這場影響4000萬人的大停電,“鍋”要可再生能源來背嗎?

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7.16

知識分子

The Intellectual


圖源:Freepik


撰文 | 張樹偉 黃楠雅

責編 | 戴晶晶



西葡大停電的消息已經陸續從國內外媒體的頭條中淡出。但那場突如其來的斷電仍然給很多人留下了短期的深刻記憶。


2025年4月28日中午時分,西班牙與葡萄牙突發大範圍停電,事故影響超過4000萬人,最終持續達10小時。多個城市交通癱瘓、信號中斷、醫院轉入應急運行,成爲歐洲近年來最嚴重的一起電力事故[1]。事故發生突然、恢復(“黑啓動”)過程複雜,引發了公衆對電力系統安全與可靠問題的廣泛關注。


事實上,西葡大停電事故,只是近期全球範圍內多起重大長時間停電事故之一。


僅以2025年爲例,2月25日,智利北部500千伏主幹線路突發故障[2],導致頻率崩潰,全國電網解列,98%以上居民失去供電,持續時間超過12小時。事故造成包括交通系統、銅礦開採、醫療與通信在內的多個領域同步停擺。7月4日,捷克電網僅因一根輸電導線墜落,就引發多線路跳閘與一座電廠脫網,造成電網解列孤島運行[3],1500兆瓦發電容量與2700兆瓦負荷受影響,首都布拉格等多個區域停電。


統計數據趨勢似乎也在印證這種“電力系統越發不可靠”的主觀印象——很多國家的運行穩定性都呈現下降跡象。美國能源信息署(EIA)報告顯示,從2013年到2017年之後的幾年,美國年平均停電時長從3.5小時明顯上升到5小時以上,事故發生頻率也上升20%。而因爲發生了颶風,2024年比2023年更是高了50%[4]。在歐洲,ENTSO-E事故分類年報[5]顯示,2023年全年未發生Scale 2或3級事故,但“電壓不合格”等中低等級事故增加。2024年6月21日南歐巴爾幹區域線路短路引發系統解列,被定性爲Scale 3事故。而2025年僅過去半年時間,歐洲已發生兩起Scale 3及以上事故。


與新興的可再生能源潛在關聯的事故似乎更容易被大衆關注。一些非蓄意破壞案例中,雖然事故直接原因與調度、設備、雷擊或控制系統有關,但只要出現在高佔比風電或光伏的時空背景中,就更容易被聚焦討論。例如本次西班牙停電,在事故發生後第一時間即有評論將其與中午高光照時段聯繫起來,暗示與光伏出力有關。相比之下,捷克尤其是智利的事故儘管斷電規模相當,但因未明顯涉及波動性電源,討論則相對有限。


本文並不聚焦停電事故本身,而是在這些事故中逐步顯現的一個關鍵交叉點:可再生能源在系統結構中佔比提高之後,其運行特性與既有治理體系之間的張力是否被精確理解和應對。本文回溯2025年西班牙大停電的技術過程,分析事故歸因的分歧,並探討其中涉及的責任邊界與倫理邏輯。


我們試圖釐清一個技術上可以界定、但反覆被模糊化的問題:電力系統所追求的“穩定性”究竟指的是什麼?而天生“愛自由”的可再生能源的波動性(功率輸出不穩定,variability)爲何不構成威脅?


自然、技術與人的互動關係中,可再生能源系統與可控化石能源系統不同,但並不註定更脆弱。



技術性回溯:西葡大停電如何發生?



關於2025年4月28日的大停電,現有的事故愈後診斷主要來自三個渠道:西班牙政府調查報告[6]、電網公司Red Eléctrica (REE)的技術總結[7],以及歐洲ENTSO-E的協調信息彙總[8]


西班牙生態轉型部在6月17日發佈的政府報告,將事故起因描述爲“多重因素導向的過電壓”和“無功準備不足”;而REE在6月25日發佈的企業報告中,則將核心責任歸因於發電企業未履行動態電壓控制義務,例如未滿足運行導則標準、不合規的自動電壓調節器(AVR)響應等技術問題。ENTSO-E作爲歐洲區域的行業協調方,預計將在2025年底前公佈歐盟協調者/監管技術支持視角的總結。


具體到事故鏈條,已有材料拼出了較爲清晰的時間線[9]。事發當天,在中歐夏令時間12:03–12:22之間,本地電網監測到歐洲同步電網多次低頻振盪,主頻一度偏離50Hz標準達到0.6Hz。振盪發生的具體原因仍在調查。爲了應對頻率異常,保證電能質量,本地調度中心下達了減少有功功率的指令,南部多節點因此出現電壓異常升高(有功減少、無功上升)。本應提供無功支撐的常規機組,由於部分未能滿足動態響應要求,相繼脫網。數秒內,供需失衡迅速放大,頻率崩潰,更多的機組與用戶脫網,形成了級聯失穩。


從平行世界想象另一種可能,自然、技術與人層面只要有一個改變,似乎就可以避免大停電的命運。


  • 首先,是自然因素:若當日未發生大範圍電網震盪,或者外部擾動未傳導至伊比利亞電網,整個鏈條可能壓根不會啓動。這一環節涉及的是物理環境和超區域耦合,不屬於西班牙電網自身可以控制的範圍。
  • 其次,是硬件層面:即使有外部振盪,若系統中配置了更高比例的無功緩衝裝置,例如額外的同步調相機、或者快速投切的無功補償單元,則可在局部吸收多餘無功,抑制電壓抬升,避免觸發保護性脫網。這對應純技術層面的補強問題,對應於電網的硬件和韌性設計。當然,這意味着額外的經濟成本。
  • 最後,是軟件和人工操作:按照政府報告的說法,事前的開機組合計劃存在問題,可控機組無功支持不夠。這部分歸因,指向運行策略與人爲決策,屬於人與技術互動的界面。



換種方式講,事故的發生,是在自然擾動、硬件防禦、軟件調度三者交織的鏈條中,每個環節都留出了可感知、但未被及時彌補的縫隙。



事故歸因邏輯與結果



事故發生之後,三個調查報告(政府、REE、ENTSO-E)之間在責任劃分、技術細節乃至用詞上存在差異,這並不意外。


這一方面源自電力系統本身的複雜性——涉及設備、運行、調度、保護、互聯、法規、協議等多重環節;另一方面,是歸因過程中難以迴避的價值判斷問題——“從哪裏談起,跟何種參照系統比”的合理性討論。更進一步,歸因結果還會帶來政治乃至法律上的進一步含義,從而變的不那麼“純粹”。


表1 政府與電網運營商(TSO)報告的差異點

來源:作者彙總整理。


在初期,針對該事故一個流行的理解是:由於風電、光伏等波動性可再生能源的佔比高、電網中缺乏慣性,導致大停電。


這種大而化之的說法,雖然可以幫助好奇的人們睡個好覺,有種“我理解了!”的如釋重負感,但是無疑陷入了宿命論(Fatalism)—一個早已被充分預期且長期存在的系統特性(Fully expected and generic factor),不能構成解釋特定事故(specific)的合格原因。


如果高比例可再生能源本身會導致停電,那麼我們應當普遍觀察到,從時間維度看,在所有高佔比時刻都有類似事故,而不僅是4月28日這一個中午。例如,4月21日,西班牙光伏出力創下22GW歷史新高,那時系統中慣性支撐的電源佔比更低,但並未發生停電。


相反,4月28日光伏出力下降到17.7GW,核電出力從2GW升至3.4GW,理論上的系統慣性有所改善,卻出現了大規模事故,是一個超出預期的“驚訝”。


再看空間緯度,愛爾蘭電網是典型的高可再生能源系統,風能出力最高佔比超過70%,年均滲透率接近50%,而且作爲孤島系統,本身不具備歐洲大陸的互聯支撐(區別于丹麥),理論上穩定性挑戰更大,但至今並未出現類似的系統性崩潰。這不意味着兩者可以直接類比,而是至少提醒我們:高比例可再生能源本身並非必然風險。


任何重大事故的發生,往往源自多重因素疊加,都是必要條件,而都不充分。這些因素往往可以劃分不同層次。以一場損失慘重的森林大火爲例:樹木等可燃物的劇烈燃燒是主要現象與結果;乾枯的落葉、絮狀物則是中間誘因,增加了火勢蔓延的條件;而真正的觸發因素,可能只是個丟棄的菸頭,或者微弱的火星。


同樣,在電力系統事故中,追溯到根本,必然可以歸結爲供需平衡的喪失。這種解釋從物理機制上看並無錯誤,但它往往過於寬泛,更像是一種事故現象的再表述(re-framing)。如果稍作具體化,“乾柴”在電網中,可以指向長期存在的系統性脆弱性(但是顯然,多脆弱算脆弱並不是一個容易回答的問題);“落葉”則是指在特定時刻積累的運行隱患,比如開機計劃錯誤、關鍵機組停運檢修等;而“菸頭”,則是最後引爆連鎖反應的直接誘因,比如一次短路、保護誤動作,或局部超載。


明確直接誘因通常格外具有價值。因爲它可以幫助人們聚焦在短期現實可操作、及時修正的因素上。因爲許多深層性問題,如系統保有慣性容錯率不高、網架結構劣勢等在短期內難以改變。如果歸因僅停留在結構性缺陷,將導致解決方案無現實短期可行性。相反,只要能夠在現有條件下識別並去除關鍵的“導火索”,即便底層風險仍然存在,也完全可能避免事故的爆發和擴大。從筆者的主觀視角,本次事故中,電網運營商的頻率振盪處置不當,是一個明顯的直接誘因。


回到現實的無奈與糾結,歸因帶來的最直接後果,不是技術修正,而是政治和法律後果。


一個德雲社的相聲段子。郭麒麟與閻鶴翔討論能否、以及如何用兩刀把西瓜切成十塊[10]。閻回答:第一刀切在西瓜上;第二刀便直接架在郭脖子上。郭當即認慫:你說切幾塊都行。現實也是如此——歸因不僅是科學的,更是力量的較量。


這次事故之後,美國的能源部長Chris Wright第一時間指責風光電源[11]。其在美國《大美麗方案》出臺之後,再次批評可再生能源“需要的時候不在場”。[12]有關儲能企業則立刻藉機推銷新產品,說:“我們行”!電網互聯愛好者推廣“更大程度互聯了,可能擾動就沒有這麼大了,黑啓動也更容易了”。歸因,如果成爲一種政治,那麼額外的考量可能使得科學問題無足輕重,而成爲利益集團角力。



複雜系統、過度優化與脆弱性的悖論



相比於政治問題的無奈,在理念層面,這裏的確有一個真問題:複雜系統是否會因爲過度優化而註定變得脆弱,乃至容易走向系統毀滅(ruin)?這個問題上,暢銷書《黑天鵝》作者,對沖基金經理、自己掏腰包搞研究、每天讀書6小時的Taleb[13]對西方過度優化理念[14]的批評值得一番深度辯論。比如新冠疫情前的IT企業爲之自豪的“零庫存運營”與訂單式生產模式,一遇風吹草動便會陷入癱瘓。任何穩健的系統,可能都需要必要的“餘量”(buffer),來應對那些預期中的風險以及預期之外的驚訝(比如所謂的極端不確定性),從而維持系統的生存。而這種產業鏈的韌性,作爲一種公共品,在一個高度分工的體系中,往往是投資不足的[15]


電力系統中,類似的“過度優化”體現在超級互聯(super grid)電網的設想上。這種巨無霸式的超級工程在國內外擁有不少擁躉。更大範圍的互聯,擴大了供給需求平衡的物理範圍與市場可以到達的邊界,的確可以調動更多潛在低成本電源,從而降低系統總成本。但同時也帶來了Taleb所說的另一面:一旦存在系統性故障——哪怕不是蓄意破壞,僅是一頭犁地的牛撞斷一條關鍵輸電線——都可能觸發整個系統的崩潰。感興趣的讀者不妨仔細算算:這些輸電主幹線的傳輸負荷究竟有多大?而那些樞紐(hub)地區本地是否滿足 N-1 基本安全約束——也就是說,當網絡中任何一條線路、一個設備或一臺發電機發生故障時,系統運行仍能維持可靠。


相比之下,我國電力系統的獨特之處,在於一種深植於政治心理與安全文化中的底線思維。系統設計長期是在假設最壞情況之上搭建的:與歐美依賴複雜聚焦的方法論、優化平均狀態、用最小冗餘支持最大效率不同,我國更強調極端情況下的生存能力,即Taleb所說的“防止系統毀滅的安排”,並不會爲5%還是10%的效率差別而煩惱。


當然,這種理念是否在“常態情況”下帶來了過高成本,是否引發了治理結構中的“道德風險”——冗餘過多,是否在能源轉型中造成“結構性鎖定”難題,需要結合明確價值標準討論。但是,它提醒我們:討論我國的電力改革和新能源發展,必須看見這一層政治經濟框架,而不僅僅套用國外技術或市場路徑來評價優劣。


在可再生能源的語境下,這個問題尤爲敏感。可再生能源的出力直接受天氣影響,光伏的短時波動(比如雲層移動誘發)幾乎無法預測;風電的發電功率是風速的三次方,從而風速預測誤差的非線性放大效應極強。從長期看,還面臨一個是否存在連續不出力的情況(比如季節性的)。因此,給定其他因素不變,系統無疑需要更高水平的備用和緩衝。但是,多高算高永遠是一個無法充分回答的問題。我們只能在有限理性的範圍內,做最好的估計,把一部分不確定性(超越可以度量的風險)交給天(西方講上帝)


這是否意味着系統註定脆弱?


這是一個複雜到需要附加前提才能討論的問題。我們需要避免那種無錨點的(unanchored)論述——比如簡單想象“純風電/光伏”系統,然後直接下結論說“這種系統無法運行,也無法支持連續用電”。這是靜態外推思維。它假設在風光發電佔比從15%到主體(如佔80%的發電份額)的過程中,其他因素保持不變。


然而,現實更可能是一個動態演化的過程,其他因素不可能不變。隨着風光發電佔比的提高,系統價格波動加劇(如2024年11—12月歐洲電網展示的),提供巨大的經濟激勵,吸引儲能等技術的進入並套利。儲能成本逐步下降後,其也終將替代最後部分煤電的角色。大容量長時間儲能發揮之前調節性水庫類似的作用。未來的高比例風光電力系統,必然是多種技術的組合,不會是風光“光桿系統”。


再者,“100%風光不可能”用作反對當前發展可再生能源的理由,是一種推到極端再搞身份政治(identity politics)的論證套路。它不結合現狀,只能論證100%不應該追求,並無法推導出比100%低一些的比例,比如60%不好,也無法證明現在不到20%的份額就是理想狀態。在現實中,備用容量常常被高估乃至冗餘。如果原本備用就多到有巨大餘量(huge space for error),那麼風光的引入其實正好“喫掉”或者充分利用這部分閒置備用,而不構成新增負擔。


當前電力結構中,燃煤發電佔比仍高達60%。可再生能源雖在快速增長,但距離“高比例”系統還有相當距離。在這種背景下,討論系統脆弱性的命題,不能脫離具體量級、具體情境、具體備用安排。系統是否脆弱或穩健,並非一句“新能源多了,電網穩定性就下降了”所能決定,而是取決於系統起點、調度策略與市場設計。


電力系統需要時刻保持穩定的,是系統電壓(V)、頻率(Z)與功角(F)變量,而不是(每一個)電源輸出功率(P)



價值判斷倫理:

區分損害與增益的中間地帶



在複雜系統中,尤其是像電力基礎性網絡,討論增益與損害時,一個常被忽視的重要環節是——避免傷害(avoid harm)。並非所有未顯著正向貢獻的環節都應被視作負擔或錯誤。上述提及的美國能源部長6月份發言中的一句話頗具代表性:“你永遠無法確定(風光)這些能源是否能在你需要的時候發電,因爲你不知道陽光是否閃耀,風是否會吹。”這句話背後,其實是一種競賽式的霸道意識形態:如果風光頂得上,是正價值;頂不上,就是負價值,就需要給貼個標籤:不可靠電源。


從系統角度,這種認知是有問題的。系統不是“誰贏誰輸”的競技場,而是多元要素的協作體。某個環節未在特定時刻提供幫助,不等於它構成了損害。在損害與增益的中間,還存在一個“既不帶來增益,但也不造成損害”的中間狀態。在高峯點能頂上去,是一種正價值。但是頂不上去的,那個時候收益就爲零。這個懲罰還不夠,還需要額外踏上一萬隻腳嗎?不需要。如果進一步追問:因爲一個環節頂不上去,系統缺電了呢?對不起,這是整體系統充足性問題。它需要宏觀方法論,而不是微觀定性哪個行,哪個不行。回到電力系統平衡問題,穩定的需求是永遠存在的,但是它並不需要(每一個)穩定的供給去滿足,只要是一個組合(portfolio)就可以。


正如諾貝爾文學獎獲得者莫言曾提醒我們的:“當衆人都哭時,應該允許有人不哭”——在集體期待之中,允許存在差異、允許非同調的存在,並不代表背叛或缺席,而是系統內多樣性和韌性的重要部分。類似的理念,中央政府在政策層面也曾多次強調,即堅持“系統思維”
,避免宏觀問題微觀化,一元化,從而宏觀成爲相似微觀的簡單加總。


這種裹挾式論述,在目前的政策議程——綠電直連、隔牆售電的爭議中也有體現。比如,綠電用戶被要求繳納全部網絡費的理由,常被包裝成“你不分攤,別人就要多分攤”。但問題是:這部分新增分佈式供給,到底是分攤主體,還是並未增加系統負擔,乃至是減負主體?如果它們減少了擴網需求、緩解了高壓輸電壓力,就意味着總體分攤盤子不變乃至縮小。問題不能界定爲固定預算人頭分攤。混淆這一點,就把動態經濟發展等同於預算稅收、甚至收保護費——不問有無新增成本,而是先定總盤,再“比”誰多交少交。



小結:高比例可再生能源並非必然風險



電力系統作爲人類目前最大的人造系統,也可以說是最早的人工智能系統之一,正日益成爲各種軍事、政治、社會衝突的“檢測試劑”與“風暴眼”。


可再生能源的存在以及更大程度的發展,服從於額外的同樣具有價值的其他社會公共目標——比如自立(autonomy)、低碳以及新的經濟增長點。無論如何,高比例可再生能源的存在,在倫理邏輯上都無法被推爲直接原因與“替罪羊”。


  • 可再生能源的統計範疇的波動不是問題(problem),它需要的是管理(manage),而不是解決(solve)。需求本身就是不穩定的,電力系統的任務是維持總體“變動的供給 = 變動的需求”,而不是要求所有電源時刻保持輸出功率穩定。這意味着過度要求。
  • 可再生能源的可預測性是一個問題,但它不會真正傷害(hurt)我們。因爲更好的預測技術、更充足的備用和更靈活的市場反饋機制,足以讓我們管理這個問題。
  • 真正有可能帶來傷害的,是超越長期歷史經驗、無法預測的異常波動。它無法充分預見,概率很低但是並非不可能發生。比如德國這種氣候,冬季兩個月無日照與極低風速的極端情景,對應Taleb定義中的黑天鵝事件。但即便如此,那也是人類前進路上的必要代價(necessary cost),而不是退步的理由。



那麼,當我們在未來20到30年內,擁有一個高比例風光的電力系統時,波動性的電源會造成大停電嗎?


一個直截了當的答案是:當然有可能,就像過去以化石能源爲主的系統也曾造成許多大規模停電一樣。任何人造複雜系統,都伴隨預期內的故障與預期外的“驚訝”,但是這不會是一種宿命。有意義的問題不是“能否完全避免”,這個比較的參照系是一種幼稚的不曾存在的世外桃源。而是:我們能否在短期保持透明與坦率的討論,使得漸進進步成爲可能,從而在長期保持持續改進。


最後,以上這些討論說到底,仍是“未來的故事”以及“別人的故事”。我國當前的系統,依然以煤電爲主,以功率“穩定可控輸出”爲美。我們更需要關心的是另一個極端:系統備用過剩,相比足夠程度仍舊過多,造成不必要浪費;煤電使用依然過度——開機臺數過多,總量過大,而跨區煤電在系統低谷時期仍不充分減少。


我們日益生活在一個充滿不確定性、充滿解釋權爭奪(包括技術、政策、輿論場)的世界。語言本身可以被拉扯、扭曲、被賦予不同的含義——但關鍵不只是去爭論定義,而是去參與、去行動、去影響這個含義的流向。穩定、穩健、有韌性的電力系統,在我國特別需要高度結合現狀的界定。


在《愛麗絲夢遊仙境》中有這樣的對白:


愛麗絲說:“問題在於,詞語是否可以被賦予如此多樣的含義。”

哈姆卜蒂·鄧普蒂(Humpty Dumpty)微笑着回答:“問題,只在於——是詞語主宰人,還是人主宰詞語。僅此而已。”


"The question is," said Alice, "whether you can make words mean so many different things."

"The question is," said Humpty Dumpty, "which is to be master—that''s all."


注:本文作者張樹偉、黃楠雅均供職於卓爾德(北京)中心。張樹偉爲應用系統分析博士,首席經濟師,從事氣候、貿易與安全政策互動研究與項目管理工作。黃楠雅爲研究員,聚焦電力市場數據統計分析與交易策略。


鳴謝:劉暉(上海Mango Associates)的文字校覈協助。


參考文獻:

[1]https://tv.cctv.com/2025/04/29/VIDEkri3OQvnKXq77udJlg9R250429.shtml.

[2]https://es.wikipedia.org/wiki/Apag%C3%B3n_de_Chile_de_2025.

[3]https://vm.tiktok.com/ZNd515uby/

[4]https://www.construction-physics.com/p/understanding-us-power-outages.

[5]https://www.entsoe.eu/publications/statistics-and-data/.

[6]https://www.miteco.gob.es/es/prensa/ultimas-noticias/2025/junio/se-presenta-el-informe-del-comite-de-analisis-de-la-crisis-elect.html

[7]https://www.ree.es/es/sala-de-prensa/actualidad/nota-de-prensa/2025/06/red-electrica-presenta-su-informe-del-incidente-del-28-de-abril-y-propone-recomendaciones

[8]https://www.entsoe.eu/publications/blackout/28-april-2025-iberian-blackout/#Introduction.

[9]https://en.wikipedia.org/wiki/2025_Iberian_Peninsula_blackout.

[10]https://www.douyin.com/search/%E4%B8%A4%E5%88%80%E6%8A%8A%E8%A5%BF%E7%93%9C%E5%88%87%E5%8D%81%E5%9D%97.

[11]https://www.eenews.net/articles/chris-wright-plays-politics-with-european-blackout.

[12]https://nypost.com/2025/06/27/opinion/how-the-big-beautiful-bill-will-lower-energy-costs-bolster-the-electric-grid-and-unleash-us-prosperity/

[13]https://en.wikipedia.org/wiki/Nassim_Nicholas_Taleb.

[14]https://en.wikipedia.org/wiki/Skin_in_the_Game_(book).

[15]https://www.youtube.com/watch?v=skBs3DabRW0.

Capponi, A., Du, C., & Stiglitz, J. E. (2024). Are Supply Networks Efficiently Resilient? National Bureau of Economic Research Working Paper Series, No. 32221. https://doi.org/10.3386/w32221



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