为什么电网在没有燃煤电厂的情况下仍然可靠

由于受到极地涡旋的影响，美国大部分地区都经历了一个极其寒冷的冬天。好消息是，尽管电力需求达到了历史最高水平，而且出现了20年来最冷的天气，电力公司和电网运营商们仍感到欣慰让灯和暖气开着。然而，一些观察人士称，去年冬天的经历让人怀疑，如果没有未来几年面临竞争压力、即将退役的老旧燃煤电厂，中国电力系统能否应付得起。

幸运的是，美国主要的电网运营商——负责维护电网可靠性和保证电力供应的实体——不同意这种说法。本说明书解释了在极地涡旋期间网格上发生了什么，并澄清了这种经历对未来极端天气状况和美国环保署碳污染标准实施的影响的误解。

问:据报道，许多计划在明年退役的老燃煤电厂在冬季极端寒冷的时候需要使用。例如，美国最大的电力公司之一美国电力公司(American Electric Power, AEP)报告称，其89%计划退役的燃煤电厂在极地涡旋期间运行。为什么这么多老的煤电厂在这个冬天运行?

旧的燃煤电厂运转如此之快，是因为在极地涡旋期间，由于各种与天气相关的异常原因，有相当数量的其他电厂停止了服务，而这些问题正在得到解决。当这些异常停机问题得到解决后，计划退役的燃煤电厂将不再需要。

大多数停运的电厂都是由于操作和机械问题而无法使用的，比如冻结的煤炭库存、锅炉管故障和点火故障。例如，一些工厂在停运数月后，在极冷的环境下无法启动。(到了一月底，我们又经历了一次极端寒冷期，更多的工厂恢复了正常运转。)电网运营商正在研究纠正措施以避免这些意外，包括要求电厂在寒冷的冬季测试和验证他们的运行能力。这些测试包括“周末检查”要求，以确保植物在长时间休息后重新启动不会有问题。电网运营商也在评估额外的财政激励措施，以奖励提供更高绩效水平的电厂运营商。

寒冷的天气条件也暴露了天然气采购实践中的问题，尽管在整个期间天然气供应充足。此外，电力和天然气市场的故障使一些燃气发电机无法在高需求日获得足够的燃料——一些地区的电力市场宣布第二天的需求时已经太晚，天然气市场无法做出反应。负责维护可靠电网的联邦能源管理委员会(FERC)和电网运营商正在努力在明年冬天之前解决这个问题。

问:那么，在这个冬天的极地涡旋的压力下，这些不是吗退休的燃煤电厂真的需要明年吗?

PJM是美国最大的电网运营商，在大西洋中部和中西部拥有超过180,000兆瓦的电厂容量。与其他地区电网运营商一样，PJM的核心职责之一是通过未来规划确保有足够的发电、输电线路和其他电网资源可用，以保持可靠性和电力供应。经过对可靠性问题的全面评估后，PJM决定，该地区所有9家即将退役的AEP电厂(装机容量约为5400兆瓦)，以及价值数千兆瓦的其他电厂都可以停止运营不会造成任何电网可靠性问题。考虑到4月份的极地涡旋，PJM告知FERC，在考虑了该地区所有公司的退休计划后，他们将有足够的电力来满足可靠性需求。

PJM通过为期三年的年度拍卖来确保必要的电力供应。因此，PJM已经确定，到2017年，其需求将由现有的煤炭、天然气和核电站来满足，并补充近1.9万兆瓦的新发电、能效资源和从邻国地区进口的电力，以及超过1.2万兆瓦的电力需求响应。这些资源加在一起，将超过预计地区燃煤电厂退役的约1.5万兆瓦，使PJM的可用产能比预计需求高出约20%。

问:其他地区呢?例如，我听说电网运营商中洲独立系统运营商(MISO)担心未来电力容量不足——这是真的吗?

MISO运营着中西部和南部15个州的全部或部分电网。4月15日，味噌向FERC报告说，它有足够的电力容量和需求响应资源来满足今年夏季和明年冬季的需求预计需求。与PJM类似，新工厂、能效投资和其他措施正在取代计划退役的工厂。展望2015/2016年冬季和2016年底，味噌及其参与国认为，该地区已非常接近满足其电力供应需求。味噌的分析还在进行中，味噌南部(阿肯色州、密西西比州、得克萨斯州和路易斯安那州)有更多的电力可用，那里有额外的电力，还有从邻近的RTO(西南电力池)进口的电力。

问:在新环保标准的达标期限即将到来之后，我们如何确保电网在寒冷天气条件下仍能保持可靠?

电网运营商计划考虑到新的环境法规，包括美国环保署的汞和空气毒物标准(MATS)，以满足他们的容量需求(包括在冷热天气期间)。承认各种各样的因素——而不仅仅是低成本的天然气——创造潜在的额外的煤电厂退休,工作要做解决燃料供应问题,没有电网运营商告诉FERC或国会支持延迟垫标准的或即将到来的碳污染标准。事实上，一些运营商评论说，把钱花在改造和保留那些不太可靠的老电厂上，没有经济意义，因为这样会把投资从更新更可靠的电厂转移出去。

问:天然气市场和电力市场之间的协调问题能否得到解决?

FERC和电网运营商在极地涡旋发生前就开始着手解决这些问题，并在所有相关地区开放了相关规则制定程序。计划中的变化包括更好地协调日常天然气和电力市场，以确保在需要的时候能够供应天然气，以及使燃气发电厂在天然气供应短缺时更容易使用石油。这种双燃料能力帮助新英格兰的许多工厂在1月和2月成功运行(尽管燃烧石油而不是天然气增加了污染，应该被视为最后的补救办法)。

问:在极地涡旋期间，风力是帮助了还是伤害了?

在寒冷的冬季，风力发电有助于电网的可靠性。在德克萨斯州和中部和中西部在美国，风能在关键时期提供了数千兆瓦的电力，帮助缓和了一些价格飙升和避免了停电。负责运营加州大部分电网的加州独立系统运营商在4月初的一次关于寒冷天气运营的会议上告诉FERC，“可再生能源帮助我们度过了冬天。同样的，新英格兰ISO最近告诉众议院能源和商业委员会(PDF)去年冬天，可再生能源“是能源结构的重要组成部分”。随着风力发电在全国范围内的持续扩张，在冬季用电高峰时期，对电网运营商来说，风力发电变得越来越有价值。在纽约的各种寒流中，NYISO市场上的近1400兆瓦的风力表现非常好，在高需求期间提供了低成本、无排放的电力。

问:在寒冷的天气里，节能有什么帮助?在极地涡旋期间，公共事业部门是否强迫人们减少家庭供暖?

能源效率和需求响应项目帮助电网度过了这个冬天，但没有客户被要求减少用电。大西洋中部和东北部地区的制造商、企业和其他大客户对需求响应财政刺激的反应是，自愿将极地涡漩期的用电高峰减少到3000兆瓦。正如新英格兰ISO最近报道的那样(PDF)，需求响应资源“表现良好，是冬季保持可靠性的重要部分。“所有地区现在都在评估如何扩大可用的需求响应数量，以满足冬季高峰的需求需求。

问:所有这些退休计划会在未来的电费账单上引起震惊吗?

我们无法回避的事实是，当天气特别冷时，我们会使用更多的电力。因此，在这个极端的冬天，电费上涨也就不足为奇了。此外，天然气的高需求导致了地区天然气价格的暂时飙升，这在极冷时期转化为能源价格的短期上涨，也是事实。虽然公用事业的最高价格很高，但由于这些高价格是暂时的，而且一些零售费率结构保护住宅消费者不受这些成本的影响，消费者感受到的最终成本有所缓和。展望未来，FERC和电网运营商正在努力通过更好的市场规则和其他解决方案来减少天然气价格的飙升。此外，天然气的年度价格总体上比过去更低。

问:能源效率和可再生能源如何能帮助满足高峰用电需求并降低电费?

寒冷天气事件凸显了能源效率在满足高峰用电需求和降低电费方面的重要作用。大西洋中部(PJM)和东北(ISO-NE)的电网运营商已经利用其电力市场的效率降低了数千兆瓦的电力需求。与煤炭和天然气工厂不同，能源效率在任何天气条件下都表现良好，而成本不到建设新一代电厂的一半。无论天气如何，可再生能源都能提供零成本的燃料——而且在冬季天然气供应压力最大的月份，一些可再生能源的表现非常出色。无论是在日常生活中，还是在冬季和夏季极端情况下，扩大这些资源是满足我们能源需求的最佳方式。

您可以找到更多关于电网运营商如何规划超出预期的电力需求的信息在这里。

这故事最初出现在NRDC的Switchboard博客上，经许可转载。能源传输塔照片通过ArtisticPhoto通过在上面