美国从2021年2月冬季风暴,到了德州(这个特斯拉下一个超级工厂),往常终年温暖、夏季炎热,但在寒流强袭下过去48小时出现-17.78°C的极端酷寒,以德州为中心的400万居民更遭遇了严重的大停电。一方面在低温与冰雪暴的双重夹击下,缺少防寒装备的风力发电机组,因大规模「结冻」而无法正常运转;天然气的火力发电机组,因为加压输气、供应火力发电的柴油机组系统,由于在低温状态中凝固结冻,输气系统陆续低温停摆,让火力发电厂瘫痪。

 

图1 德州的电网ERCOT电力短缺状态

 

01、脱碳的新能源努力

和加州走的路径不一样,德克萨斯州是美国的化工基地,电网(ERCOT)数据显示,在这几年的努力下,德州一直在削减煤炭电力,发展脱碳德风能发电,这部分占2019年发电量的23.4%。

 

图2 ERCOT 的统计数据

 

2019年德数据显示,天然气占2019年发电量的52.4%,风能占23.4%,煤炭占15.9%,脱碳发电能源的总发电量达到31.8%。单纯来看风电,2019年风能发电在德州的发电量为8.44万亿千瓦时(GWh),比2018年的7.57万亿千瓦时增加了11%。风电容量在2019年增长了近17%,从2018年的24.1 GW增至2019年的28.1GW。

 

图3 德州风机的容量

 

当然问题的本质不是风能的问题,由于电网本身考虑已经对风能是降额考虑得。德州29GW的风能,ERCOT仅假设风电厂在冬季贡献6 GW容量,实际在15日大约产生了4-5GW的风力发电。ERCOT假定成熟稳定的67GW的传统发电,有高达40%的火电(天然气和核能)都发生了故障。

 

备注:核电因水源系统结冻导致供水故障,这个有点诡异

 

02、电动汽车和电网的依赖性

特斯拉进德州,其实也能看到德州在脱碳的电力路径上一路狂奔,电动皮卡+电动汽车+太阳能+储能系统,这一套独立的家庭能源系统,在脱离电网下,在极端严寒下能够工作值得我们考虑下。其实我们的磷酸铁锂在低温下都是趴在地上的

 

,以至于有作者评估,在极端价格体制下,单次特斯拉的充电要900美金。As I write this the wind-dependent Texas grid is experiencing rolling blackouts, prices the equivalent of $900 per Tesla charge, and an expected supply shortage of 10 GW--the amount of electricity needed to power 5 million homes or 8 time-traveling DeLoreans.

 

图4 极端暴涨的电力价格

 

这次德州来了这么一下,对于欧洲的电力和基础设施也是一个提醒,在主要的国家德国、法国和英国都在不断拉高电动汽车的比例。欧洲的天气属于比较低而车辆使用工况比较高速条件下,寒潮的影响也是未来极端考虑因素。

 

小结:在中国有一个鲁棒性非常牛的电网支撑着全国电力的输送。但是在配电端,相信过不了2年,很多限购城市的地下车库和停车网络就面临扩容的问题,在单车需求3.3kW-10kW甚至是20kW小直流的功率负荷下,很快原有小区后备的容量就给用完了。大部分新小区的建设,由于留有一定的充电桩建设比例,相对更好一些。长期来看,随着脱碳的提法日趋提高,国内风电+太阳能还有储能的需求持续提高,这部分是发展电动汽车的核心基石,快也快不了。特别是以后可能经常来一波寒潮,本身电池在这个时候表现一般了。