电力公司正在重新审视其规划方法,以应对飓风米尔顿和海伦妮等日益频繁且强度加剧的极端天气事件。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)报告称,2024年迄今美国已发生24起损失超10亿美元的气候灾害事件;过去十年间,此类事件已波及全部50个州。2019至2023年间,年均发生20.4起此类事件,而2023年跃升至28起,总损失达951亿美元。

正如休斯顿CenterPoint Energy客户今年早些时候所经历的那样,许多电力公司的韧性规划与准备工作仍处于起步阶段。飓风贝丽尔造成"超过100万客户停电",这充分表明"CenterPoint等公司提出的韧性加固投资需求巨大",PA咨询公司能源与公用事业专家、前纽约联合爱迪生公司高级分析师兼工程师Wei Du在事件后向《纽约时报》表示。

电力研究院(EPRI)电力部门气候韧性首席技术负责人Andrea Staid指出,规划良好的韧性系统能更好地抵御恶劣天气。新的气候建模和资产性能指标"可以显示哪些公用事业投资能使此前造成破坏的事件不再引起注意"。然而,EPRI、各电力公司及分析人士对于精确识别电力系统脆弱性所需的气候与资产性能指标及方法论仍存分歧。

何为韧性计划?

新的框架正在涌现,以指导电力公司的韧性规划。Guidehouse能源、可持续基础设施总监Aditya Ranade表示:"电力行业正从应对单一事件转向绘制脆弱性财务风险图谱,并在四大支柱上量化潜在投资的收益。"

Ranade解释,第一支柱是"灾害图谱",识别从洪水到野火等各类威胁类型;"多灾种成本效益分析方法则是更高层次的规划精细化手段"。第二支柱是脆弱性评估,量化资产对气候灾害的暴露程度。"第三支柱是财务风险,即灾害图谱与脆弱性评估所得数值的总和";"第四支柱是基于收益比较做出适应措施决策,例如用复合材料电杆替换木杆、抬高变电站防洪或采用动态线路额定值"。

这些支柱可帮助电力公司优化投资,但最终审批权"取决于州政策制定者或监管机构"。Ranade补充道:"韧性与维持低电价之间的权衡,由各州监管机构和政策制定者逐案裁定。"尽管没有两家公司面临完全相同的风险,但评估框架有助于公司理解"必须缓解的具体风险组合",PA咨询的Wei Du表示。"风暴和野火等不同事件的风险数据分析及缓解措施,遵循相同的框架。"

具体规划缓解措施包括系统加固和使态势感知接近实时的技术。规划还可包括主动获取更精细的本地气象数据以预判影响区域,以及强化工程标准和建筑规范以加固基础设施。Wei Du强调,电力公司需要改善"风暴恢复曲线所体现的恢复性能"——曲线斜率越陡,表示在更短时间内恢复供电的用户越多,恢复准备工作越有效。

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ICF气候韧性副总裁兼气候中心高级研究员Judsen Bruzgul表示:"最佳实践正围绕四个响应维度涌现。""有些措施可以加固以抵御事件,如电缆地下化和加固电杆","有些影响可以被吸收"。但面对某些事件,唯一答案是"通过更快的响应来限制影响,因为加固成本过高"。"第四维度是投资微电网等资源,以维持社区和客户供电",并具备足够适应性"以持续应对未来新挑战"。Bruzgul补充道:"主动投资韧性往往比灾后重建更具成本效益。"

爱迪生电力研究所(EEI)和太平洋西北国家实验室的新论文中提出了类似的韧性规划框架和优先缓解措施。但多家电力公司一致认为,EPRI尚未完成的"气候韧性与适应倡议"(Climate READi)可能是最受期待的评估工具。EPRI的Staid表示,目前尚缺乏确保气候韧性规划中"科学知情建模"的框架,但到2025年,Climate READi将提供"一套全面的气候知情模型,用于评估适应投资"。

Climate READi将包含明确的气候数据与指标、资产脆弱性指导及电力系统韧性规划。基于数据的方案比较——如资产加固、部署新资产或改变系统运行方式——有助于优先排序并论证最佳韧性投资。Staid强调:"READi不会向传统规划添加新指标",但将展示"极端事件频率和严重性增加的数据,这些数据通常不会出现在资源规划模型中",并支持"针对多种气候灾害组合的规划",以应对"多样化的区域或系统特定条件"。

电力公司是否在规划?

根据劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)7月发布的研究,包括加州、得克萨斯州、佛罗里达州和纽约州在内的14个州的监管机构已对受监管电力公司提出韧性计划要求。截至6月,至少30家电力公司已提交韧性计划。LBNL能源市场与政策部高级能源政策研究员、报告合著者Lisa Schwartz表示:"最佳实践正在涌现","即使没有韧性计划要求,也不意味着电力公司未开展韧性规划"。但研究发现,当前电力公司的韧性规划仍有限。

报告另一位合著者、H&S Insights负责人Josh Schellenberg指出,许多韧性计划中识别的灾害与规划期限之间缺乏清晰联系,"这使得难以评估拟议缓解措施将如何影响风险"。来自五家电力公司的反馈显示了不同态度:有的在等待EPRI的Climate READi,有的正推进自有规划工具和数据,有的则采用其他研究机构的工具。

杜克能源在佛罗里达州和卡罗来纳州的公用事业公司正采用先进技术、建模和自愈系统,作为"多年电网改善战略"的一部分,杜克发言人Jeff Brooks表示。该公司还开发"自愈技术以在故障发生时隔离问题并恢复供电"。2023年,杜克在其服务区域投入超40亿美元用于加固和现代化改造,未来十年将投入"约750亿美元"。近期电价"确实反映了这些改进",但公司努力使涨幅"可预测且逐步"。

Central Hudson Gas and Electric遵循纽约州法律要求制定了脆弱性研究和韧性计划,目前正在监管审查中,该公司高级工程师Jennifer Paull表示。该计划概述了"应对当前气候预测、系统状态及2025至2044年韧性服务"的改进措施。2025至2029年资金申请总额约2800万美元,相当于客户年均电价仅上涨0.06%。Paull指出,未来投资可能更大,因为风暴频率和强度明显增加。"目前尚无广泛接受的方法来比较韧性投资与避免成本",但"EPRI Climate READi等行业倡议可能改变这一状况"。

PacifiCorp在犹他州等有韧性要求的州和华盛顿州等无要求的州运营。该公司计划未来十年在可靠性和韧性项目上投入超100亿美元,资产管理和野火战略副总裁Josh Jones表示。"我们不会轻率对待电价上涨",但"不能忽视"气候事件的风险和影响。亚利桑那州没有州级韧性要求,但亚利桑那公共服务公司(APS)将韧性纳入规划,发言人Yessica Del Rincon表示。该公司每年投资20亿美元用于"理解和缓解风险",以最小化或避免服务中断。

尽管华盛顿州无韧性规划要求,Puget Sound Energy参与了为期三年的EPRI Climate READi计划,系统规划总监David Landers表示。该公司仍聚焦近期规划,并等待EPRI 2025年指南,因为基于科学的长期气候影响预测"尚未成熟"。

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三个待解难题

电力公司、分析人士及LBNL研究人员一致认为,更好的韧性指标、韧性收益估算及韧性投资成本效益分析仍需深入研究。LBNL的Schellenberg表示:"没有在所有因素间优化的完美方法,但传统成本效益分析是优先排序投资的一种途径。""可量化因素的影响有助于确定最具价值的韧性投资。"然而,"量化韧性投资效益或证明其可能带来的电价上涨合理性很困难",因为不投资的成本是未知数。但进一步分析"在更长规划期内针对多事件的全部收益范围,可能显示收益远超成本",通过"防止灾难性影响"实现。

LBNL的Schwartz承认:"电价已经上涨",但"前期利益相关方参与可以传达一个事实:不仅关乎前期资金,减少风暴影响同样重要"。韧性计划可能成为综合配电系统规划的一部分,并展示"对影响客户电价的所有投资的整体评估"。但"气候风险需要频繁评估,因此委员会也需要推进独立计划"。Central Hudson的Paull对此表示赞同。

EPRI的Climate READi呼吁在所有韧性规划决策中纳入气候指标,"无论是独立计划还是综合系统计划的一部分"。无论哪种方式,"都将产生更多基于科学的结果,从而改善韧性决策和绩效",Staid总结道。