如何保护波多黎各电网免受飓风侵袭

能源专家表示,本地化的太阳能发电厂可以加强波多黎各危险脆弱的电网

Vehicles drive under leaning utility poles

2022年9月20日,汽车行驶在波多黎各拉哈斯PR-303公路上。在飓风菲奥娜袭击这个加勒比国家两天后,该岛醒来时发现全岛停电。

波多黎各的电网在最近的灾难中遭受了多次打击。飓风玛丽亚是一场具有毁灭性和致命性的风暴,于 2017 年袭击了该岛,造成大范围破坏,并使许多居民经历了长达数月的痛苦停电。几乎一年后,最后一户人家才重新接通电网。

那场风暴凸显了波多黎各电网的脆弱状态,并引发了变革的呼声。2020 年,联邦紧急事务管理局 (FEMA) 向波多黎各电力局 (PREPA) 拨款近 95 亿美元,用于修复电网。PREPA 是该岛破产的公用事业公司。到 2022 年 6 月中旬,已与 LUMA Energy 合作为 PREPA 划拨了 128 亿美元,LUMA Energy 是 2021 年 6 月接管电网输配电业务的公司,旨在改善系统。但是,资金的部署一直很缓慢,服务仍然极其不可靠。4 月,一家发电厂发生火灾,导致全岛陷入黑暗。本月,几乎在玛丽亚登陆五年后的同一天,飓风菲奥娜在岛屿某些地区倾泻了超过 30 英寸的降雨,造成洪水和泥石流。破坏导致又一次全岛范围的停电。截至当地时间 9 月 27 日上午 8 点,风暴过后一周多,约 150 万客户中的 50 万户仍在等待电力恢复。

《大众科学》采访了 Kaitlyn Bunker、Max Lainfiesta 和 Michael Liebman——落基山研究所(一家非营利能源研究组织)岛屿能源项目团队的三名成员——关于波多黎各的电网、改善电网弹性的努力以及可再生能源在该过程中的作用。岛屿能源计划与当地合作伙伴合作,促进岛屿向清洁能源转型。Lainfiesta 和 Liebman 在波多黎各圣胡安接受采访,他们在那里与当地合作伙伴合作开发太阳能+储能微电网系统。Bunker 在科罗拉多州博尔德接受采访。


支持科学新闻事业

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。


[以下是采访的编辑稿。]

在飓风菲奥娜登陆之前,波多黎各的电网运行状况如何?

LAINFIESTA:飓风玛丽亚摧毁了电网。飓风过后,他们只是[勉强]修复了电网,使其能够工作。但从未进行过改进或为下一次事件做好准备。这就是为什么菲奥娜——令人难以置信的是,在五年内,这是袭击该岛的第一次大型风暴——几乎再次使整个岛屿停电。

在过去的五年里,岛上的电力状况每天都在新闻中出现。你坐上出租车,司机就会开始谈论电力。你听收音机,总是会听到电力系统有多糟糕。电力问题是每天都存在的问题。

最新风暴过后,波多黎各的局势如何?

LAINFIESTA:[在 9 月 20 日接受采访时] 没有水。此时此刻,百分之八十的人口没有电力。而且没有任何关于何时恢复供电或供水的信息。对于许多人来说,情况非常混乱,尤其是在贫困社区,这些社区有被洪水淹没的地区,需要水泵来排出积水,但要么水泵没有电,要么水泵损坏或在水下。在许多地方,情况都非常危急。[编者注:LUMA 发布了估计的恢复时间表,时间为 9 月 25 日。]

具体是什么原因导致停电?

LAINFIESTA:尚不确定。我一直在试图弄清楚我们为什么会停电。完全缺乏相关信息。零星的信息表明,发电机组运行正常,但目前的输配电基础设施存在问题。我在新闻中看到一些工作人员试图修复一个非常关键的变电站,试图恢复一些电网。我很想知道这个问题的答案,但不幸的是,我仍然不知道原因是什么。我一直在努力弄清楚。

BUNKER:我们不太清楚目前波多黎各正在发生什么具体情况,以及电网为何中断。但我们怀疑部分原因是系统的设计,这并非波多黎各独有。我们在加勒比地区工作的其他大多数岛屿,以及美国等较大的国家,都有类似的设计,即非常集中化。有几个大型发电厂发电。通常,它们位于远离人们居住和用电的地方。有一个高度互联的输电线路系统,将电力输送到用电的人们手中。如果所有这些通常是架空的线路都出现问题,就会导致停电。

LIEBMAN:LUMA 负责输配电,因此他们将负责应对。但他们面临着许多挑战。该组织在 2021 年 6 月之前没有参与波多黎各的事务。他们一直在努力应对停电并保持输配电线路的运行。[编者注:LUMA 首席监管官马里奥·乌尔塔多告诉《大众科学》,该公司继承了一个被忽视的电网。他补充说,虽然自该公司接管以来,电网的性能持续不佳,但 LUMA 已取得重要进展。]

长距离输电线路在易发生自然灾害的地区似乎并非最佳选择。有哪些可能的替代方案?

BUNKER:我们与我们在波多黎各和更广泛的加勒比地区的合作伙伴合作的方式之一是转向更加分散的系统,在这种系统中,发电资源位于靠近用电人群的地方。例如,在发生此类事件后,[这些发电资源] 可以继续为一个建筑物或社区中的多个建筑物供电,以维持关键的电力需求,同时更大的电网可能已瘫痪。

自飓风玛丽亚以来,在这方面取得了多大进展?

BUNKER:我们已经看到可再生能源的实施取得了一些积极进展,尤其是在社区层面和分布式层面,并且重点关注最关键的基础设施:学校、诊所。并且有一些很棒的例子表明,这些太阳能和储能项目在最近的风暴中幸存下来——它们没有损坏,现在正在运行并为当地供电。看到这种情况真是太好了。只是还没有达到我们知道需要达到的规模,才能影响到波多黎各各地越来越多的人。

您认为,为什么可再生能源对于电网弹性如此重要?

BUNKER:波多黎各拥有良好的太阳能资源。一旦安装,您就可以使用当地资源,而不是必须进口的东西[例如天然气或柴油]。这是一个潜在的故障点——如果您依赖于必须进口的资源,而您无法获得该资源。如果您只是安装太阳能,它可能会在风暴中损坏。但是,有一些方法可以进行设计和安装,以承受更强的风暴,从而使资源在风暴中幸存下来,然后使用当地资源发电。[编者注:乌尔塔多告诉《大众科学》,LUMA 认为可再生能源对于波多黎各的电网非常重要。他说,该公司在连接住宅太阳能装置方面“非常积极”,并且有望“在几年内将波多黎各的公用事业规模发电量增加两倍”。]

这是否有助于解决输电挑战?

BUNKER:是的,这是另一个重要的部分,因为[可再生能源系统]非常模块化和灵活。您可以查看哪里有最关键的基础设施,哪里最需要电力保持稳定,无论是否有风暴,以及可再生能源的选址。它们可能在屋顶上、停车场遮阳篷上,也在地面上。但是,可以选址的地方更多。您可以根据需求和可用空间来开展较小的项目或较大的项目。[编者注:乌尔塔多告诉《大众科学》,一个强大的电网——包括集中输电——对于满足当前需求和建设可再生能源也至关重要。“您需要一个更复杂、更强大、更具弹性的电网,才能实现可再生能源。如果没有对电网的大量投资,就不会有高度可再生或 100% 可再生的未来,”他说。]

公平如何在转向可再生能源以及推动建立更可靠和更具弹性的能源系统中发挥作用?

LIEBMAN:从经济角度来看,波多黎各一直在苦苦挣扎。如果波多黎各是一个州,它将拥有全国最高的贫困率和最低的人均 GDP [国内生产总值]。拥有这些太阳能+储能和微电网意味着,如果以正确的方式部署它们,这些好处将留在社区中。

LAINFIESTA:虽然我们完全支持在所有领域部署可再生能源,但我们尤其希望确保中低收入社区的人们能够参与其中。自玛丽亚以来,波多黎各的家庭层面大规模采用了可再生能源。但这当然仅适用于能够负担得起的人口群体。我们想要发展可再生能源——但我们需要将公平纳入考量。

© . All rights reserved.