德州人喜歡將他們的州視為世界能源之都。 但在2021年2月中旬，能源狀態出現能源短缺。

一場強烈的冬季天氣爆發，被天氣頻道非正式地稱為冬季風暴烏里，席捲了美國，帶來了降雪、雨夾雪、凍雨和寒冷的氣溫。 得克薩斯州受到的打擊尤其嚴重，所有 254 個縣同時收到冬季風暴警告。

在全州範圍內，持續的北極溫度凍結了發電廠和燃料供應，而家庭取暖的能源需求攀升至歷史最高水平。 電力和天然氣行業的連鎖故障讓數百萬人在黑暗中呆了好幾天。 至少有 246 人死亡，可能更多，經濟損失估計達到 1300 億美元。

需要能源進行泵送和處理的供水系統也遭到嚴重破壞。 在風暴期間和之後，至少有 1000 萬人收到開水通知，有時持續數週。 低收入和少數族裔居民的資源較少，他們尋找替代住房和進行維修的資源較少，受到的影響最嚴重。

作為德克薩斯州的能源研究人員，我們在過去兩年的大部分時間裡都在分析該州為何對這一事件毫無準備，以及如何才能做得更好。 對導致大面積停電的災難，人們的一個常見的下意識反應是呼籲建造更“堅固”的發電廠——那些使用煤炭或天然氣等燃料並設計為在白天或晚上的任何時間提供電力的發電廠。 但是煤炭和天然氣廠及其燃料供應可能會出現嚴重故障。

我們認為重要的是要考慮不僅僅是建造更多的發電廠。 我們的研究結果突出了其他更清潔、更便宜且實施速度更快的解決方案。 德州人描述了他們在冬季風暴尤里期間的經歷及其持久影響。

冬季計劃

Uri 之後的分析顯示，電力和天然氣行業缺乏防凍措施是導致系統故障的一個關鍵原因。 得克薩斯州立法機關對發電機制定了新的防凍要求。 但它並沒有為天然氣生產商做同樣的事情，這些生產商為德克薩斯州約 40% 的發電廠提供燃料，但無法在風暴期間提供燃料。

從那以後，德克薩斯州在 2022 年 1 月和 2022 年 2 月的冬季寒流期間天然氣產量大幅下降。正如 Uri 期間發生的那樣，許多氣井的生產停止了，因為隨著天然氣到達地表的水和其他液體在它們進入地表時凍結了 撞擊凍結的井口，形成冰壩並阻止天然氣流入管道。

2022 年 12 月，冬季風暴埃利奧特導緻美國東南部的天然氣產量進一步下降以及停電。這些事件表明，冬季可靠性風險並非德克薩斯州特有。

寒冷天氣的挑戰

我們的研究表明，在過去 20 年裡，得克薩斯州冬季電力需求高峰（由空間供暖驅動）對低溫變得更加敏感。 冬季高峰也比夏季高峰增長更快，更不穩定。 我們知道每年夏天都會很熱，但我們不確定冬天會不會很冷，這使得計劃變得更加困難。

德克薩斯州處於全國轉向用電而不是石油或天然氣供暖的前沿。 得克薩斯州大約 60% 的家庭使用熱泵或電阻加熱。

熱泵將家庭冬季能源需求從天然氣等碳排放源轉移到電力。 它們還可以比老式空調機組更有效地為建築物降溫。 然而，未額定低溫的熱泵在冬天使用的能量比在夏天冷卻時消耗的能量更多。 更好的最低效率標準可以幫助緩解這一挑戰。

取暖用電的轉變表明，在未來幾十年內，得克薩斯州的電力需求可能會在冬季而不是夏季定期達到峰值。 與此同時，春季和秋季需求較低的平季——化石燃料和核電站通常停產進行維護的時間——正變得越來越短，因為熱浪開始得更早，冬季風暴推遲到春季。チャールズリム・三和一善