在那场影响 4000 万人的大停电中,可再生能源是否该背“锅”引发热议。不可否认,可再生能源在能源结构转型中发挥着重要作用,能减少温室气体排放等。但此次大停电不能简单归咎于可再生能源。可能是多种因素共同作用,如电网基础设施老化、极端天气影响等。可再生能源本身具有间歇性和不稳定性,这确实给电网调度带来挑战,但不能因噎废食。应在进一步提升电网技术和管理水平的基础上,更好地发挥可再生能源的优势,而不是将责任片面地推给它们。
西葡大停电的消息已经陆续从国内外媒体的头条中淡出。但那场突如其来的断电仍然给很多人留下了短期的深刻记忆。
2025年4月28日中午时分,西班牙与葡萄牙突发大范围停电,事故影响超过4000万人,最终持续达10小时。多个城市交通瘫痪、信号中断、医院转入应急运行,成为欧洲近年来最严重的一起电力事故[1]。事故发生突然、恢复(“黑启动”)过程复杂,引发了公众对电力系统安全与可靠问题的广泛关注。
事实上,西葡大停电事故,只是近期全球范围内多起重大长时间停电事故之一。
仅以2025年为例,2月25日,智利北部500千伏主干线路突发故障[2],导致频率崩溃,全国电网解列,98%以上居民失去供电,持续时间超过12小时。事故造成包括交通系统、铜矿开采、医疗与通信在内的多个领域同步停摆。7月4日,捷克电网仅因一根输电导线坠落,就引发多线路跳闸与一座电厂脱网,造成电网解列孤岛运行[3],1500兆瓦发电容量与2700兆瓦负荷受影响,首都布拉格等多个区域停电。
统计数据趋势似乎也在印证这种“电力系统越发不可靠”的主观印象——很多国家的运行稳定性都呈现下降迹象。美国能源信息署(EIA)报告显示,从2013年到2017年之后的几年,美国年平均停电时长从3.5小时明显上升到5小时以上,事故发生频率也上升20%。而因为发生了飓风,2024年比2023年更是高了50%[4]。在欧洲,ENTSO-E事故分类年报[5]显示,2023年全年未发生Scale 2或3级事故,但“电压不合格”等中低等级事故增加。2024年6月21日南欧巴尔干区域线路短路引发系统解列,被定性为Scale 3事故。而2025年仅过去半年时间,欧洲已发生两起Scale 3及以上事故。
与新兴的可再生能源潜在关联的事故似乎更容易被大众关注。一些非蓄意破坏案例中,虽然事故直接原因与调度、设备、雷击或控制系统有关,但只要出现在高占比风电或光伏的时空背景中,就更容易被聚焦讨论。例如本次西班牙停电,在事故发生后第一时间即有评论将其与中午高光照时段联系起来,暗示与光伏出力有关。相比之下,捷克尤其是智利的事故尽管断电规模相当,但因未明显涉及波动性电源,讨论则相对有限。
本文并不聚焦停电事故本身,而是在这些事故中逐步显现的一个关键交叉点:可再生能源在系统结构中占比提高之后,其运行特性与既有治理体系之间的张力是否被精确理解和应对。本文回溯2025年西班牙大停电的技术过程,分析事故归因的分歧,并探讨其中涉及的责任边界与伦理逻辑。
我们试图厘清一个技术上可以界定、但反复被模糊化的问题:电力系统所追求的“稳定性”究竟指的是什么?而天生“爱自由”的可再生能源的波动性(功率输出不稳定,variability)为何不构成威胁?
自然、技术与人的互动关系中,可再生能源系统与可控化石能源系统不同,但并不注定更脆弱。
一、技术性回溯:西葡大停电如何发生?
关于2025年4月28日的大停电,现有的事故愈后诊断主要来自三个渠道:西班牙政府调查报告[6]、电网公司Red Eléctrica(REE)的技术总结[7],以及欧洲ENTSO-E的协调信息汇总[8]。
西班牙生态转型部在6月17日发布的政府报告,将事故起因描述为“多重因素导向的过电压”和“无功准备不足”;而REE在6月25日发布的企业报告中,则将核心责任归因于发电企业未履行动态电压控制义务,例如未满足运行导则标准、不合规的自动电压调节器(AVR)响应等技术问题。ENTSO-E作为欧洲区域的行业协调方,预计将在2025年底前公布欧盟协调者/监管技术支持视角的总结。
具体到事故链条,已有材料拼出了较为清晰的时间线[9]。事发当天,在中欧夏令时间12:03~12:22之间,本地电网监测到欧洲同步电网多次低频振荡,主频一度偏离50Hz标准达到0.6Hz。振荡发生的具体原因仍在调查。为了应对频率异常,保证电能质量,本地调度中心下达了减少有功功率的指令,南部多节点因此出现电压异常升高(有功减少、无功上升)。本应提供无功支撑的常规机组,由于部分未能满足动态响应要求,相继脱网。数秒内,供需失衡迅速放大,频率崩溃,更多的机组与用户脱网,形成了级联失稳。
从平行世界想象另一种可能,自然、技术与人层面只要有一个改变,似乎就可以避免大停电的命运。
首先,是自然因素:若当日未发生大范围电网震荡,或者外部扰动未传导至伊比利亚电网,整个链条可能压根不会启动。这一环节涉及的是物理环境和超区域耦合,不属于西班牙电网自身可以控制的范围。
其次,是硬件层面:即使有外部振荡,若系统中配置了更高比例的无功缓冲装置,例如额外的同步调相机、或者快速投切的无功补偿单元,则可在局部吸收多余无功,抑制电压抬升,避免触发保护性脱网。这对应纯技术层面的补强问题,对应于电网的硬件和韧性设计。当然,这意味着额外的经济成本。
最后,是软件和人工操作:按照政府报告的说法,事前的开机组合计划存在问题,可控机组无功支持不够。这部分归因,指向运行策略与人为决策,属于人与技术互动的界面。
换种方式讲,事故的发生,是在自然扰动、硬件防御、软件调度三者交织的链条中,每个环节都留出了可感知、但未被及时弥补的缝隙。
二、事故归因逻辑与结果
事故发生之后,三个调查报告(政府、REE、ENTSO-E)之间在责任划分、技术细节乃至用词上存在差异,这并不意外。
这一方面源自电力系统本身的复杂性——涉及设备、运行、调度、保护、互联、法规、协议等多重环节;另一方面,是归因过程中难以回避的价值判断问题——“从哪里谈起,跟何种参照系统比”的合理性讨论。更进一步,归因结果还会带来政治乃至法律上的进一步含义,从而变的不那么“纯粹”。
表1:政府与电网运营商(TSO)报告的差异点
来源:作者汇总整理。
在初期,针对该事故一个流行的理解是:由于风电、光伏等波动性可再生能源的占比高、电网中缺乏惯性,导致大停电。
这种大而化之的说法,虽然可以帮助好奇的人们睡个好觉,有种“我理解了!”的如释重负感,但是无疑陷入了宿命论(Fatalism)—一个早已被充分预期且长期存在的系统特性(Fully expected and generic factor),不能构成解释特定事故(specific)的合格原因。
如果高比例可再生能源本身会导致停电,那么我们应当普遍观察到,从时间维度看,在所有高占比时刻都有类似事故,而不仅是4月28日这一个中午。例如,4月21日,西班牙光伏出力创下22GW历史新高,那时系统中惯性支撑的电源占比更低,但并未发生停电。
相反,4月28日光伏出力下降到17.7GW,核电出力从2GW升至3.4GW,理论上的系统惯性有所改善,却出现了大规模事故,是一个超出预期的“惊讶”。
再看空间纬度,爱尔兰电网是典型的高可再生能源系统,风能出力最高占比超过70%,年均渗透率接近50%,而且作为孤岛系统,本身不具备欧洲大陆的互联支撑(区别于丹麦),理论上稳定性挑战更大,但至今并未出现类似的系统性崩溃。这不意味着两者可以直接类比,而是至少提醒我们:高比例可再生能源本身并非必然风险。
任何重大事故的发生,往往源自多重因素叠加,都是必要条件,而都不充分。这些因素往往可以划分不同层次。以一场损失惨重的森林大火为例:树木等可燃物的剧烈燃烧是主要现象与结果;干枯的落叶、絮状物则是中间诱因,增加了火势蔓延的条件;而真正的触发因素,可能只是个丢弃的烟头,或者微弱的火星。
同样,在电力系统事故中,追溯到根本,必然可以归结为供需平衡的丧失。这种解释从物理机制上看并无错误,但它往往过于宽泛,更像是一种事故现象的再表述(re-framing)。如果稍作具体化,“干柴”在电网中,可以指向长期存在的系统性脆弱性(但是显然,多脆弱算脆弱并不是一个容易回答的问题);“落叶”则是指在特定时刻积累的运行隐患,比如开机计划错误、关键机组停运检修等;而“烟头”,则是最后引爆连锁反应的直接诱因,比如一次短路、保护误动作,或局部超载。
明确直接诱因通常格外具有价值。因为它可以帮助人们聚焦在短期现实可操作、及时修正的因素上。因为许多深层性问题,如系统保有惯性容错率不高、网架结构劣势等在短期内难以改变。如果归因仅停留在结构性缺陷,将导致解决方案无现实短期可行性。相反,只要能够在现有条件下识别并去除关键的“导火索”,即便底层风险仍然存在,也完全可能避免事故的爆发和扩大。从笔者的主观视角,本次事故中,电网运营商的频率振荡处置不当,是一个明显的直接诱因。
回到现实的无奈与纠结,归因带来的最直接后果,不是技术修正,而是政治和法律后果。
一个德云社的相声段子。郭麒麟与阎鹤翔讨论能否、以及如何用两刀把西瓜切成十块[10]。阎回答:第一刀切在西瓜上;第二刀便直接架在郭脖子上。郭当即认怂:你说切几块都行。现实也是如此——归因不仅是科学的,更是力量的较量。
这次事故之后,美国的能源部长Chris Wright第一时间指责风光电源[11]。其在美国《大美丽方案》出台之后,再次批评可再生能源“需要的时候不在场”。[12]有关储能企业则立刻借机推销新产品,说:“我们行”!电网互联爱好者推广“更大程度互联了,可能扰动就没有这么大了,黑启动也更容易了”。归因,如果成为一种政治,那么额外的考量可能使得科学问题无足轻重,而成为利益集团角力。
三、复杂系统、过度优化与脆弱性的悖论
相比于政治问题的无奈,在理念层面,这里的确有一个真问题:复杂系统是否会因为过度优化而注定变得脆弱,乃至容易走向系统毁灭(ruin)?这个问题上,畅销书《黑天鹅》作者,对冲基金经理、自己掏腰包搞研究、每天读书6小时的Taleb[13]对西方过度优化理念[14]的批评值得一番深度辩论。比如新冠疫情前的IT企业为之自豪的“零库存运营”与订单式生产模式,一遇风吹草动便会陷入瘫痪。任何稳健的系统,可能都需要必要的“余量”(buffer),来应对那些预期中的风险以及预期之外的惊讶(比如所谓的极端不确定性),从而维持系统的生存。而这种产业链的韧性,作为一种公共品,在一个高度分工的体系中,往往是投资不足的[15]。
电力系统中,类似的“过度优化”体现在超级互联(super grid)电网的设想上。这种巨无霸式的超级工程在国内外拥有不少拥趸。更大范围的互联,扩大了供给需求平衡的物理范围与市场可以到达的边界,的确可以调动更多潜在低成本电源,从而降低系统总成本。但同时也带来了Taleb所说的另一面:一旦存在系统性故障——哪怕不是蓄意破坏,仅是一头犁地的牛撞断一条关键输电线——都可能触发整个系统的崩溃。感兴趣的读者不妨仔细算算:这些输电主干线的传输负荷究竟有多大?而那些枢纽(hub)地区本地是否满足 N-1 基本安全约束——也就是说,当网络中任何一条线路、一个设备或一台发电机发生故障时,系统运行仍能维持可靠。
相比之下,我国电力系统的独特之处,在于一种深植于政治心理与安全文化中的底线思维。系统设计长期是在假设最坏情况之上搭建的:与欧美依赖复杂聚焦的方法论、优化平均状态、用最小冗余支持最大效率不同,我国更强调极端情况下的生存能力,即Taleb所说的“防止系统毁灭的安排”,并不会为5%还是10%的效率差别而烦恼。
当然,这种理念是否在“常态情况”下带来了过高成本,是否引发了治理结构中的“道德风险”——冗余过多,是否在能源转型中造成“结构性锁定”难题,需要结合明确价值标准讨论。但是,它提醒我们:讨论我国的电力改革和新能源发展,必须看见这一层政治经济框架,而不仅仅套用国外技术或市场路径来评价优劣。
在可再生能源的语境下,这个问题尤为敏感。可再生能源的出力直接受天气影响,光伏的短时波动(比如云层移动诱发)几乎无法预测;风电的发电功率是风速的三次方,从而风速预测误差的非线性放大效应极强。从长期看,还面临一个是否存在连续不出力的情况(比如季节性的)。因此,给定其他因素不变,系统无疑需要更高水平的备用和缓冲。但是,多高算高永远是一个无法充分回答的问题。我们只能在有限理性的范围内,做最好的估计,把一部分不确定性(超越可以度量的风险)交给天(西方讲上帝)。
这是否意味着系统注定脆弱?
这是一个复杂到需要附加前提才能讨论的问题。我们需要避免那种无锚点的(unanchored)论述——比如简单想象“纯风电/光伏”系统,然后直接下结论说“这种系统无法运行,也无法支持连续用电”。这是静态外推思维。它假设在风光发电占比从15%到主体(如占80%的发电份额)的过程中,其他因素保持不变。
然而,现实更可能是一个动态演化的过程,其他因素不可能不变。随着风光发电占比的提高,系统价格波动加剧(如2024年11~12月欧洲电网展示的),提供巨大的经济激励,吸引储能等技术的进入并套利。储能成本逐步下降后,其也终将替代最后部分煤电的角色。大容量长时间储能发挥之前调节性水库类似的作用。未来的高比例风光电力系统,必然是多种技术的组合,不会是风光“光杆系统”。
再者,“100%风光不可能”用作反对当前发展可再生能源的理由,是一种推到极端再搞身份政治(identity politics)的论证套路。它不结合现状,只能论证100%不应该追求,并无法推导出比100%低一些的比例,比如60%不好,也无法证明现在不到20%的份额就是理想状态。在现实中,备用容量常常被高估乃至冗余。如果原本备用就多到有巨大余量(huge space for error),那么风光的引入其实正好“吃掉”或者充分利用这部分闲置备用,而不构成新增负担。
当前电力结构中,燃煤发电占比仍高达60%。可再生能源虽在快速增长,但距离“高比例”系统还有相当距离。在这种背景下,讨论系统脆弱性的命题,不能脱离具体量级、具体情境、具体备用安排。系统是否脆弱或稳健,并非一句“新能源多了,电网稳定性就下降了”所能决定,而是取决于系统起点、调度策略与市场设计。
电力系统需要时刻保持稳定的,是系统电压(V)、频率(Z)与功角(F)变量,而不是(每一个)电源输出功率(P)。
四、价值判断伦理:区分损害与增益的中间地带
在复杂系统中,尤其是像电力基础性网络,讨论增益与损害时,一个常被忽视的重要环节是——避免伤害(avoid harm)。并非所有未显著正向贡献的环节都应被视作负担或错误。上述提及的美国能源部长6月份发言中的一句话颇具代表性:“你永远无法确定(风光)这些能源是否能在你需要的时候发电,因为你不知道阳光是否闪耀,风是否会吹。”这句话背后,其实是一种竞赛式的霸道意识形态:如果风光顶得上,是正价值;顶不上,就是负价值,就需要给贴个标签:不可靠电源。
从系统角度,这种认知是有问题的。系统不是“谁赢谁输”的竞技场,而是多元要素的协作体。某个环节未在特定时刻提供帮助,不等于它构成了损害。在损害与增益的中间,还存在一个“既不带来增益,但也不造成损害”的中间状态。在高峰点能顶上去,是一种正价值。但是顶不上去的,那个时候收益就为零。这个惩罚还不够,还需要额外踏上一万只脚吗?不需要。如果进一步追问:因为一个环节顶不上去,系统缺电了呢?对不起,这是整体系统充足性问题。它需要宏观方法论,而不是微观定性哪个行,哪个不行。回到电力系统平衡问题,稳定的需求是永远存在的,但是它并不需要(每一个)稳定的供给去满足,只要是一个组合(portfolio)就可以。
正如诺贝尔文学奖获得者莫言曾提醒我们的:“当众人都哭时,应该允许有人不哭”——在集体期待之中,允许存在差异、允许非同调的存在,并不代表背叛或缺席,而是系统内多样性和韧性的重要部分。类似的理念,中央政府在政策层面也曾多次强调,即坚持“系统思维”,避免宏观问题微观化,一元化,从而宏观成为相似微观的简单加总。
这种裹挟式论述,在目前的政策议程——绿电直连、隔墙售电的争议中也有体现。比如,绿电用户被要求缴纳全部网络费的理由,常被包装成“你不分摊,别人就要多分摊”。但问题是:这部分新增分布式供给,到底是分摊主体,还是并未增加系统负担,乃至是减负主体?如果它们减少了扩网需求、缓解了高压输电压力,就意味着总体分摊盘子不变乃至缩小。问题不能界定为固定预算人头分摊。混淆这一点,就把动态经济发展等同于预算税收、甚至收保护费——不问有无新增成本,而是先定总盘,再“比”谁多交少交。
五、小结:高比例可再生能源并非必然风险
电力系统作为人类目前最大的人造系统,也可以说是最早的人工智能系统之一,正日益成为各种军事、政治、社会冲突的“检测试剂”与“风暴眼”。
可再生能源的存在以及更大程度的发展,服从于额外的同样具有价值的其他社会公共目标——比如自立(autonomy)、低碳以及新的经济增长点。无论如何,高比例可再生能源的存在,在伦理逻辑上都无法被推为直接原因与“替罪羊”。
可再生能源的统计范畴的波动不是问题(problem),它需要的是管理(manage),而不是解决(solve)。需求本身就是不稳定的,电力系统的任务是维持总体“变动的供给 = 变动的需求”,而不是要求所有电源时刻保持输出功率稳定。这意味着过度要求。
可再生能源的可预测性是一个问题,但它不会真正伤害(hurt)我们。因为更好的预测技术、更充足的备用和更灵活的市场反馈机制,足以让我们管理这个问题。
真正有可能带来伤害的,是超越长期历史经验、无法预测的异常波动。它无法充分预见,概率很低但是并非不可能发生。比如德国这种气候,冬季两个月无日照与极低风速的极端情景,对应Taleb定义中的黑天鹅事件。但即便如此,那也是人类前进路上的必要代价(necessary cost),而不是退步的理由。
那么,当我们在未来20到30年内,拥有一个高比例风光的电力系统时,波动性的电源会造成大停电吗?
一个直截了当的答案是:当然有可能,就像过去以化石能源为主的系统也曾造成许多大规模停电一样。任何人造复杂系统,都伴随预期内的故障与预期外的“惊讶”,但是这不会是一种宿命。有意义的问题不是“能否完全避免”,这个比较的参照系是一种幼稚的不曾存在的世外桃源。而是:我们能否在短期保持透明与坦率的讨论,使得渐进进步成为可能,从而在长期保持持续改进。
最后,以上这些讨论说到底,仍是“未来的故事”以及“别人的故事”。我国当前的系统,依然以煤电为主,以功率“稳定可控输出”为美。我们更需要关心的是另一个极端:系统备用过剩,相比足够程度仍旧过多,造成不必要浪费;煤电使用依然过度——开机台数过多,总量过大,而跨区煤电在系统低谷时期仍不充分减少。
我们日益生活在一个充满不确定性、充满解释权争夺(包括技术、政策、舆论场)的世界。语言本身可以被拉扯、扭曲、被赋予不同的含义——但关键不只是去争论定义,而是去参与、去行动、去影响这个含义的流向。稳定、稳健、有韧性的电力系统,在我国特别需要高度结合现状的界定。
在《爱丽丝梦游仙境》中有这样的对白:
爱丽丝说:“问题在于,词语是否可以被赋予如此多样的含义。”
哈姆卜蒂·邓普蒂(Humpty Dumpty)微笑着回答:“问题,只在于——是词语主宰人,还是人主宰词语。仅此而已。”
"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."
鸣谢:刘晖(上海Mango Associates)的文字校核协助。
参考文献:
[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
本文来自微信公众号:知识分子,作者:张树伟(供职于卓尔德(北京)中心,应用系统分析博士,首席经济师,从事气候、贸易与安全政策互动研究与项目管理工作)、黄楠雅(供职于卓尔德(北京)中心,研究员,聚焦电力市场数据统计分析与交易策略),责编:戴晶晶