

飓风“劳拉”于周四早上在美国路易斯安那州东南部登陆后不久,已有数十万民众断电,且不知道何时能恢复。
停电并非这场风暴独有的问题。每当一场大型飓风、野火或热浪侵袭一个依赖脆弱、老化的电网的地区时,停电都可能是预料之中的后果。就在今年夏天早些时候,飓风“伊萨亚斯”导致东海岸超过200万民众断电。两周前,一场堪比飓风风力的德州雷暴席卷中西部,导致超过25万民众断电。加利福尼亚州同期也因热浪经历了历史性的轮流停电。
所有这一切中最令人警醒的例子或许是飓风“玛丽亚”。2017年,飓风“玛丽亚”席卷波多黎各后,该岛绝大部分地区陷入黑暗,直到11个月后才完全恢复供电。这是美国历史上最严重的停电事件,也是一场长期的公共卫生危机,导致民众难以获得必需药品,并使卫生系统瘫痪。这场灾难暴露了以化石燃料为依赖的集中式电力系统在面对重大气候冲击时的脆弱性。
然而,飓风“玛丽亚”不仅是一个关于出了什么问题的教训。它也展示了灾难韧性强的能源模式可能是什么样的,尤其是在波多黎各的山区城镇阿洪塔斯。风暴过后,当社区陷入黑暗时,仅剩下一个供电来源:由环保非营利组织和社区中心Casa Pueblo运营的太阳能微电网。微电网——一个拥有自身电源、能够与主电网断开连接的小型电力系统——让社区在接下来的漫长日子里更容易恢复。
“我们成为了社区的能源绿洲,”Casa Pueblo的执行董事Arturo Massol-Deyá说道。这个空间还设有广播电台和咖啡店,为社区提供了庇护、社区联系和电力。人们可以在这里为必需的电子设备充电,接收食物和医疗用品,使用卫星电话联系亲人,并在灾难后聚集在一起。Casa Pueblo还向附近仍处于断电状态的居民分发了14,000盏太阳能灯。
很明显,这也可以为未来的灾难提供一条出路。“自[飓风‘玛丽亚’]以来,我们一直在更积极地推广向清洁能源过渡,这已不再是机会,而是岛上的必需品,”Massol-Deyá说。截至目前,他们已安装了150多个太阳能项目,包括在消防站、杂货店、养老院、五金店、披萨店以及需要依赖能源的医疗(如透析)的居民家中。
这些运营已经过考验。Massol-Deyá表示,太阳能运营平稳度过了长达一年的地震以及上个月的其他干扰。“在过去的10天里,有两次风暴经过波多黎各,导致了两次停电,但我们的系统和我们完成的所有150多个项目都具有韧性,”Massol-Deyá说。此外,他说,如果某个设备出现问题,很容易修复,而且整个系统不会受到影响。
与此同时,该国的电网仍在 falter,即使在飓风“玛丽亚”后重建之后。“这次,波多黎各脆弱的电力系统面临着一个完全不同的问题:《纽约时报》在一月份报道说,风暴后重建的线路和电线杆得以幸存,但一些老化的发电厂却不行了,这暴露了破产电力部门的另一个紧迫需求。”《纽约时报》报道。
除了更稳定的电力来源,Massol-Deyá认为微电网是创造当地民众能够控制的能源系统更广泛愿景的一部分。“我们希望在波多黎各实现能源民主化,我们希望人们成为生产者而不是消费者,”Massol-Deyá说。“发电相关的财富可以分配给民众,以解决贫困问题。”
微电网在灾难期间表现更好并不奇怪。桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)研究微电网和能源系统的系统研究员Robert Jeffers表示:“总的来说,建造微电网是为了在大型输电系统发生故障时,为关键负荷——那些你不希望失去的东西——提供电力。它们在飓风期间比输电系统表现得更好是自然的,因为它们就是为此而设计的。”
尽管如此,Jeffers说,“如果你见过一个微电网,你就只见过一个微电网。”其设计和目的可能差异很大。例如,在阿拉斯加的偏远地区,微电网被用于输电线路无法到达的地方。
与波多黎各一样,其他易受飓风影响的地区已将微电网作为建立韧性以应对下一次——且可能更严重的——飓风的一部分。落基山研究所(Rocky Mountain Institute)加勒比地区能源项目(Islands Energy Program)的项目经理Fidel Neverson说:“在我们的地区,我们容易遭受高风事件,每年有六个月是这样,因为我们的飓风季节从六月初开始,到十一月结束。”
该项目一直在加勒比海的岛屿上安装微电网、太阳能电池板和电池,包括在巴哈马群岛的九个微电网,为未来日益恶化的飓风季节做准备。Neverson说,这也有助于岛屿实现“能源独立”,不再依赖昂贵的进口化石燃料。“当你在一个小岛上时,你依赖来自别处的燃料来为你的发电机提供所需的燃料。”
这还可以为最终支付这些进口燃料费用的客户节省开支。Neverson说:“在巴哈马,你可能会看到每千瓦时的电价约为30美分。”这与美国平均每千瓦时13.19美分的价格高出一倍。因此,他说,“从节省成本的角度来看,将这些小型岛屿电网变成微电网是非常有意义的。”
目前,Islands Energy Program几乎完成了在巴哈马南部拉格德岛(Ragged Island)建设可再生能源微电网的工作。在巴哈马北部,他们还在为2019年遭受飓风“多里安”重创的阿巴科群岛(Abaco Islands)的关键设施建设可再生能源微电网作为后备。Neverson说:“当时的情况是,那里的电力系统几乎被摧毁了。所有的电线都被摧毁了。在这种情况下,你就能看到微电网的价值,因为曾经有两个发电站负责为一个岛屿供电。”
虽然飓风通常被认为是岛屿和沿海地区的问题,但内陆地区和内陆州也转向了微电网。在佛蒙特州的拉特兰县(Rutland county),Stafford Hill太阳能农场和微电网建在一个封闭的垃圾填埋场上,此前飓风“艾琳”于2011年淹没了该地区。“有11英寸的降雨。由于道路和桥梁被冲毁,某些地区被孤立了,”该项目背后的能源存储技术进步伙伴关系(Energy Storage Technology Advancement Partnership)的总监Todd Olinksy-Paul说。“该州大约有六分之一的地区离开了电网供电。”
Todd Olinsky-Paul说:“该项目的推动因素之一是,要找到一种方法,在电网断电的情况下,为社区提供备用电源的庇护所。”现在,它能够为2000户家庭以及在紧急情况下充当庇护所的当地一所高中供电。
Olinsky-Paul解释说,电池储能是该项目的一个关键部分。它能够在普通日子里减少能源负荷,降低用户为传输支付的费用,同时提高可靠性。
最近参议院民主党人的气候报告强调了对微电网等分布式能源系统的需求。“小型分布式发电发挥着重要作用,它可以帮助在自然灾害中提供韧性,并实现公平和环境正义目标,”报告指出。不幸的是,报告没有详细说明有助于增加微电网部署和访问的政策。
微电网本身并不能解决环境公正问题;与任何技术一样,它取决于它的使用方式以及如何整合到社区中。事实上,它也可能加剧能源不平等,因为它实际上是将电网的一部分私有化了,Climate Collaborative的气候和能源项目联合经理Johanna Bozuwa解释道。“我认为,存在一种真正的可能性,即我们看到微电网在收入较高的社区实施,”Bozuwa说。“但那样就无法让低收入社区成员或那些在被剥夺权利的社区里的人们真正获得这些服务。”
目前,低收入社区在获取分布式可再生能源方面面临障碍。Bozuwa指出,税收抵免是可再生能源的主要激励机制之一,但并不适用于不缴纳联邦税的非营利组织,也不适用于缴纳税款不足以获得资格的合作社和低收入人群。“这是一个问题,因为这些实体往往是最有动力去创造韧性的,因为它们通常是社区基础的,”Bozuwa说。
另一个关键考虑因素是这项技术的所有权模式。在全国范围内,倡导者一直在推动公共能源,以此更好地激励向可再生能源过渡,同时让人们对自己的能源未来拥有更大的发言权。在刚刚遭受德州雷暴造成大规模停电的爱荷华州,爱荷华州公民社区改善协会(Iowa Citizens for Community Improvement)一直在推动转向更像微电网的系统。该州的政策组织总监Adam Mason表示,他们希望电力由地方拥有并由民主控制。爱荷华州一些长期以来(曾经依赖化石燃料)的农村电力合作社已经拥抱了太阳能;Mason希望这种模式能够更加透明并向社区开放参与。
Mason认为,除了帮助该州应对极端洪水和风事件外,这种社区拥有、分散的能源系统对于该州从企业化农业转向更本地化的系统和就业至关重要。“这将意味着我们可以开始为这些农村社区带回一些就业机会和发展,这将导致在这些农村城镇出现更多本地化的小型加工商,”Mason说。
同样,路易斯安那州的一个消费者权益倡导组织“平价能源联盟”(Alliance for Affordable Energy)的执行董事Logan Atkinson Burke也正在推动新奥尔良建立一个更具草根驱动力的能源系统。Burke说:“在新奥尔良这样一个贫困严重的城市,存在着接近互助模式的机会,而不是仅仅建造和拥有事物的传统公用事业商业模式。”
至于Casa Pueblo,他们的下一个项目是建造波多黎各第一个社区拥有和管理的太阳能微电网,配备电池供电,将为岛上的17家企业供电。Massol-Deyá认为,通过让社区成员控制能源系统,这是让岛屿对其未来拥有更大决定权的关键方式。他说:“如果波多黎各能够满足自身的能源需求,那么我们就可以考虑让岛屿摆脱与美国的政治关系,实现非殖民化。”