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百年低溫毫無防備?極端寒流如何癱瘓德州火力發電

壟罩美國本土全境、造成各地嚴寒的2021年2月冬季風暴,自周日開始大舉南下、侵襲全球石油重鎮德克薩斯州。(美聯社)
壟罩美國本土全境、造成各地嚴寒的2021年2月冬季風暴,自周日開始大舉南下、侵襲全球石油重鎮德克薩斯州。(美聯社)

「就連終年溫暖的德州,也出現了-19°C的世紀酷寒…」壟罩美國本土全境、造成各地嚴寒的2021年2月冬季風暴,自周日開始大舉南下、侵襲全球石油重鎮德克薩斯州。儘管以乾燥炎熱聞名的德州,往常總是終年溫暖、夏季炎熱,但在本波寒流的誇張強襲下,過去48小時內全州都出現了「0°F」(-17.78°C)的極端酷寒,甚至16日上午達拉斯的沃斯堡國際機場(DFW)更降至-2°F(-18.89°C)的百年最低溫。在南方的極端寒流中,目前已知至少20人被寒害凍死,以德州為中心的400萬居民更遭遇了嚴重的「寒流大停電」,各種發電設備都因太冷而無法運作、供電網也結凍而癱瘓──因只為夏季酷熱作準備的德州電力系統,沒想到極端氣候竟會以「酷寒型態」逆向襲來。

美國目前遭遇的這波「全國性寒災」,是從2月中旬開始的複合式極端現象。一開始原本是北太平洋溫帶氣旋的影響,挾著低溫的冬季風暴從美國西北一路強襲,過程中大氣系統帶來的低溫不但讓美國全境73%的地區降下2月大雪,風暴更橫貫北美大陸、一路往東南方向猛襲而來。

低溫寒流一路往南衝,最終也轟入了終年溫暖、以乾燥沙漠與夏季酷熱聞名的石油大州──德州──原本德州2月均溫尚可達到61°F(16.1°C),但在寒流強襲下,自周一開始全州卻急速冷凍,氣溫直線落體降到了「0 °F」(-17.78°C)。

根據德州氣象局的通報,16日上午8點左右,德州大城達拉斯近郊的沃斯堡國際機場,已知測得-2°F(-18.89°C)的極端低溫,這是自1899年的-8°F(-22.22°C)最低溫紀錄之後,122年以來所測得的最冷氣溫。

美國目前遭遇的這波「全國性寒災」,是從2月中旬開始的複合式極端現象。(美聯社)
美國目前遭遇的這波「全國性寒災」,是從2月中旬開始的複合式極端現象。(美聯社)

根據德州氣象局的通報,16日上午8點左右,德州大城達拉斯近郊的沃斯堡國際機場,已...
根據德州氣象局的通報,16日上午8點左右,德州大城達拉斯近郊的沃斯堡國際機場,已知測得-2°F(-18.89°C)的極端低溫,這是自1899年的-8°F(-22.22°C)最低溫紀錄之後,122年以來所測得的最冷氣溫。(美聯社)

德州的酷寒冰封,除了對居民生命安全造成直接威脅外,自周一開始全區更遭遇了嚴重的「全州大斷電」──以德州為最重災區,伴隨著鄰近的路易斯安那州、堪薩斯州,截至2月17日清晨為止,美國南方約有400萬戶居民在冰天雪地中連續斷電超過30小時,除了日常生活功能完全中斷外,供暖系統更是完全無法運作。

「極端酷寒中的大停電,是真的會出人命的!」

德州的寒流大缺電,一開始以為只是單純的電網受損,但隨著時間過去、溫度計也不斷急墜,停電區域卻是不減反增,電力中斷的影響範圍更是越來越嚴重。地方許多不滿的意見與批評,於是也伴隨著求救聲量而輿論炎上。

「德州的風力發電機,一遇到寒流就全部癱瘓!就說再生能源不可靠,全都是『綠能覺青』害得大家要被凍死。」面對大停電的慘重災情,一向力挺家鄉石化能源工業、並以極端保守主義聞名的共和黨籍眾議員克倫肖(Daniel Crenshaw,海豹特種部隊的退役軍官,在阿富汗戰爭重傷而以「獨眼」形象而知名),就憤怒地批評風力發電...等「綠電」的高成本與不穩定性。

克倫肖所指控的「風力發電癱瘓」,是確實存在的事實,因為在低溫與冰雪暴的雙重夾擊下,缺少防寒裝備的風力發電機組,確實因大規模「結凍」而無法正常運轉;但在德州,風力發電只佔總供電量的10%不到,本回寒害的真正缺電破口,反而是克倫肖等人最力挺支持、但因太過寒冷而無法發電的「火力發電廠」。

德州的寒流大缺電,一開始以為只是單純的電網受損,但隨著時間過去、溫度計也不斷急墜...
德州的寒流大缺電,一開始以為只是單純的電網受損,但隨著時間過去、溫度計也不斷急墜,停電區域卻是不減反增,電力中斷的影響範圍更是越來越嚴重。(Getty Images)

(路透)
(路透)

金融時報表示,截至2月16日為止,德州周邊400萬戶之所以遲遲等不到電,除了電網遭寒流凍損,真正的原因是「供電不足」、超過50%的常備發電量被低溫凍結而癱瘓──目前電力缺口大概為4600萬瓩,風力發電癱瘓的損失為1000萬瓩;剩下3600萬瓩的電力缺口,則來自於「天然氣火力發電」的系統崩潰。

坐擁全球最富饒的天然氣田之一,德州的火力發電機組,為何會因寒流急凍而停擺?這是因為天然氣的開採過程中會殘留一定比例的水氣,但在「華氏0°F」的極端低溫中,水氣會冷凍結冰,進而嚴重阻礙天然氣管的輸氣效率。

與此同時,用來加壓輸氣、供應火力發電的柴油機組系統,也因化學特性而在低溫狀態中凝固結凍。於是在低溫狀態的惡性循環下,輸氣系統才會陸續低溫停擺,接著讓一座座的火力發電廠徹底癱瘓。

照正常的安全邏輯來說,美國的天然氣輸氣、綠能機組與電網系統,都應該要有「防凍裝置」以避免冬季的極端氣候影響供電;但地處南方的德州,終年溫暖高溫,因此電網系統的設定都是以「防止夏季熱浪過載」為設定,並不曾認真考慮過「大規模結凍」的寒災可能性。

硬體系統癱瘓的同時,德州各地的冰雪風暴,也阻礙了工程人員的除冰、搶救進度。於是在各方不利因素交織之下,這場世紀寒流才會釀成美國南方大停電的「完美風暴」。

(歐新社)
(歐新社)

「在這種災難性的極端寒流中,太多德州家庭遭遇了停電、暖氣斷線的急凍威脅。這樣的停電與失能規模,真的令人完全無法接受!」

在面對連續30小時停電的災難狀態後,共和黨籍的德州州長阿博特(Greg Abbott),也發出措詞強硬的究責聲明,要徹底調查、檢討並追究德州供電商的停電責任。

事實上,擁有豐富石油天然氣資源的德州,是美國電力自由化、私營介入程度最高的地區。長期以來,德州政壇也因此自豪於「電力自由競爭」的經濟效率。但在本回的寒災急凍中,除了毫無防範地導致大規模停電癱瘓之外,電力市場的賣電時價更在短短3天內飆漲了410倍,劇烈的價格波動也讓地方輿論開始困惑起德州這種「效益至上」的邏輯代價。

寒流中的停電除了足以至人於死外,對於德州的石化工業──乃至於全球的石油能源市場──也都是掐住重要命脈的罕見天災。根據彭博的估計,德州的原油開採目前以因寒流與停電的關係,被迫每日減產100萬桶原油;墨西哥灣沿岸的煉油廠也同樣停擺,預計影響的石化產品規模也可達每日300萬桶原油,且尚不知後續的天候狀況與修復時間還需要多少投入。因此對於市場波動的影響,確實也牽動了全球能源價格的命脈。

圖為酷寒下的德州之牛。(美聯社)
圖為酷寒下的德州之牛。(美聯社)

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