“毀滅性”颶風(fēng)過后的思考：建立“微電網(wǎng)+分布式”的彈性可再生能源電力系統(tǒng)

2018-03-19 17:29:29 落基山研究所　點(diǎn)擊量：評論 (0)

2017年9月，毀滅性的颶風(fēng)伊瑪席卷了加勒比地區(qū)。在高達(dá)185英里每小時的風(fēng)速下，建筑物嚴(yán)重?fù)p毀，樹木與電線東倒西歪，卡車被掀翻，而船舶像

2017年9月，毀滅性的颶風(fēng)伊瑪席卷了加勒比地區(qū)。在高達(dá)185英里每小時的風(fēng)速下，建筑物嚴(yán)重?fù)p毀，樹木與電線東倒西歪，卡車被掀翻，而船舶像玩具一樣被扔在岸邊。風(fēng)暴帶來的洪水將街道變?yōu)榱藳坝康拇蠛樱蜎]了整個社區(qū)。颶風(fēng)伊瑪是有記錄以來北大西洋地區(qū)發(fā)生的最強(qiáng)五級颶風(fēng)，共造成超過36人死亡和難以想象的破壞。在巴布達(dá)，颶風(fēng)伊瑪摧毀了95%的住宅與基礎(chǔ)設(shè)施，包括整個電網(wǎng)。在英屬維京群島，目擊者稱其為一次“核颶風(fēng)”，造成了無法用語言形容的嚴(yán)重破壞與無數(shù)殘骸。此外，在圣巴茨、安圭拉、波多黎各、古巴、多米尼加共和國、特克斯和凱科斯、巴哈馬和美屬維京群島，颶風(fēng)過后無不是一派破敗不堪的悲慘景象。數(shù)千民眾流離失所，甚至無法得到生活必需的水、食物和電力供應(yīng)。

(來源：落基山研究所作者：Christopher Burgess, 落基山研究所島嶼能源計劃項目總監(jiān);Justin Locke, 落基山研究所島嶼能源計劃總監(jiān);Stephen Doig，落基山研究所常務(wù)董事)

據(jù)估計，颶風(fēng)伊瑪造成的破壞共價值100億美元，而它帶來的總體經(jīng)濟(jì)損失可能比這一數(shù)字還要高10倍以上。然而，伊瑪還只是北大西洋或墨西哥灣地區(qū)在過去三周內(nèi)經(jīng)歷的四次已命名颶風(fēng)中的一次。在伊瑪?shù)絹砬安坏揭恢埽Z風(fēng)哈維已摧毀了巴巴多斯的電力設(shè)施，淹沒了那里的街道，并隨后登陸德克薩斯，帶來了創(chuàng)紀(jì)錄的傾盆大雨和史無前例的嚴(yán)重破壞。

大型風(fēng)暴會對加勒比地區(qū)小國造成嚴(yán)重的個人和社會損失，甚至可能在一夜之間使這些國家的經(jīng)濟(jì)倒退數(shù)十年。2004年，颶風(fēng)伊萬給格林納達(dá)帶來的損失高達(dá)9億美元，比該國GDP的兩倍還要多。

同等重要的是，這些災(zāi)難事件提醒了我們加勒比地區(qū)國家在自然災(zāi)害面前是如此不堪一擊。其中，最明顯的例子就是他們暴露的、集中式的、依靠化石燃料供應(yīng)能源的電網(wǎng)系統(tǒng)。如果風(fēng)暴摧毀了一座島嶼的電廠，整個島嶼都將被黑暗籠罩。風(fēng)暴對脆弱的港口的破壞還會切斷其必不可少的燃料的供應(yīng)。除此以外，數(shù)英里長的電纜線路同樣非常脆弱，并且重建這些線路需要付出昂貴的代價。

重建彈性系統(tǒng)的機(jī)遇

災(zāi)難過后，我們首先需要做的當(dāng)然是提供人道主義救援，包括為災(zāi)民提供水、食物和其他必要補(bǔ)給;確保災(zāi)民的安全;恢復(fù)基本服務(wù);并幫助當(dāng)?shù)厣虡I(yè)重回正軌。然而，即使我們必須立刻著手向這一區(qū)域提供幫助，我們?nèi)杂袡C(jī)會將其重建得更美好、更清潔。相對于重建原先的二十世紀(jì)電網(wǎng)系統(tǒng)，我們能夠充分利用二十一世紀(jì)的新興技術(shù)，使加勒比地區(qū)在未來風(fēng)暴中具備更強(qiáng)的抵抗力。

其中的關(guān)鍵工作在于，用分散化的彈性可再生能源電力以及能效提升手段，替代或改造集中式的電網(wǎng)系統(tǒng)。隨著太陽能、風(fēng)能和電池儲能技術(shù)成本的大幅下降，小型分布式可再生能源系統(tǒng)和更高的能效能夠降低當(dāng)前的島嶼電力成本，約每千瓦時0.20-0.50美元，這一成本處于全球最高水平之列。因為部分獨(dú)立運(yùn)行的微電網(wǎng)有可能在電網(wǎng)或其他微電網(wǎng)斷電時繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這能夠提高這些國家在大規(guī)模風(fēng)暴來臨時的抵御能力。值得一提的是，為理查德&dot;布蘭森爵士所擁有的內(nèi)克島大部分地區(qū)供電的太陽能發(fā)電設(shè)施在遭受伊瑪?shù)臎_擊后仍然存活了下來;而根據(jù)特克斯和凱科斯電力公司Fortis TCI確認(rèn)，位于該國普羅維登西亞萊斯島的太陽能發(fā)電廠在伊瑪以155英里每小時風(fēng)速襲擊這座英國海外領(lǐng)地時一直保持著不間斷的運(yùn)行。

然而，島嶼國家并不是分散式彈性可再生能源電網(wǎng)唯一的目標(biāo)。在美國，國家電力制造商協(xié)會(NationalElectrical Manufacturers Association，NEMA)認(rèn)為“大學(xué)、醫(yī)院、工業(yè)園區(qū)和住宅區(qū)都是發(fā)展彈性且堅固的互聯(lián)式微電網(wǎng)的理想場所，而這才是未來電力公用基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的方向。獨(dú)立運(yùn)行的微電網(wǎng)可以在名義上連接在一起，形成一套整體電網(wǎng)系統(tǒng)，但在自然災(zāi)害等破壞事件發(fā)生時可以從整體電網(wǎng)中分離出來獨(dú)立運(yùn)營。”

除提供能源彈性外，可再生能源還能幫助島嶼國家免受化石燃料價格波動的影響，而后者和颶風(fēng)一樣都會對該區(qū)域經(jīng)濟(jì)帶來強(qiáng)烈震動，給這一世界上面臨最嚴(yán)峻經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)的地區(qū)帶來沉重的負(fù)擔(dān)。更重要的是，可再生能源能夠降低島嶼國家對化石燃料進(jìn)口的依賴，節(jié)省用于購買外國燃料的數(shù)百萬美元，并且有可能通過實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)電氣化轉(zhuǎn)型，進(jìn)一步降低對外國化石燃料的進(jìn)口。

即使在不考慮氣候變化的前提下，抓住機(jī)遇，更合理地安排重建工作也是具有非凡意義的。但是，隨著海平面上升的趨勢得到確定，以及更加頻繁且更加兇猛風(fēng)暴的不斷發(fā)生，這一任務(wù)正變得愈發(fā)關(guān)鍵。這為加勒比島國抵御今后的挑戰(zhàn)帶來了最關(guān)鍵的希望，同時還能夠降低成本、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、并提高整個區(qū)域的競爭力。

颶風(fēng)伊瑪造成的悲劇有可能成為受其影響的各國政府、電力公司管理層和當(dāng)?shù)厝藗儗で蟾淖兊拇呋瘎?mdash;—通過與國際合作伙伴及私營部門合作，將災(zāi)難變?yōu)闄C(jī)遇，重建一個更美好、更清潔的可持續(xù)的彈性電力與交通系統(tǒng)。

我們的方案

在我們的島嶼能源計劃及克林頓氣候倡議(Clinton Climate Initiative，CCI)過去數(shù)年成功運(yùn)營的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，我們總結(jié)出了轉(zhuǎn)變加勒比地區(qū)的行動方案。這一行動方案特別包括了三方面互相促進(jìn)的組成部分：

1. 快速的一體化資源規(guī)劃：整體化系統(tǒng)方案將為能源和交通部門創(chuàng)造一體化的規(guī)劃方式，從而降低成本，刺激私營部門投資，提高系統(tǒng)可靠性，增加在極端天氣事件和其他災(zāi)難下的能源彈性，并降低排放(甚至零排放)。這一規(guī)劃能夠識別最理想的項目，通過高水平的可再生能源和能效開發(fā)完成能源部門轉(zhuǎn)型，同時推動交通部門變革，推廣電動汽車。這一過程的具體步驟包括：

聯(lián)合利益相關(guān)方，對于希望建設(shè)什么樣的社會達(dá)成共識;

預(yù)測電力需求方面的變化，確定滿足這一需求所需的新資源;

發(fā)現(xiàn)可用的資源，如太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒗l(fā)電、柴油以及天然氣;

對能效和集中式與分布式能源發(fā)電方式的組合，以及它們成本、對現(xiàn)存電網(wǎng)的影響進(jìn)行細(xì)致分析;

及時發(fā)現(xiàn)包括災(zāi)難、超負(fù)荷需求或其他問題造成的現(xiàn)存電網(wǎng)缺陷，識別加強(qiáng)電網(wǎng)的機(jī)遇。

2. 項目識別和開發(fā)：一旦規(guī)劃流程識別了可行的投資項目，下一階段工作就將關(guān)注于通過制定更詳細(xì)的計劃并降低整體風(fēng)險來提高目標(biāo)加勒比島國的投資機(jī)遇。這一流程包括：

識別不同資源的組合，從而以最低的成本滿足特定島嶼國家的需求，同時決定開發(fā)這些資源的最佳地點(diǎn);

完成詳盡的財務(wù)與經(jīng)濟(jì)分析;

在目標(biāo)地點(diǎn)為項目開發(fā)和商業(yè)化運(yùn)行做好準(zhǔn)備。

3. 項目融資與建設(shè)：當(dāng)彈性可再生能源項目的開發(fā)和投資準(zhǔn)備工作完成后，相關(guān)國家需要支持優(yōu)惠政策的出臺，提供資金和私營部門資本將這些計劃項目落到實(shí)處。他們也需要在監(jiān)督項目建設(shè)過程中提供支持，確保其滿足安全與建筑標(biāo)準(zhǔn)。這些支持包括：

確定正確的財務(wù)結(jié)構(gòu)，如購電協(xié)議(power purchase agreements, PPAs),建設(shè)-擁有-運(yùn)營-轉(zhuǎn)讓機(jī)制(BOOT);政府和社會資本合作機(jī)制(PPPs)或典型改良性資本支出貸款;

支持合同談判過程;

監(jiān)督建設(shè)過程，確保最佳實(shí)踐和安全標(biāo)準(zhǔn)得到正確應(yīng)用;

與地方島嶼電力公司、承包商及第三方工程師一起完成系統(tǒng)試運(yùn)行。

以上三方面工作呈互相促進(jìn)關(guān)系。快速的一體化資源規(guī)劃工作識別出理想的氣候彈性項目。項目去風(fēng)險工作確定其中高質(zhì)量且有投資吸引力的項目。同時，項目融資和建設(shè)監(jiān)督支持保證了這些項目的快速高質(zhì)量部署，使受益人看到各種效益，包括降低的成本和提高的可靠性和彈性。而這能夠反過來強(qiáng)化一體化規(guī)劃的價值，從而形成良性循環(huán)。這一過程的持續(xù)進(jìn)行能夠更快地產(chǎn)出更高質(zhì)量、更低成本的項目，從而加速向更強(qiáng)健、更清潔、更具可持續(xù)性未來的轉(zhuǎn)型。

協(xié)調(diào)與合作

颶風(fēng)伊瑪是一次可怕的毀滅性風(fēng)暴，給人們帶來了無盡的痛苦與經(jīng)濟(jì)損失。但現(xiàn)在，我們有機(jī)會，更多的是有責(zé)任重建我們的家園，讓人民在面臨未來威脅時更加安全，系統(tǒng)更具彈性。克林頓氣候倡議與落基山研究所在開發(fā)以上方案方面擁有豐富的成功經(jīng)驗。

然而，要實(shí)現(xiàn)這一機(jī)遇需要更大范圍的協(xié)調(diào)與共同努力。大批慈善組織、外國救援和私人機(jī)構(gòu)都將參與到伊瑪過后的重建工作中來。最重要的是，各個島嶼應(yīng)共同選擇一種統(tǒng)一的方案來確保在加勒比地區(qū)建造靈活的、分布式的彈性可再生能源電力系統(tǒng)。

原標(biāo)題:重建加勒比國家更具彈性的可再生能源未來

責(zé)任編輯：lixin

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