是什么让天然气在极端寒冷的天气中出现瓶颈

当温度在明尼阿波利斯市下降到零下27度在一月份的极地漩涡中，Xcel能源公司敦促所有明尼苏达州的客户降低他们的恒温器，以节省发电所需的天然气。在密歇根，它也在那里比北极还要冷,通用汽车(General Motors)为了预防停电，他们甚至关闭了几家工厂。

这似乎有点自相矛盾。美国天然气产量目前处于稳定状态历史新高此外，可再生能源发电量正以惊人的速度增长记录的速度。

作为一个工程经济学家研究电力市场和燃料供应链在美国，尽管不确定性越来越大，我也会想方设法维持能源供应极端天气。我也编辑学术期刊致力于分析资本投资的成本、收益和风险。根据我所看到的，让发电更加灵活，同时增加对储存天然气的使用，将是在不牺牲温暖的情况下保持照明的最好方法寒流袭击。

更多来自天然气的能量

2019年的天然气短缺只是一系列类似情况中最近的一个。早些时候极地漩涡2013年和2014年，新英格兰遭受的打击尤其严重。的“炸弹旋风”2018年冬季袭击美国东海岸的石油供应紧张，导致天然气价格飙升。

不仅仅是一阵阵的极端天气越来越糟而且更常见，尽管它们确实如此。电网越来越依赖天然气。

许多上了年纪的燃煤发电机组退休的人正在被燃气和风能、太阳能等可再生能源所取代。的份额天然气发电的比例上升到32%从2017年的1990年是18%与此同时，煤炭的比重从76%下降到30%。

天然气的价格要低得多燃气发电机比以前更灵活。这样做要容易得多开启和关闭燃气发电厂例如，比核反应堆还要多。更重要的是，天然气发电厂可以迅速提高或降低产量，以消除风力涡轮机和太阳能电池板发电量不可避免的变化——当没有阳光和风的时候。

作为可再生能源占有更大的股份发电,天然气发电预计将继续增长,太。

没有简单的替代

大多数天然气用于家庭取暖和商用物业取暖，并为制造业提供燃料新闻纸到铝和金枪鱼罐头。经过数年的增长，发电仍然消耗能源只有大约三分之一的天然气使用量在美国。

而且，虽然公用事业公司可以做出不同的选择，但没有简单或直接的方法来找到它的其他用途的替代品——特别是如果他们想要一个替代品的话相对干净的来源。供暖系统需要很长时间和很多钱转换为房主，而对于制造商(PDF)。

为了避免服务中断，大多数大型工业和商业用户以及当地天然气公司都签订了牢固的合同，以保证提供他们预期需要的天然气。

用于发电的天然气的合同是不同的。许多电力公司，尤其是东北部和中西部的电力公司，已经采取了行动“可中断合同”天然气供应商。这些安排让他们支付更低的价格，使他们能够在批发电力市场竞争，但也有不利的一面。他们使得这些公司在天然气输送方面的优先级低于其他客户。

电力行业及其监管机构可以看出，客户不希望将他们的恒温器设置为65度或以下在寒冷的天气里。事实上，他们已经采取措施减少电网对天然气瓶颈的脆弱性，例如调整批发电力市场的时间帮助发电厂购买额外的天然气当他们需要的时候。更好的沟通改善了对需求的预测，使发电厂更容易更早地了解供应中断的情况。

长期投资

寒流增加了对两种电力的需求和天然气同时为家庭和企业供暖，使得批发电价飙升，因为电力市场运营商争相保持电网平稳运行。

电力需求波动按小时、日和季节计算，只有偶尔会被恶劣的天气事件放大，而可再生能源发电的变化会加剧燃气发电厂需求的波动。而不是建筑管道这些电力很少会满负荷使用，因此投资于发电系统的灵活性，以便更容易地适应电力需求和燃料供应的变化，是有意义的。

虽然它们不会立即提高零售电价，但这些短期价格飙升表明，有必要进行长期投资，以避免电价上涨或上涨甚至中断。

其中一个策略就是改进气体发生器，使其具有双燃料能力。实际上，这意味着要为另一种燃料(如石油)建造一个储罐，以及将其注入燃料燃烧的腔室的管道和其他设备。这是一项重大的投资，但这样一来，当极端天气导致天然气需求超过可用管道的容量时，发电厂可以暂时改用替代燃料。

就像任何一种库存，无论是纸杯还是轮毂盖，都将有助于避免供应链中断，储存的天然气也可以保持电力流动。我进行了研究与乔治总表明，与双燃料改造相比，扩大天然气储存设施容量的投资更有效地降低了高电价的风险。

正如2015年南加州居民所认识到的那样，储存大量天然气并非没有风险。泄漏的Aliso峡谷洛杉矶的储存设施导致附近居民生病，并排放出大量温室气体。

但我仍然相信，在下雪天储备一些天然气，或许是在气温降到极低水平时让电灯继续亮着的最佳方式。