全球停電事件頻傳!再生能源併網、極端天氣夾擊下,中國的電網夠穩定嗎?

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目前中國電力供應整體穩定,但極端天氣和再生能源併網帶來的挑戰日益嚴峻。

內蒙古霍林郭勒市一座再生能源發電廠的主控室。中國再生能源發電量的快速成長伴隨著間歇性發電的挑戰,這意味著中國必須提高電網的穩定性和靈活性。圖片來源:CFOTO / Sipa US / Alamy

內蒙古霍林郭勒市一座再生能源發電廠的主控室。中國再生能源發電量的快速成長伴隨著間歇性發電的挑戰,這意味著中國必須提高電網的穩定性和靈活性。圖片來源:CFOTO / Sipa US / Alamy

4月的伊比利半島,西班牙與葡萄牙陷入罕見的黑暗,五千萬人的生活被迫按下暫停鍵;7月的捷克,鐵路停擺、地鐵靜止,街頭的紅綠燈一同熄滅;8月的伊拉克,高溫下的用電洪峰沖垮了國家電網,中部與南部陷入大面積停電。

這些不同背景下的停電事件,背後卻有著驚人的相似之處:極端天氣的衝擊、能源結構的失衡、設備和管理的老化。

一個國家的電力系統有多可靠,背後涉及了複雜的技術標準,但從使用者感受來看,兩個核心指標就是停電頻率和停電時間。

自1994年起,中國每年都會公佈電力可靠性數據。最新報告顯示,2024年全國用戶年均停電時間為6.71小時/戶,較1998年的16.52小時/戶下降超過一半;用戶平均停電頻率2.12次/戶,較2018年3.35次/戶明顯降低。

電網整體可靠性顯著提升,得益於數十年電網投資與技術累積。然而,週期性電荒、極端天氣和新能源波動性等新舊問題,仍在考驗電網的韌性。如何在加速部署潔淨能源的同時維護電網穩定,成為目前電力系統面臨的核心議題。

供給不足

回顧歷史,自1978年以來,中國的經濟發展帶來了日益增長的電力需求,但由於中央財政緊張,電力投資長期不足,停電頻繁。供電短缺反過來又限制了經濟擴張。

為解決這個問題,1985年,中央政府開放電力投資限制,允許地方政府、私人企業和外國投資者投資電力生產。只要與政府簽訂協議、保障年利用小時數,投資人就可以透過穩定的購電價格回收成本。這機制有效地鼓勵了投資,推動了裝置容量的擴張。整個80至90年代,中國發電量年增率達到了10%

根據電力可靠度管理中心的分析,在1997年之前,限電對供電可靠率的影響非常顯著,超過60%的停電用於發電能力不足。 1997年後,隨著電力需求成長放緩、每年新增裝置容量持續維持在1,000萬千瓦以上,供電緊張局面明顯緩解。

進入21世紀,在大規模的電力建設下,中國表面已擺脫缺電狀態。上述報告顯示,2001年,限電對中國供電可靠率的影響已下降至1%不足。

不過,電力供需之間的緊張關係並未完全消除。電力的供應能力總體上不低,但「用電高峰」與「即時供給」之間的匹配問題開始凸顯,供需矛盾從總量不足轉向結構性失衡。

結構性矛盾

近年來,中國電力裝置容量不斷擴大。 2024年,全國累計發電裝置容量已經高達33.5億度。然而,發電與用電的時間、空間分佈不匹配現象愈發突出,用電高峰期和區域性的電力短缺問題頻繁出現。

自2000年以來,中國已經經歷過4次大規模的「電荒」。不同年份、不同地區出現電荒的原因不完全一樣,但一般是因為用電需求突然上升、煤炭價格飆升以及極端天氣等因素疊加造成的。

在過去製定電力規劃時,增加煤電通常被視為實現中國能源安全和電力供應安全的首選。但綠色和平的報告指出,為滿足尖峰負載供應而建造耗資數十億的燃煤電廠是極不經濟的,應該從電力系統的整體角度出發,優化電力供應結構,在根源上解決電力缺口問題。

國際能源總署(IEA)能源分析師白愷蜜(Camille Paillard)告訴《對話地球》,歷史上,中國對輸電網絡現代化和數位化技術的大量投資,以及高儲備裕度和豐富的水電資源為電網穩定提供了保障。然而,正如許多國家所面臨的情況一樣,中國目前的電網投資未能完全跟上再生能源和電氣化需求的快速成長。

隨著電動車、熱泵等終端應用的電氣化程度接近已開發國家,中國的配電網負荷也正承受更大壓力。能源智庫Ember亞洲電力政策資深分析師楊木易告訴對話地球指出,提升配電側承載能力需要加大配電網投資、推廣錯峰充電、實施需求響應管理。電力規劃也正在從傳統的「電源-電網」分離模式,轉向「源-網-荷-儲」。

他特別強調將需求面納入整體系統規劃。例如,電動車未來可透過反向充電(Vehicle-to-Grid)技術參與電網調節,在用電低谷時充電,高峰時反哺電網,成為「移動電池」。但前提是配套的智慧調度系統和有效的市場激勵機制能夠到位。

靈活的電網

由於西葡大停電事發僅十天前,西班牙剛剛實現「全天候再生能源供電」,外界很快將矛頭指向風電、太陽能,質疑它們缺乏穩定性。西班牙官方報告已經明確反駁了這種簡單歸因,但仍有媒體將問題歸咎於再生能源。

西班牙巴塞隆納停電期間,有攤販販售電池供電的收音機和手電筒。 2025年4月的這場大面積停電很快就被歸咎於再生能源,但官方調查結果顯示,其中存在一系列更複雜的問題。圖片來源:Emilio Morenatti / Associated Press / Alamy

西班牙巴塞隆納停電期間,有攤販販售電池供電的收音機和手電筒。 2025年4月的這場大面積停電很快就被歸咎於再生能源,但官方調查結果顯示,其中存在一系列更複雜的問題。圖片來源:Emilio Morenatti / Associated Press / Alamy

這已經不是再生能源第一次被指責為停電的原因了。 「我的經驗是,每次重大電力擾動(無論是突發大停電還是電荒)通常都由多種複雜因素共同造成,但人們往往傾向於尋找一個簡單的單一原因。這種本能的歸因,往往被那些有既得利益的人引導,特別是在可再生能源相關問題上。」牛津能源研究所高級研究員(Anders Hove)告訴《對話地球》。

這些誤解之所以反覆出現,部分原因在於再生能源的確具有波動性,容易受到時間、季節和天氣等自然因素影響,要求電力系統必須具備一定的應變和反應能力。 「但是這種波動性並不意味著系統不能穩定運作。」侯安德說。

自宣布「雙碳」目標五年以來,中國再生能源發展進入快車道。 2024年,中國再生能源發電裝置規模首超煤電,且提前六年實現了2030年風能和太陽能裝置容量目標。

根據IEA的報告,在再生能源併網初期,其波動性對電力系統的影響較小。但隨著風能和太陽能的快速部署,到2030 年,中國將步入再生能源併網的「深水區」。如缺乏必要的整合措施,電力系統的可靠性和穩定性將面臨更大壓力。

白愷蜜表示,「煤炭將繼續在提供短期和季節性靈活性方面發揮作用,但必須逐步融入更廣泛的低碳解決方案組合。到2030年,水電、電池儲能和需求響應等低碳資源有望滿足中國近60%的短期靈活性需求。」

這些低碳資源已經在技術上成熟,並且得到了廣泛的應用,但白愷蜜指出,由於現行市場仍以化石燃料為主導,這些資源仍然被排除在市場之外。

侯安德也補充道,過去煤價上漲、電價未能及時反映,導致燃煤電廠經營困難,後來引入「容量電價機制」補償,從而保障了系統可靠性。然而,此機制目前主要針對燃煤電廠,天然氣發電、儲能等資源並未獲得同等支持,導致彈性資源結構失衡。

楊木易則指出,長週期儲能技術,如綠氫、綠氨等,仍處於示範或原型階段,尚未形成完整的技術鏈條,需要時間、研發投入以及政策扶持,才能商業化落地。

極端天氣

儘管中國尚未出現大規模、全國性連鎖停電事件,但這並不意味著電網系統絕對安全。近年來,區域性故障和局部停電事件仍時有發生。

根據國家能源總署的報告,氣候風險已成為當前中國電網面臨的最大威脅。 2024年,超過4成的故障停電由極端天氣和天災引起。光是4月11日至13日,全國22個省份就有逾135萬用戶受到強風、暴雨雪等惡劣天氣影響而停電

極端天氣的頻繁不僅考驗電網的結構設計、運轉控制和抗災能力,還會直接影響再生能源的發電表現。 2024年4月發表在《自然-水》(nature water)期刊上的一項研究指出,在乾旱、低風速和弱太陽輻射等條件疊加時,到2060年,中國水電-風電-太陽能係統的年均利用小時數可能下降近12%。

燃煤加劇氣候變化,導致極端天氣頻繁;極端天氣又威脅依賴自然的再生能源發電。面對這個矛盾的困境,白愷蜜表示,「未來,建立一個強大而數位化的輸電和配電系統,並輔以靈活的發電調度和需求響應機制,將成為確保電網安全運行的關鍵。」

作者:牛雨晗


※本文根據知識共享協議最初發表於《對話地球》,原標題為〈全球停电事件频发,中国的电网足够稳定吗?〉。

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