在经历历史性的深度冰冻两年后，德克萨斯州越来越容易受到寒潮的影响——除了建造发电厂之外，还有更多的解决方案

德克萨斯人喜欢将他们的州视为 世界能源之都. 。但2021年2月中旬，能源状态出现能源短缺。

一个 严冬天气爆发, 被天气频道非正式地称为“冬季风暴乌里”的风暴横扫美国，带来降雪、雨夹雪、冻雨和严寒。德克萨斯州受到的打击尤其严重，所有 254 个县同时收到冬季风暴警报。

全州持续的北极气温 冻结发电厂和燃料供应, ，而家庭供暖的能源需求则攀升至 历史新高. 。电力和电力的连锁故障 天然气行业 数天来，数以百万计的人蒙在鼓里。至少246人死亡 可能还有更多, ，以及达到的经济损失估计损失 1300亿美元.

需要能量进行抽水和处理的水系统， 也受到严重损坏. 。至少 1000万人 在暴风雨期间和暴风雨之后，人们都收到沸水通知，有时长达数周。低收入和少数族裔居民寻找替代住房和进行维修的资源较少， 受到最严重的影响.

作为 德克萨斯州能源研究人员, 过去两年，我们花了很多时间来分析为什么政府对这一事件毫无准备，以及如何做得更好。对于导致大范围停电的灾难，人们的本能反应是呼吁建造更多“坚固”的发电厂——这些发电厂使用煤炭或天然气等燃料，旨在在白天或晚上的任何时间提供电力。但煤炭和天然气工厂及其燃料供应可能会严重失败。

我们认为，重要的是要不仅仅考虑建造更多发电厂。我们的研究结果突出了其他可以更清洁、更便宜且更快实施的解决方案。

冬季规划

Uri 后的分析表明 缺乏防冻措施 电力和天然气行业是整个系统故障的一个关键原因。德克萨斯州立法机关颁布 发电机新的防冻要求. 。但它并没有为天然气生产商做同样的事情，天然气生产商为大约 德克萨斯州 40% 的发电厂 和 无法交付 暴风雨期间。

此后，德克萨斯州在 2022 年 1 月和 2 月的冬季寒潮期间天然气产量大幅下降。正如乌里期间发生的那样，许多气井的生产停止了，因为与天然气一起到达地面的水和其他液体在遇到冰冻的井口时结冰，形成冰坝并阻止天然气流入管道。

2022 年 12 月，冬季风暴艾略特造成更多 天然气产量下降, ， 也 停电 横跨美国东南部这些事件表明冬季可靠性风险并非德克萨斯州特有。

寒冷天气的挑战

我们的研究表明，由电空间供暖驱动的德克萨斯州冬季高峰用电需求已成为 对寒冷的温度更敏感 过去20年。冬季峰值也比夏季峰值增长更快且更不稳定。我们知道每年夏天都会很热，但我们不确定冬天会不会很冷，这使得计划变得更加困难。

德克萨斯州处于全国用电而非石油或天然气供暖转型的最前沿。德克萨斯州约 60% 的家庭使用其中一种 热泵或电阻加热.

热泵将家庭冬季能源需求从天然气等碳排放来源转向电力。它们还可以比旧空调更有效地冷却建筑物。然而，不适合低温的热泵可以 使用更多能量 冬天要取暖，夏天要制冷。更好的最低效率标准可以有所帮助 缓解这一挑战.

向电力供暖的转变表明，在未来几十年内，德克萨斯州的电力需求可能会定期在冬季而不是夏季达到峰值。与此同时，随着热浪提前到来和冬季风暴的推动，春季和秋季的需求较低的平季（化石燃料和核电站通常停产进行维护的时间）正在变得越来越短 后来到了春天.

我们现在做什么？

这些趋势使得电网规划者和运营商更难确保始终有足够的电力容量，尤其是在冬季。除了确保德克萨斯州拥有足够的在线发电能力外，我们认为该州还应该在以下三个领域采取更多行动：

– 提高能源效率。

目前，非营利组织美国节能经济委员会对德克萨斯州进行了排名 在各州中排名第29位 表彰其节约能源和提高能源效率的政策和计划。采取更严格的建筑规范和最低电器效率标准等政策将减少消费者的能源费用。也会降低 高峰需求 在极端事件期间。如果停电仍然发生，隔热良好的房屋将保持温暖或凉爽的时间更长，从而降低居住者的风险。

– 增加投资 需求响应.

需求响应计划为电力客户提供激励，让他们短时间关闭泳池水泵或热水器等非关键设备，以减少高需求期间电网的总体负载。对于电网供需的实时平衡，关闭 500 兆瓦的非关键需求在功能上相当于打开 500 兆瓦的发电厂。虽然德克萨斯州在这方面取得了一些进展， 它低于平均水平 相对于其同行。

我们的研究表明德克萨斯州可以释放 发电量7吉瓦以上 通过需求响应，这将使目前可用的资源增加一倍。

增加需求响应可能比建造新发电厂更便宜。虽然新的风能或太阳能发电场每千瓦发电量的成本可能为 1,000 美元或更多，但需求响应计划的成本约为 每千瓦 200 美元 可以关闭的需求。

它也更快。技术人员可以在几个月内安装数千个远程控制恒温器或电器开关，而选址、许可和建造新发电厂则需要数年的准备时间。

– 将德克萨斯州的孤立电网连接到西部和东部的互联网络。

美国大部分电力电力通过两个大型电网生成和销售，几乎覆盖了美国本土 48 个州的所有州。德克萨斯州保留了其 自己的网格 在州界内作为一种方式 最大限度地减少联邦对其电力部门的监管. 。尽管与这些电网的直流联系非常薄弱，但德克萨斯州的公用事业公司无法在供应稀缺时进口大量电力，也无法在有盈余且邻国需要支持时出口​​电力。

扩大电网连接将使德克萨斯州的电力供应更加可靠，并使发电机能够从该州丰富的风能和太阳能发电场出口低碳电力。德克萨斯州风能和太阳能发电的快速增长拯救了该州的消费者 数十亿美元 在赚很多钱的同时 农村土地所有者和地方政府.

这些具有经济效益的可再生发电厂最终将使有限的德克萨斯州市场饱和。通过将德克萨斯州与其他电网连接起来，向其他州的消费者开放接入将继续刺激农村地区的经济增长和创造就业机会，并将在极端事件期间为国家电网提供生命线。我们正在进行的研究表明，与仅仅增加更多天然气发电厂相比，这将是确保可靠性的更便宜、更清洁的方法。

德克萨斯州官员经常吹捧该州的“上述所有”能源战略, ，但这一愿景主要集中在生产上。我们认为，采用工具箱中所有工具（包括效率、需求响应和增强的电网连接）的方法将更好地为国家服务。