美国电力系统依赖用户协助以避免停电——《华尔街日报》

当电力需求可能超过供应时，电力行业越来越多地采用最后手段：要求用户关灯。

为了应对极端温度和紧张的电力供应，电网运营商更加依赖从房主到制造商乃至比特币矿工等最大用户的节能请求。

这类请求并不新鲜，但随着天气模式变得更加极端，以及从炉灶到交通等一切电气化的趋势下，发电和输电新基础设施的建设未能跟上步伐，这些请求正变得愈发紧迫。

今年夏天，加利福尼亚州和德克萨斯州在热浪期间呼吁限电，加州官员称这一策略保障了电力供应。在新英格兰地区，电网运营商提出，今年冬季可能需要采取此类措施，因为海外天然气需求激增可能导致极寒天气期间发电燃料供应减少。 

在系统压力大时要求客户自愿减少用电，并在供应充足时使用电力，这被称为需求响应。通过调整电价是鼓励特定时段用电的另一种方式，但电网运营商和公用事业公司还提供计划，为自愿改变行为的客户提供其他经济激励。

在紧急情况下，为避免轮流停电，广泛呼吁减少用电。无论是否参与正式的需求响应计划，所有人都被要求限制用电。

“极端高温正使州能源电网不堪重负，”9月6日加州在一条紧急群发短信中警告居民，当时该州大部分地区正经历三位数的高温。“除非采取行动，否则可能发生电力中断。”

根据加州电网运营商的数据，短信发出几分钟内，电力需求在一小时内骤降约1510兆瓦，较当日峰值用电量减少约3%，但报告指出无法精确评估短信的具体影响。加州因此避免了此前热浪期间发生的轮流停电，最近一次是2020年8月，公用事业公司不得不短暂切断用户供电两次。

根据联邦能源监管委员会10月报告，今年冬季美国各地在常规情况下应能保障充足供电，但持续寒冷天气可能给部分地区带来问题。美国国家海洋和大气管理局预测今冬将较为温和。

“极端天气不会消失，而全国范围内系统历史上并未针对我们面临的这组条件进行规划，”联邦能源监管委员会委员艾莉森·克莱门茨在10月会议上表示。

在新英格兰地区，若更多天然气被用于家庭供暖导致电厂发电供应减少，极寒天气可能使电网承压。该地区管道容量有限，十年来一直面临供应紧张。在管道满载情况下，该地区依赖进口天然气填补缺口，并与欧洲国家竞购液化天然气——此前俄罗斯已停止向欧洲输送大部分管道天然气。

各州州长和企业一直在请求联邦政府允许该地区进口国内液化天然气，这将需要豁免《琼斯法案》——一项限制美国港口间船舶运输的法律。

为马萨诸塞州、康涅狄格州和新罕布什尔州提供电力、天然气及供水服务的Eversource能源公司首席执行官小约瑟夫·诺兰表示，公用事业公司已在进行演练，以防该地区电网运营商下令对客户实施轮流停电。

诺兰称，他认为用户在紧急情况下会响应节能呼吁，尤其是在加州通过短信警报获得显著效果之后。“这让我看到了美国人民在危难时刻会如何行动，“诺兰说，“这令我深受鼓舞。”

经过多年相对廉价可靠的能源供应，美国人已不习惯考虑电力短缺问题。但在关键时期接受节能要求正成为新常态。分析师和企业表示，预测自愿计划的参与度并在危机中依赖这种措施存在不确定性，多次呼吁后消费者的积极性可能会减弱。

包括波士顿在内的新英格兰地区（上图）今年冬季若遇严寒推高天然气需求，可能面临电网紧张局面。图片来源：Scott Eisen/Getty Images欧洲能源公司Enel集团北美需求响应业务负责人莫莉·杰拉德表示：“这确实能提供很大帮助，但有些时候仅靠它并不足以化解危机。”

在9月6日加州能源危机期间，Enel公司从全州同意参与需求响应计划的工商业客户群体中削减了101兆瓦的用电量，这相当于一座小型发电厂的输出功率。

在需求响应计划下，企业通常通过公用事业公司、聚合商或批发市场项目获得报酬，以便在全年特定小时数和条件下随时准备削减用电。这一系统为它们提供了一定的计划确定性，补偿了因不得不缩减运营而带来的损失，并帮助它们在电力成本最高时减少消耗。

缺点是业务中断，特别是对于那些启动和停止需要时间的复杂制造流程的公司。居民客户通常通过账单抵扣获得报酬，并且可以随时退出。

在全美范围内，电网管理正变得越来越复杂。公用事业公司和发电商正试图平衡满足日益增长的能源需求的计划，而一些州的投资者和政策又推动它们减少碳排放。老旧的燃煤和天然气发电厂已经关闭。电网运营商警告说，风能和太阳能等可再生能源如果不与大型电池配对，其间歇性可能不足以抵消传统电厂的关闭。

一些公司正在将居民消费者引入需求响应计划，创建由数千户家庭组成的池，共同实现需求的稳定下降。客户可能会获得账单抵扣、礼品卡，或者至少在一个例子中，收到参加欢乐时光的邀请，比如德克萨斯州的一家聚合商在2021年夏天向那些带着恒温器调至80度照片到达酒吧的客户提供免费饮料。

在加利福尼亚州贝克斯菲尔德，梅丽莎·布莱森参与需求响应聚合商OhmConnect公司的项目已有四年，通常每个夏季能获得约400美元的奖励积分和现金。九月热浪期间，她还因大幅削减用电量获得了星巴克、酷圣石冰淇淋和亚马逊的礼品卡。需求响应费用由电网运营商或公用事业公司承担，资金最终来源于所有用户。其理念在于：为临时性节能措施付费，比花费数十亿美元增建仅在用电高峰期启用的发电厂更为经济。

但并非所有人都像布莱森女士这般积极。NRG能源公司负责监管事务的副总裁特拉维斯·卡武拉指出，在持续时间较长的需求响应事件中，参与者最终会选择退出。该公司主要在得克萨斯州和东北地区从事电力生产与零售业务。

美国拥有智能恒温器等可自动调峰用电的客户相对较少。理想情况下，自愿性需求响应项目应实现自动化，并涵盖泳池水泵、电动汽车和空调等设备。卡武拉表示，短暂断电、定时用电以及在用电高峰前预冷房屋等措施可在后台运行，既不影响用户生活，也无需他们时刻关注电网状态。他补充道，允许用户手动干预和选择退出才是关键。

当零售客户在监测电网并担心停电时，他说，“可能已经出问题了。”

上图所示的Riot Blockchain公司表示，7月份通过电力信贷赚的钱比比特币销售还多。照片：Riot Blockchain Inc.在德克萨斯州，最坏的情况发生在2021年2月，一场严寒的冬季风暴导致电力系统大规模瘫痪，包括煤炭、天然气、核能和风能在内的发电设施全部关闭。数百万居民在严寒中连续多日断电，从芯片制造商到化工厂的企业都被要求停工。

德克萨斯州电网官员认为，已经存在多年的需求响应计划是帮助避免这种情况再次发生的工具之一，并看到了与能源密集型行业之一——加密货币挖矿合作的机会。

比特币矿工因为低成本的电力和对企业友好的法规而涌入该州。他们在运行计算机服务器仓库时消耗大量电力。

矿工们表示，他们以不太明显的方式使电网受益。德克萨斯区块链委员会主席李·布拉彻表示，当供应充足时，该行业会吸收多余的风能或太阳能，鼓励更多可再生能源的发展。当供应短缺时，他们可以迅速关闭电源，他说。

电网官员于四月成立了一个工作组，研究如何将矿工纳入系统。矿工必须同意参与这项自愿性需求响应计划，该计划才能生效。约3.8万兆瓦的比特币项目已申请接入电网，接近该州在最炎热夏日总电力需求的一半。

有时，德克萨斯州的加密货币矿工通过减少用电量获得的收益比挖矿本身更多。Riot Blockchain公司（在德克萨斯州中部设有矿场）表示，7月份获得了950万美元的电力信用额度，比特币净销售额为560万美元。

Riot Blockchain称其选址于德州电网内，30%的电力来自可再生能源，这对电网有利。“我们能即时关停运营的能力，通过在异常高峰时段保障电力供应，为电网稳定做出了贡献。“该公司表示。

定制能源解决方案公司副总裁、前德州电网运营商董事会成员Barbara Clemenhagen指出，当电力过剩且价格低廉时，矿工可帮助平衡电网。

“很多时候我们并没有大量过剩能源，“Clemenhagen女士说，“该如何应对这种情况？”

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