极端天气推高能源需求，美国电网改革跑得过气候变化吗？

当地时间7月12日，美国国家气象局（NWS）发布高温预警，提醒美国西部部分地区市民注意补水，警惕“前所未有”的高温风险。气象局称，自6月1日起至今，已有67个气象站的数据追平或打破了75年来的高温纪录。

《洛杉矶时报》援引拉斯维加斯国家气象局的气象学家切尔西彼得斯的话称，7月9日，加州死亡谷国家公园的最高气温达到了130华氏度（54.44摄氏度），打破了1913年创下的纪录。7月11日，死亡谷的平均气温高达118.1华氏度（47.83摄氏度），《华盛顿邮报》评论，这是地球上有史以来观察到的最高日平均温度。

气候变化和极端天气带来的影响已不容忽视，美国目前面临的问题除了老化的电网，还有即将到来的令人不安的未来。

各地野火肆虐

与此同时，根据美国国家跨部门消防中心的数据，目前美国境内共有59处野火正在12个州同时燃烧，大火共烧毁了 863976 英亩（约3500平方公里）土地。

当地时间2021年7月10日，美国加利福尼亚州，贝克沃斯综合火灾在当地肆意蔓延，摧毁多栋住宅，火光冲天。消防人员在火灾现场参与灭火工作。人民视觉 图

据美联社报道称，加州今年最大的野火——贝克沃斯（the Beckwourth Complex）大火——仍在内华达州沿线肆虐，截至7月12日上午，燃烧面积已达362平方公里，州监管机构要求市民自愿“尽可能多地节约用电”以避免潜在的停电风险。

在俄勒冈州，布迪莱格大火（Bootleg Fire）在靠近克拉马斯县斯普拉格河镇的弗里蒙特-维纳玛国家森林时发生爆炸，火势蔓延240平方英里（621 平方公里）。火灾还中断了为邻近的加利福尼亚州提供高达 5500 兆瓦电力的三条输电线路的服务。

华盛顿东南部的一场野火蔓延至近 60 平方英里（155 平方公里）。而在爱达荷州，州长布拉德·利特尔已动员国民警卫队帮助扑灭雷暴席卷干旱地区后引发的火灾。

10日，一架小型飞机在对莫亚利桑那州哈维县农村野火的调查中坠毁，两名机组人员丧生。遇难者为 62 岁的空中战术小组主管杰夫·皮丘拉（Jeff Piechura），一位退休的图森地区消防队长，遇难前正为科罗纳多国家森林工作，以及 48 岁的马修·米勒（Matthew Miller），美国林务局签约的猎鹰执行航空队的一名飞行员。美国国家运输安全委员会正在调查这起事故。

电网改革迫在眉睫

7月12日，加州国际标准化组织（Cal ISO）发布Flex Alert节电警报，敦促加州居民在下午4时至9时间调高空调温度，关闭不必要的照明设备并避免使用大型电器。ISO已连续于9日、10日发布类似警报。

为应对极端高温天气，加州州长加文·纽瑟姆于10日签署一项能源容量释放令，该命令允许紧急使用辅助船舶发动机以缓解该州电网的压力。

据新闻评论网站VOX称，这已不是最近几个月的极端天气第一次给电网造成严重问题。在今年2月冬季风暴袭击德克萨斯州期间，近500 万人受断电影响。6 月，加利福尼亚州建议居民在非高峰时段为电动汽车充电以节省能源。在本周的热浪袭来时，在几个街区停电后，有史以来第一次，纽约市官员向居民发送了紧急移动警报，敦促他们节约能源。

显而易见的是，面对气候变化带来的影响，美国的电网还没有做好应对准备。报道指出，随着气候变化包括极端天气事件带来的影响越来越严重，美国现在正在与时间赛跑，将其能源供应转向风能和太阳能等可再生能源，同时也需要越来越多的电力来满足市民的需求——从为更多空调供电到应对日益增长的电动汽车数量。

更进一步而言，在极端天气面前，拥有一个可靠的电网是关乎生死的问题。据BuzzFeed称，在今年2月德克萨斯州冬季风暴造成的最严重的停电事件中，估计有700人死亡。而在过去一周太平洋西北地区和加拿大的热浪中，已有数百人死亡。

美国电网是如何运作的

2020年，美国约40%的发电来自燃气发电。虽然电网目前仍然依赖大量的煤电，但越来越多的电力来自太阳能和风能等可再生能源，这有望使电网更具可持续性。虽然其中一些来源对环境的影响比其他来源严重得多，但它们都为电网提供电力，这是一个由高低压电线、传感器、电线杆和变压器组成的巨大工程系统。

电力穿过电网，从长距离输送电力的高压线转移到低压线，这一过程被称为“降压”。低压线路将电力分配给建筑物，然后是个人电器和电子产品。但其中的障碍是，目前，美国仍然面临着输电线路拥堵的问题，这些线路已经达到了他们可以输送的电量极限。在佛蒙特州，由于电网已经达到最大限度，太阳能和风能只能暂停发电。

美国电网是由几个区域电网互相连接组成，这些电网连接在一起并以 60 赫兹的频率同步运行。虽然这些系统非常庞大，但对电网的监督却有些拼凑的意思。为电网发电的有全国10000多座发电厂。但电网本身，包括输配电系统，由国有和私营实体共同运营，包括一些公私合作。然后，纽约市的 Con Edison 和旧金山的 PG&E 等当地公用事业公司将电力最终输送到人们的家中。

电网不连接更广泛的系统可能会导致更大的问题。例如，德克萨斯州选择运营自己的电网，该电网在很大程度上独立于其他地区电力系统。虽然这赋予了该州更多的自主权，但有些评论认为，如果该州的电网能够从其他电源中获取电力，那么在2020年的冬天，德克萨斯州就可以避免那场毁灭性的停电。值得注意的是，在2020年的同一场风暴中，与德克萨斯州临近的俄克拉荷马州便能够借其他州的帮助以保持供电。

炎热的天气会推高能源需求，通常是为空调供电，这会导致电网过载并导致断电——部分断电会降低整体可用电力。与此同时，高温会降低发电厂的效率，限制电力线可以携带的能量，并使变压器更容易发生故障（变压器有助于控制整个电网的电压）。

与此同时，发电厂需要用水来冷却系统，这导致了它们对水的高度依赖。炎热干燥的天气推动了对空调的需求，继而推动了对能源的需求，最终推动了电网对水的需求。然而，在干旱时期水资源往往供不应求。同时，冷却系统也需要电力，这也增加了能源需求。

拜登政府电网改革计划

今年4月27日，拜登政府宣布了一项超过 80 亿美元（约合人民币517.14亿元）的改善美国电网的计划，能源部长詹妮弗·格兰霍姆（Jennifer Granholm）宣布推出两种关键融资工具，可以促进高压输电线路的建设，以提高电力的覆盖范围、可靠性和弹性，并释放更多国家的清洁能源资源。

目前，美国西部地区电力管理局输电基础设施计划的 32.5 亿美元基金已开放申请，申请者可以利用这些申请来获得项目支持，并为开发西部可再生能源的输电项目提供低成本资金。

美国能源部的贷款计划办公室正在申请高达 50 亿美元的贷款担保，以支持创新的输电项目以及联邦认可的部落国家或阿拉斯加原住民公司拥有的输电项目。这包括高压直流 （HVDC）系统、连接海上风电的传输以及位于铁路和公路沿线的设施。

然而，评论称，拜登能否成功应对更新电网的复杂挑战还有待观察。如果政府不采取行动，私营公司可能会承担修复电网的工作，并且无法保证他们会将美国电力供应的长期保障置于个人利益之上。