再生能源時代阻止停電

29:40

彭博綠色頻道的勞拉·米蘭與阿克沙特·拉蒂在《零碳》節目中探討了伊比利亞半島的教訓以及可能讓此類停電成為過去的技術。

彭博綠色* 英偉達敦促台灣在公投前擁抱核能

• 報告稱澳大利亞公用事業太陽能熱潮已達頂峯
• 加州野火迫使葡萄酒鄉農村地區疏散
• 美國和中國正在阻撓印度獲得7萬億美元太陽能大獎的機會 立即收聽，並在蘋果播客、Spotify或YouTube上訂閲，每週四獲取《零碳》新節目。

我們的文字記錄由軟件和人工編輯共同生成，文本與音頻內容可能存在細微差異。印刷引用前請以音頻內容為準。

阿克沙特·拉提 00:00

歡迎收聽《零碳》節目，我是阿克沙特·拉提。本週主題：如何避免大停電

我們總把電力視為理所當然。當電力消失時，哪怕只是片刻，生活中最簡單的事情都會變得困難，比如乘坐電梯或在沒有紅燈的情況下過馬路。現在想象一場全國範圍的大停電。不是幾分鐘，而是持續近一整天。這就是今年早些時候在西班牙發生的情況。

勞拉·米蘭 00:40

沒有音樂，沒有電視，人們只是站在陽台上或户外交談，在燭光下度過一個春夜。

阿克沙特·拉提 00:52

這是我的同事勞拉·米蘭，雖然她對停電的描述聽起來像是浪漫喜劇中的場景，但那一刻只是個例外，因為西班牙在近一整天的時間裏都處於混亂之中。這引發了一場巨大的討論。

過去五年中，西班牙電網的太陽能發電量增加了兩倍，因為現在它當然是最便宜的電力來源。西班牙的情況並非個例。太陽能幾乎在全球各地都在大規模部署。

這也是為什麼人們想知道：這次停電是否應歸咎於太陽能？如果是的話，當間歇性可再生能源在能源結構中的比重越來越大時，需要採取哪些措施來確保現代電網的穩定性。

今天，我們將探討這個問題，並通過我們的報道嘗試給出答案。為了講述這個故事，我邀請到了駐馬德里的彭博綠色頻道同事勞拉·米蘭。我們將分析西班牙停電事件帶來的教訓，深入瞭解現有的解決方案，並瞭解英國和澳大利亞等已擁有大量可再生能源的國家如何穩定電網。

這是《瓶頸》系列的第四集，我們在這裏探討阻礙電氣化和清潔能源發展的鮮為人知的因素。請在節目説明中查看之前的劇集。

阿克沙特·拉蒂 2:13

勞拉，歡迎回到零碳。

勞拉·米蘭 2:15

你好。謝謝邀請我。

阿克沙特·拉蒂 2:16

我想從幾個月前的四月開始，談談西班牙發生的事件。當時全國範圍的停電不僅影響了西班牙，還波及葡萄牙和法國部分地區，並引發了關於可再生能源是否應受指責的廣泛討論。但在深入細節之前，請告訴我們你的經歷，因為你當時在馬德里，親眼目睹了事件的經過，並且自己也受到了影響。

勞拉·米蘭 2:40

是的，當然，這影響了全國所有人，正如你所説，實際上是整個地區。我當時在辦公室工作，突然燈滅了。但由於辦公室有備用發電機，電腦沒有斷電。我們以為是樓內供電出了問題，所以等了一會兒。但後來我們聽到外面的警笛聲，從窗户往外看，發現路燈也滅了，這時我們意識到情況更嚴重了。我開始發短信，辦公室的其他人也是，聯繫馬德里以外的家人和朋友，想了解停電的範圍。很快我們收到來自西班牙各地的人回覆説他們也沒有電。在最初的幾分鐘內，我們就發現全國都停電了。

阿克沙特·拉提 3:33

當天後續情況如何？

勞拉·米蘭 3:35

對我們記者而言那天非常緊張，因為顯然要全力查清事件原委、原因及影響，同時辦公室備用發電機也不知能撐多久。結果它堅持了整個晚上，這對我們非常有利，但全國多數人可沒這麼幸運。人們被困在地鐵車廂裏數小時，城市路燈熄滅導致車輛和歸家人羣排起長龍，商鋪斷電後要麼歇業要麼摸黑營業。這真是棘手的一天。所幸醫院、機場等關鍵場所的備用系統都正常運行——後來我們才知道這些戰略要地配備的備用電源能持續供電數日。值得慶幸的是停電沒有持續那麼久，除了部分活動和那些被困地鐵的人，全國大體平安。我最初的焦慮自然是急着確認家人安危，最終我徒步回家（比平時多花了些時間）發現他們都安好。幸好家裏有個燃氣燒烤爐讓我們能吃上晚飯。夜幕降臨後，從我家窗户望出去竟是別樣美景——鄰居們點起的燭光（當時大家都靠蠟燭和手電照明）。電力恢復是分片進行的，我們透過窗户看着其他樓宇逐一亮燈，午夜前終於輪到我們。這就是我們的小停電歷險記。

阿克沙特·拉提 5:45

很高興你獲得片刻寧靜。請為我們梳理已知的停電事件及其成因。

勞拉·米蘭 5:54

目前停電原因仍在調查中。四項獨立調查正在進行，西班牙電網運營商的報告已提交，我們正等待其他機構的最終結論。已知部分設施出現故障——西班牙南部的太陽能電站發生脱網，但類似事件此前從未引發全國停電。因此本次可能是多重事件連鎖反應的結果。

關鍵時間線如下：太陽能電站脱網後，負責電網穩定的運營商立即向天然氣電廠請求調頻支援，但氣電啓動耗時約90分鐘。在這段空窗期內，電網失穩觸發全國發電廠的自我保護機制，導致瞬間全網崩潰。

當前調查建議西班牙加裝同步補償器和構網型逆變器，這類設備能有效應對4月28日出現的電壓失穩問題。這正是我們合作報道的切入點——不僅分析西班牙事故，更探討各國如何預防類似事件。例如2019年英國大停電後採取了哪些改進措施？

阿克沙特·拉提 8:43

沒錯，可以説這顯然不是可再生能源時代的首次停電。英國在2019年8月9日就發生過一次，規模比西班牙這次小得多。約100萬人受影響，45分鐘內恢復供電。但事件嚴重性足以讓電網運營商立即採取行動，其措施之一就是在數月內啓動了這項提供電網穩定服務的計劃。同步補償器就是首批嘗試提供此類服務的設備，旨在幫助預防停電。

勞拉·米蘭 9:27

能稍作解釋嗎？什麼是同步補償器？電網為何需要它？工作原理是什麼？

阿克沙特·拉提 9:38

這確實很複雜，我們逐步説明。過去一百年的電網運行都依賴旋轉裝置。人們可能沒意識到這點，因為這些裝置不可見。這些渦輪機要麼靠煤炭加熱水產生蒸汽驅動，要麼是燃氣渦輪機——燃氣在內部燃燒，帶動磁鐵環繞的轉子旋轉。正是旋轉軸與磁鐵的相互作用產生了電力。電網輸送的是交流電，會在正負極間以恆定頻率（每秒約50次，即50赫茲）交替變化。百年來，電網運營商已掌握如何通過旋轉裝置管理電力。但如今太陽能出現了——這種發電形式沒有任何活動部件，僅是陽光照射硅片釋放電子產生電流。電網尚未完全適應這種電力形式。短期內，電網運營商的解決方案是：既然不用燃煤或燃氣渦輪機，就添加不燃燒化石燃料的旋轉裝置，這就是同步補償器。它本質上是持續消耗少量電力，讓這個百噸重的物體保持旋轉，從而提供電網穩定服務。

勞拉·米蘭 11:41

你確實親眼見過其中一台設備運行對吧？能描述下這台龐大笨重的機器是什麼樣子嗎？在你實地考察的地方，它具體為電網提供了什麼功能？

阿克沙特·拉蒂 11:53

我見到的是英國大停電後建造的首台設備，位於英格蘭北部利物浦。它坐落在一個廢棄市場和生鏽的老變電站之間。現場圍着通電的高柵欄——因為屬於國家關鍵基礎設施需要保護。進入前我們必須佩戴耳罩，據説機器噪音極大，內部根本無法交談。穿過金屬防護罩首先映入眼簾的就是這個轟鳴的巨型裝置，其次會聞到機油味。這些機油用於保障這個98噸重的大傢伙保持每分鐘1500轉的恆定轉速。

勞拉·米蘭 12:47

真有意思，這個對國家電網至關重要的設備——它保障着整個國家的電力供應——可能從旁邊經過都無人察覺。他們是否透露過，雖然同步補償器始終運轉，但實際需要啓動並提供關鍵穩定服務的頻率有多高？你有相關數據嗎？

阿克沙特·拉蒂 13:15

實際上它每隔幾天就會啓動一次，也就是説，利物浦電網每隔幾天就會經歷類似西班牙遇到的情況，比如太陽能發電場突然停運，或者從挪威輸送千兆瓦電力的互聯線路突然中斷。而這個名為同步補償器的裝置，基本上會在需要時額外注入電力，並在故障發生後的毫秒級時間內做出反應。如果因發電廠故障導致電力突增，它也會自動吸收多餘電力。無需人工決策，它能即時響應電網波動，通過適時注入或吸收電力來確保電網頻率保持穩定的50赫茲。通過轉速變化可以直觀觀察到這一過程——當它以1500轉/分鐘運轉時，在執行電網調節任務期間轉速會出現輕微波動。

阿克沙特·拉蒂 14:37

稍事休息後，我將繼續分享與勞拉·米蘭關於西班牙停電事件及解決方案技術的對話。若本期內容對您有所啓發，請在Apple播客和Spotify上為節目評分留言。最近一位名為"變革先鋒"的聽眾反饋：“聽完《零碳》系列幾期節目，你會對氣候行動的艱鉅性和已取得的進展有全新認識。“感謝"變革先鋒"的分享。

勞拉·米蘭 15:15

阿克沙特，你剛剛告訴我們電網如何依賴旋轉設備運行了一個多世紀，但實際上現在我們看到燃煤電廠甚至燃氣電廠正在退役，在西班牙的案例中，我們看到燃氣電廠上線速度不夠快，無法防止停電。因此，在某些地方，這些設備正在被同步補償器取代。但我的問題是，我們是否仍將依賴旋轉設備來維持電網運行？還是有其他替代方案？

阿克沙特·拉蒂 15:45

是的，在我們的報道中，我們發現電網運營商對旋轉設備感到放心。這就是為什麼當燃氣輪機、燃煤電廠甚至核電廠（如德國發生的情況）關閉時，它們首先被這些同步補償器取代，因為對電網運營商來説，這是一種類似的替代方案。但我們也知道，未來不一定需要依賴旋轉設備。目前已經有併網逆變器在一些地方部署，它們也能完成這項工作。

勞拉·米蘭 16:23

你能告訴我們什麼是併網逆變器以及它是如何工作的嗎？

阿克沙特·拉蒂 16:27

逆變器在可再生能源時代從一開始就存在，因為太陽能電廠和電池產生的是直流電，在接入電網之前需要將其轉換為交流電。但今天大多數電廠使用的是被動逆變器。它們基本上覆制電網已有的信號。如果電網以49.5赫茲運行，逆變器就會產生49.5赫茲的交流電。這有時會帶來問題，因為如果電網出現故障，這些逆變器可能會放大故障，使情況惡化。因此，現在有一種趨勢是通過在逆變器中加入計算機處理芯片，使其智能化，從而幫助電網形成正確的頻率。這就是為什麼它們被稱為併網逆變器。目前的做法是將電池與這些併網逆變器連接起來，它們可以以數字方式完成旋轉設備的工作。旋轉設備產生一種稱為慣性的東西，即物體由於牛頓運動定律而保持旋轉，這有助於電網運營商穩定電網。併網逆變器本質上是通過數字處理產生這種信號，使其效果與旋轉設備相當。

勞拉·米蘭 17:56

阿克沙特，我很喜歡今天播客中我們學到的這麼多新技術概念。這些電池、這些構網型電池的應用有多廣泛？

阿克沙特·拉蒂 18:06

目前同步補償器的建造成本更低，因此初期部署較多。但它們的運行成本很高，因為需要持續消耗電力。而電池的前期建造成本要高得多，畢竟電池本身價格仍不低廉，不過它們不會一直耗電。電池的第二個問題是電網運營商對這種使用方式還不熟悉，目前僅在部分地區小規模試點。比如澳大利亞有幾個案例，英國正在建設一個構網型電池項目，美國也有零星應用，但遠未達到理想規模。我們採訪了彭博新能源財經的費利西婭·阿米諾夫，她表示電網運營商尚未完全信任這類設備在電網中的表現，但一旦建立信任，部署規模就會擴大。剛才我們討論了英國停電事件的教訓，以及同步補償器和構網型逆變器等技術解決方案的作用。那麼西班牙針對本國停電事故有什麼應對計劃？

勞拉·米蘭 19:17

西班牙首先着手調查事故原因，同時制定防範措施。雖然停電僅持續數小時，但全國全天候斷電的震撼經歷顯然給該國留下了深刻教訓。停電後的數小時乃至數日內，我們看到西班牙電網運營商迴歸了傳統可靠方案——事故初期電網中可再生能源佔比驟降，天然氣發電比例上升，隨後幾周才逐漸恢復原有結構。6月19日，西班牙國家市場與競爭委員會（CNMC）緊急通過了旨在穩定電網電壓的新規，這些規則其實已被擱置數月甚至數年。監管機構此前遲遲未批准，卻在停電事故後突然加速推進。新規開放了原先僅限天然氣和核電廠參與的"穩定性市場”，該市場機制鼓勵參與者配置穩定電網的設備。現在風能和太陽能電廠也被允許進入這個市場，這將激勵可再生能源運營商安裝構網型逆變器、同步補償器等穩定設備，因為他們能因此獲得報酬——而這在以前是沒有的經濟動力。

阿克沙特·拉提 21:15

我們現在看到可再生能源的部署正在快速增長。國際能源署最近發佈的一份報告研究了風能和太陽能在全球電網結構中的佔比。從2016年至今的十年間，這一比例已從4%上升至20%，且沒有停止增長的跡象。我們知道，在英國發生那次停電後，隨着電網形成逆變器和同步補償器的加入，電網中的可再生能源比例持續上升。澳大利亞也發生了類似情況，2016年在一個風電發展非常迅速的地區發生了停電，他們採取了類似的措施，如今澳大利亞電網中的風能和太陽能佔比大幅提高。那麼，我們是否看到世界各國都認識到了這些電網穩定技術的必要性，並且正在為此投資？

勞拉·米蘭 22:16

遺憾的是並沒有。正如你剛才提到的，我們看到的是各國在重大事件、大規模停電發生後才做出反應。根據彭博新能源財經的研究，與投入電網的可再生能源投資相比，電網投資是滯後的。歐盟27個成員國加上英國，平均每在可再生能源上投入1美元，電網投資僅為0.7美元。西班牙在電網上的投資更是每1美元只有0.3美元，這是彭博新能源財經跟蹤的國家中最低的。而且不僅僅是西班牙。世界各地都在發生停電事件，這導致了對可再生能源的政治反彈，而如果政治家們想要實現他們的氣候和可再生能源承諾，這是他們現在無法承受的。因此，聯合國秘書長安東尼奧·古特雷斯在7月的一次演講中也認識到了這一點，他呼籲各國真正重視電網投資和電網基礎設施，提到我們之前所説的可再生能源投資與電網投資的比例應該是一比一。

阿克沙特·拉提 23:38

聯合國負責人在演講中談及電網投資確實耐人尋味。顯然這是亟待解決的重大問題。為實現氣候目標固然需要可再生能源，但發展中國家尤其需要這些技術來維持低廉的能源成本——畢竟這是當前最經濟的電力建設方案。但阻礙西班牙等國部署這些技術的，僅僅是資金缺口嗎？還是存在其他障礙？

勞拉·米蘭 24:12

資金並非唯一瓶頸。真正的阻礙在於監管審批耗時——無論是同步調相機還是構網型逆變器，從採購到併網都需漫長流程。例如整個歐盟至今仍沿用2012年制定的電力法規，這套已逾十年的標準正在升級，歐盟機構雖已推進兩年，但新規何時生效仍無眉目。理論上，升級後的法規將幫助各國建立穩定性市場框架，這正是激勵企業部署西班牙現有設備（如同步調相機和構網型電池）的關鍵前提。西班牙需持續完善法規來推動市場建設，但今夏國會擱置了相關修正案——儘管這與電網穩定性無關，但執政的社會黨在國會處於少數派，必須爭取其他黨派支持才能通過立法。即便法規落地，後續流程仍非易事：從制定合同到明確技術規範（無論針對同步調相機還是構網型電池），西門子能源透露德國相關文件可能長達2000頁，整個流程（包括招標和企業響應）或耗時十年。可見即便法規完備，實施過程依然漫長。

阿克沙特·拉提 26:14

西門子能源專家還告訴我們，並非所有國家都這樣做。英國確實有更精簡的法規，可以很快將同步補償器接入電網。利物浦的招標就是一個例子，設備在招標後18個月內就投入運行。因此，各國顯然可以相互學習很多經驗。現在，當我們進行這類報道時，我們會花數週甚至數月的時間與專家交談，走訪各地，研究這些設備。但編輯希望這個故事能觸達更多受眾，我們的編輯亞倫·魯特科夫特別強調的一個角度是：因為太陽能成本低廉，大量部署太陽能是否會帶來某種後遺症”？因為它不僅能實現可再生能源目標，還能降低電網的電力成本。他們是否像攝入過多糖分或酒精一樣，大量部署太陽能，卻沒有意識到可能的後果？在完成這項工作後，你得出什麼結論？

勞拉·米蘭 27:21

我認為這是個很好的比喻。我們知道這些國家首先設定了非常雄心勃勃的可再生能源目標。例如，歐盟設定了到2030年至少42%的清潔能源目標，而西班牙的目標更為雄心勃勃，計劃在本十年末達到81%。然後我們看到可再生能源成本下降，在生活成本危機時期，它們成為提供廉價能源的完美解決方案。顯然，這是完美的解決方案，但他們卻忘記了電網的一個非常重要的功能，即連接電力生產地和消費地。這就是"後遺症"出現的時候，表現為一場可怕的停電，導致整個國家——實際上是兩個國家——斷電數小時。人們突然開始關注以前無人問津的設備，如同步補償器、構網型逆變器。突然之間，西班牙的每個人都在討論：為什麼我們沒有這些東西？這就是我們的"後遺症"。

阿克沙特·拉提 28:31

這次報道非常有趣。雖然是個極客味十足的故事，但確實是個重要解決方案。謝謝你，勞拉。

勞拉·米蘭 28:38

謝謝你，阿克沙特。

阿克沙特·拉提 28:42

也感謝大家收聽《零碳》節目。現在播放本週特色音效——這是我在利物浦參觀的同步補償器發出的聲音。很震撼吧？想閲讀我和勞拉關於西班牙停電事件及電網瓶頸的完整報道，請訪問bloomberg.com，或查看節目備註中的鏈接。

若喜歡本期節目，請在蘋果播客或Spotify上為節目評分並留言。把這期內容分享給朋友或喜歡旋轉機械的人吧。本期由奧斯卡·博伊德製作，主題音樂由Wonderly創作。特別鳴謝參與報道的所有同仁：海莉·沃倫、湯姆·費弗里爾、威爾·馬西斯、托馬斯·瓜爾鐵裏、艾米麗·比烏索、亞倫·魯特科夫、索姆納特·巴特和喬迪·梅格森。我是阿克沙特·拉提，下期再會。