百吨旋转巨物可防停电 - 彭博社

2025年4月28日，西班牙莫林斯德雷伊停电期间，居民们站在未亮的路灯旁阳台上。

摄影师：安赫尔·加西亚/彭博社四月，西班牙遭遇了持续近一整天的全国性停电。对于这个欧洲太阳能发展最快的国家之一——五年内装机容量翻了三倍——这是一次创伤性事件。

这次停电引发了一个重大问题：太阳能是罪魁祸首吗？在可再生能源时代，如何才能避免停电？

## 零碳

如何在可再生能源时代阻止停电

29:40

彭博绿色频道的劳拉·米兰与阿克沙特·拉蒂在《零碳》节目中探讨了伊比利亚半岛的教训以及可能让此类停电成为过去的技术。

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阿克沙特·拉提 00:00

欢迎收听《零碳》节目，我是阿克沙特·拉提。本周主题：如何避免大停电

我们总把电力视为理所当然。当电力消失时，哪怕只是片刻，生活中最简单的事情都会变得困难，比如乘坐电梯或在没有红灯的情况下过马路。现在想象一场全国范围的大停电。不是几分钟，而是持续近一整天。这就是今年早些时候在西班牙发生的情况。

劳拉·米兰 00:40

没有音乐，没有电视，人们只是站在阳台上或户外交谈，在烛光下度过一个春夜。

阿克沙特·拉提 00:52

这是我的同事劳拉·米兰，虽然她对停电的描述听起来像是浪漫喜剧中的场景，但那一刻只是个例外，因为西班牙在近一整天的时间里都处于混乱之中。这引发了一场巨大的讨论。

过去五年中，西班牙电网的太阳能发电量增加了两倍，因为现在它当然是最便宜的电力来源。西班牙的情况并非个例。太阳能几乎在全球各地都在大规模部署。

这也是为什么人们想知道：这次停电是否应归咎于太阳能？如果是的话，当间歇性可再生能源在能源结构中的比重越来越大时，需要采取哪些措施来确保现代电网的稳定性。

今天，我们将探讨这个问题，并通过我们的报道尝试给出答案。为了讲述这个故事，我邀请到了驻马德里的彭博绿色频道同事劳拉·米兰。我们将分析西班牙停电事件带来的教训，深入了解现有的解决方案，并了解英国和澳大利亚等已拥有大量可再生能源的国家如何稳定电网。

这是《瓶颈》系列的第四集，我们在这里探讨阻碍电气化和清洁能源发展的鲜为人知的因素。请在节目说明中查看之前的剧集。

阿克沙特·拉蒂 2:13

劳拉，欢迎回到零碳。

劳拉·米兰 2:15

你好。谢谢邀请我。

阿克沙特·拉蒂 2:16

我想从几个月前的四月开始，谈谈西班牙发生的事件。当时全国范围的停电不仅影响了西班牙，还波及葡萄牙和法国部分地区，并引发了关于可再生能源是否应受指责的广泛讨论。但在深入细节之前，请告诉我们你的经历，因为你当时在马德里，亲眼目睹了事件的经过，并且自己也受到了影响。

劳拉·米兰 2:40

是的，当然，这影响了全国所有人，正如你所说，实际上是整个地区。我当时在办公室工作，突然灯灭了。但由于办公室有备用发电机，电脑没有断电。我们以为是楼内供电出了问题，所以等了一会儿。但后来我们听到外面的警笛声，从窗户往外看，发现路灯也灭了，这时我们意识到情况更严重了。我开始发短信，办公室的其他人也是，联系马德里以外的家人和朋友，想了解停电的范围。很快我们收到来自西班牙各地的人回复说他们也没有电。在最初的几分钟内，我们就发现全国都停电了。

阿克沙特·拉提 3:33

当天后续情况如何？

劳拉·米兰 3:35

对我们记者而言那天非常紧张，因为显然要全力查清事件原委、原因及影响，同时办公室备用发电机也不知能撑多久。结果它坚持了整个晚上，这对我们非常有利，但全国多数人可没这么幸运。人们被困在地铁车厢里数小时，城市路灯熄灭导致车辆和归家人群排起长龙，商铺断电后要么歇业要么摸黑营业。这真是棘手的一天。所幸医院、机场等关键场所的备用系统都正常运行——后来我们才知道这些战略要地配备的备用电源能持续供电数日。值得庆幸的是停电没有持续那么久，除了部分活动和那些被困地铁的人，全国大体平安。我最初的焦虑自然是急着确认家人安危，最终我徒步回家（比平时多花了些时间）发现他们都安好。幸好家里有个燃气烧烤炉让我们能吃上晚饭。夜幕降临后，从我家窗户望出去竟是别样美景——邻居们点起的烛光（当时大家都靠蜡烛和手电照明）。电力恢复是分片进行的，我们透过窗户看着其他楼宇逐一亮灯，午夜前终于轮到我们。这就是我们的小停电历险记。

阿克沙特·拉提 5:45

很高兴你获得片刻宁静。请为我们梳理已知的停电事件及其成因。

劳拉·米兰 5:54

目前停电原因仍在调查中。四项独立调查正在进行，西班牙电网运营商的报告已提交，我们正等待其他机构的最终结论。已知部分设施出现故障——西班牙南部的太阳能电站发生脱网，但类似事件此前从未引发全国停电。因此本次可能是多重事件连锁反应的结果。

关键时间线如下：太阳能电站脱网后，负责电网稳定的运营商立即向天然气电厂请求调频支援，但气电启动耗时约90分钟。在这段空窗期内，电网失稳触发全国发电厂的自我保护机制，导致瞬间全网崩溃。

当前调查建议西班牙加装同步补偿器和构网型逆变器，这类设备能有效应对4月28日出现的电压失稳问题。这正是我们合作报道的切入点——不仅分析西班牙事故，更探讨各国如何预防类似事件。例如2019年英国大停电后采取了哪些改进措施？

阿克沙特·拉提 8:43

没错，可以说这显然不是可再生能源时代的首次停电。英国在2019年8月9日就发生过一次，规模比西班牙这次小得多。约100万人受影响，45分钟内恢复供电。但事件严重性足以让电网运营商立即采取行动，其措施之一就是在数月内启动了这项提供电网稳定服务的计划。同步补偿器就是首批尝试提供此类服务的设备，旨在帮助预防停电。

劳拉·米兰 9:27

能稍作解释吗？什么是同步补偿器？电网为何需要它？工作原理是什么？

阿克沙特·拉提 9:38

这确实很复杂，我们逐步说明。过去一百年的电网运行都依赖旋转装置。人们可能没意识到这点，因为这些装置不可见。这些涡轮机要么靠煤炭加热水产生蒸汽驱动，要么是燃气涡轮机——燃气在内部燃烧，带动磁铁环绕的转子旋转。正是旋转轴与磁铁的相互作用产生了电力。电网输送的是交流电，会在正负极间以恒定频率（每秒约50次，即50赫兹）交替变化。百年来，电网运营商已掌握如何通过旋转装置管理电力。但如今太阳能出现了——这种发电形式没有任何活动部件，仅是阳光照射硅片释放电子产生电流。电网尚未完全适应这种电力形式。短期内，电网运营商的解决方案是：既然不用燃煤或燃气涡轮机，就添加不燃烧化石燃料的旋转装置，这就是同步补偿器。它本质上是持续消耗少量电力，让这个百吨重的物体保持旋转，从而提供电网稳定服务。

劳拉·米兰 11:41

你确实亲眼见过其中一台设备运行对吧？能描述下这台庞大笨重的机器是什么样子吗？在你实地考察的地方，它具体为电网提供了什么功能？

阿克沙特·拉蒂 11:53

我见到的是英国大停电后建造的首台设备，位于英格兰北部利物浦。它坐落在一个废弃市场和生锈的老变电站之间。现场围着通电的高栅栏——因为属于国家关键基础设施需要保护。进入前我们必须佩戴耳罩，据说机器噪音极大，内部根本无法交谈。穿过金属防护罩首先映入眼帘的就是这个轰鸣的巨型装置，其次会闻到机油味。这些机油用于保障这个98吨重的大家伙保持每分钟1500转的恒定转速。

劳拉·米兰 12:47

真有意思，这个对国家电网至关重要的设备——它保障着整个国家的电力供应——可能从旁边经过都无人察觉。他们是否透露过，虽然同步补偿器始终运转，但实际需要启动并提供关键稳定服务的频率有多高？你有相关数据吗？

阿克沙特·拉蒂 13:15

实际上它每隔几天就会启动一次，也就是说，利物浦电网每隔几天就会经历类似西班牙遇到的情况，比如太阳能发电场突然停运，或者从挪威输送千兆瓦电力的互联线路突然中断。而这个名为同步补偿器的装置，基本上会在需要时额外注入电力，并在故障发生后的毫秒级时间内做出反应。如果因发电厂故障导致电力突增，它也会自动吸收多余电力。无需人工决策，它能实时响应电网波动，通过适时注入或吸收电力来确保电网频率保持稳定的50赫兹。通过转速变化可以直观观察到这一过程——当它以1500转/分钟运转时，在执行电网调节任务期间转速会出现轻微波动。

阿克沙特·拉蒂 14:37

稍事休息后，我将继续分享与劳拉·米兰关于西班牙停电事件及解决方案技术的对话。若本期内容对您有所启发，请在Apple播客和Spotify上为节目评分留言。最近一位名为"变革先锋"的听众反馈：“听完《零碳》系列几期节目，你会对气候行动的艰巨性和已取得的进展有全新认识。“感谢"变革先锋"的分享。

劳拉·米兰 15:15

阿克沙特，你刚刚告诉我们电网如何依赖旋转设备运行了一个多世纪，但实际上现在我们看到燃煤电厂甚至燃气电厂正在退役，在西班牙的案例中，我们看到燃气电厂上线速度不够快，无法防止停电。因此，在某些地方，这些设备正在被同步补偿器取代。但我的问题是，我们是否仍将依赖旋转设备来维持电网运行？还是有其他替代方案？

阿克沙特·拉蒂 15:45

是的，在我们的报道中，我们发现电网运营商对旋转设备感到放心。这就是为什么当燃气轮机、燃煤电厂甚至核电厂（如德国发生的情况）关闭时，它们首先被这些同步补偿器取代，因为对电网运营商来说，这是一种类似的替代方案。但我们也知道，未来不一定需要依赖旋转设备。目前已经有并网逆变器在一些地方部署，它们也能完成这项工作。

劳拉·米兰 16:23

你能告诉我们什么是并网逆变器以及它是如何工作的吗？

阿克沙特·拉蒂 16:27

逆变器在可再生能源时代从一开始就存在，因为太阳能电厂和电池产生的是直流电，在接入电网之前需要将其转换为交流电。但今天大多数电厂使用的是被动逆变器。它们基本上复制电网已有的信号。如果电网以49.5赫兹运行，逆变器就会产生49.5赫兹的交流电。这有时会带来问题，因为如果电网出现故障，这些逆变器可能会放大故障，使情况恶化。因此，现在有一种趋势是通过在逆变器中加入计算机处理芯片，使其智能化，从而帮助电网形成正确的频率。这就是为什么它们被称为并网逆变器。目前的做法是将电池与这些并网逆变器连接起来，它们可以以数字方式完成旋转设备的工作。旋转设备产生一种称为惯性的东西，即物体由于牛顿运动定律而保持旋转，这有助于电网运营商稳定电网。并网逆变器本质上是通过数字处理产生这种信号，使其效果与旋转设备相当。

劳拉·米兰 17:56

阿克沙特，我很喜欢今天播客中我们学到的这么多新技术概念。这些电池、这些构网型电池的应用有多广泛？

阿克沙特·拉蒂 18:06

目前同步补偿器的建造成本更低，因此初期部署较多。但它们的运行成本很高，因为需要持续消耗电力。而电池的前期建造成本要高得多，毕竟电池本身价格仍不低廉，不过它们不会一直耗电。电池的第二个问题是电网运营商对这种使用方式还不熟悉，目前仅在部分地区小规模试点。比如澳大利亚有几个案例，英国正在建设一个构网型电池项目，美国也有零星应用，但远未达到理想规模。我们采访了彭博新能源财经的费利西娅·阿米诺夫，她表示电网运营商尚未完全信任这类设备在电网中的表现，但一旦建立信任，部署规模就会扩大。刚才我们讨论了英国停电事件的教训，以及同步补偿器和构网型逆变器等技术解决方案的作用。那么西班牙针对本国停电事故有什么应对计划？

劳拉·米兰 19:17

西班牙首先着手调查事故原因，同时制定防范措施。虽然停电仅持续数小时，但全国全天候断电的震撼经历显然给该国留下了深刻教训。停电后的数小时乃至数日内，我们看到西班牙电网运营商回归了传统可靠方案——事故初期电网中可再生能源占比骤降，天然气发电比例上升，随后几周才逐渐恢复原有结构。6月19日，西班牙国家市场与竞争委员会（CNMC）紧急通过了旨在稳定电网电压的新规，这些规则其实已被搁置数月甚至数年。监管机构此前迟迟未批准，却在停电事故后突然加速推进。新规开放了原先仅限天然气和核电厂参与的"稳定性市场”，该市场机制鼓励参与者配置稳定电网的设备。现在风能和太阳能电厂也被允许进入这个市场，这将激励可再生能源运营商安装构网型逆变器、同步补偿器等稳定设备，因为他们能因此获得报酬——而这在以前是没有的经济动力。

阿克沙特·拉提 21:15

我们现在看到可再生能源的部署正在快速增长。国际能源署最近发布的一份报告研究了风能和太阳能在全球电网结构中的占比。从2016年至今的十年间，这一比例已从4%上升至20%，且没有停止增长的迹象。我们知道，在英国发生那次停电后，随着电网形成逆变器和同步补偿器的加入，电网中的可再生能源比例持续上升。澳大利亚也发生了类似情况，2016年在一个风电发展非常迅速的地区发生了停电，他们采取了类似的措施，如今澳大利亚电网中的风能和太阳能占比大幅提高。那么，我们是否看到世界各国都认识到了这些电网稳定技术的必要性，并且正在为此投资？

劳拉·米兰 22:16

遗憾的是并没有。正如你刚才提到的，我们看到的是各国在重大事件、大规模停电发生后才做出反应。根据彭博新能源财经的研究，与投入电网的可再生能源投资相比，电网投资是滞后的。欧盟27个成员国加上英国，平均每在可再生能源上投入1美元，电网投资仅为0.7美元。西班牙在电网上的投资更是每1美元只有0.3美元，这是彭博新能源财经跟踪的国家中最低的。而且不仅仅是西班牙。世界各地都在发生停电事件，这导致了对可再生能源的政治反弹，而如果政治家们想要实现他们的气候和可再生能源承诺，这是他们现在无法承受的。因此，联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯在7月的一次演讲中也认识到了这一点，他呼吁各国真正重视电网投资和电网基础设施，提到我们之前所说的可再生能源投资与电网投资的比例应该是一比一。

阿克沙特·拉提 23:38

联合国负责人在演讲中谈及电网投资确实耐人寻味。显然这是亟待解决的重大问题。为实现气候目标固然需要可再生能源，但发展中国家尤其需要这些技术来维持低廉的能源成本——毕竟这是当前最经济的电力建设方案。但阻碍西班牙等国部署这些技术的，仅仅是资金缺口吗？还是存在其他障碍？

劳拉·米兰 24:12

资金并非唯一瓶颈。真正的阻碍在于监管审批耗时——无论是同步调相机还是构网型逆变器，从采购到并网都需漫长流程。例如整个欧盟至今仍沿用2012年制定的电力法规，这套已逾十年的标准正在升级，欧盟机构虽已推进两年，但新规何时生效仍无眉目。理论上，升级后的法规将帮助各国建立稳定性市场框架，这正是激励企业部署西班牙现有设备（如同步调相机和构网型电池）的关键前提。西班牙需持续完善法规来推动市场建设，但今夏国会搁置了相关修正案——尽管这与电网稳定性无关，但执政的社会党在国会处于少数派，必须争取其他党派支持才能通过立法。即便法规落地，后续流程仍非易事：从制定合同到明确技术规范（无论针对同步调相机还是构网型电池），西门子能源透露德国相关文件可能长达2000页，整个流程（包括招标和企业响应）或耗时十年。可见即便法规完备，实施过程依然漫长。

阿克沙特·拉提 26:14

西门子能源专家还告诉我们，并非所有国家都这样做。英国确实有更精简的法规，可以很快将同步补偿器接入电网。利物浦的招标就是一个例子，设备在招标后18个月内就投入运行。因此，各国显然可以相互学习很多经验。现在，当我们进行这类报道时，我们会花数周甚至数月的时间与专家交谈，走访各地，研究这些设备。但编辑希望这个故事能触达更多受众，我们的编辑亚伦·鲁特科夫特别强调的一个角度是：因为太阳能成本低廉，大量部署太阳能是否会带来某种后遗症”？因为它不仅能实现可再生能源目标，还能降低电网的电力成本。他们是否像摄入过多糖分或酒精一样，大量部署太阳能，却没有意识到可能的后果？在完成这项工作后，你得出什么结论？

劳拉·米兰 27:21

我认为这是个很好的比喻。我们知道这些国家首先设定了非常雄心勃勃的可再生能源目标。例如，欧盟设定了到2030年至少42%的清洁能源目标，而西班牙的目标更为雄心勃勃，计划在本十年末达到81%。然后我们看到可再生能源成本下降，在生活成本危机时期，它们成为提供廉价能源的完美解决方案。显然，这是完美的解决方案，但他们却忘记了电网的一个非常重要的功能，即连接电力生产地和消费地。这就是"后遗症"出现的时候，表现为一场可怕的停电，导致整个国家——实际上是两个国家——断电数小时。人们突然开始关注以前无人问津的设备，如同步补偿器、构网型逆变器。突然之间，西班牙的每个人都在讨论：为什么我们没有这些东西？这就是我们的"后遗症"。

阿克沙特·拉提 28:31

这次报道非常有趣。虽然是个极客味十足的故事，但确实是个重要解决方案。谢谢你，劳拉。

劳拉·米兰 28:38

谢谢你，阿克沙特。

阿克沙特·拉提 28:42

也感谢大家收听《零碳》节目。现在播放本周特色音效——这是我在利物浦参观的同步补偿器发出的声音。很震撼吧？想阅读我和劳拉关于西班牙停电事件及电网瓶颈的完整报道，请访问bloomberg.com，或查看节目备注中的链接。

若喜欢本期节目，请在苹果播客或Spotify上为节目评分并留言。把这期内容分享给朋友或喜欢旋转机械的人吧。本期由奥斯卡·博伊德制作，主题音乐由Wonderly创作。特别鸣谢参与报道的所有同仁：海莉·沃伦、汤姆·费弗里尔、威尔·马西斯、托马斯·瓜尔铁里、艾米丽·比乌索、亚伦·鲁特科夫、索姆纳特·巴特和乔迪·梅格森。我是阿克沙特·拉提，下期再会。