當氣溫飆升時，空調的使用量也會隨之飆升，電力需求也隨之增加。異常高的用電量會給電網帶來壓力，有時迫使電網運營商實施輪流停電，以避免全系統崩潰。停電不僅令人不愉快，而且在極端高溫下還可能危及生命。在9月初席捲美國人口最多的州加利福尼亞州的破紀錄熱浪期間，停電的可能性是一個主要擔憂。
2020年8月較溫和的熱浪曾導致加州的電力需求超過供應，該州電網運營商不得不採取計劃停電措施。大約80萬戶家庭和企業的電力被切斷，停電時間從15分鐘到數小時不等。就在今年9月加州熱浪來襲之前，氣溫和電力需求預計都將高於兩年前。
但令人印象深刻的是，加州電網經受住了這次熱浪。《大眾科學》採訪了斯坦福大學可持續發展加速器政策主任邁克爾·沃拉，瞭解幫助電網維持運轉的戰略改進和非常規策略，以及電力系統如何在脫碳的同時應對極端氣候。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
[以下是採訪的編輯稿。]
這次熱浪期間加州發生了什麼？
全州各地都創下了歷史紀錄。執行空調所需的電力需求將非常高。大約下午2點到2點半，電網運營商CAISO（加州獨立系統運營商）表示，三級緊急狀態將於下午5點半開始。三級意味著可能需要減負荷——這意味著[可能]輪流停電，以防止電網本身崩潰。
電網崩潰意味著什麼？
要避免的事情是去年二月在德克薩斯州發生的事情，當時發生了某種失控的電網故障。當需求超過供應時，電壓會下降，發電廠會與電網失去同步。渦輪機可能會失去同步旋轉，[造成損壞]。發電廠將斷開連線[以保護自身並防止這種情況發生]。需求和供應進一步分歧，然後更多的發電廠斷開連線，等等，等等。然後，您最終會遇到整個電力系統的全面停電，這可能需要數天或數週才能修復。這是要不惜一切代價避免的事情。
CAISO宣佈三級緊急狀態生效後發生了什麼？
我們都有些準備迎接輪流停電的開始。預計停電將在下午6點左右開始，這時一年中的這個時候太陽開始在地平線上降低，因此太陽能發電廠開始產生的能量減少。
相反，與2020年相比，我們有數千兆瓦的電池儲存開始提供能量並幫助穩定局勢。然後，電網運營商呼叫了所有需求響應資源[運營商付費以減少用電量的大型使用者]，並進一步降低了需求。它在下午5點或5點半左右減少了大約1000兆瓦的需求。
然後發生了一件非常有趣的事情：CAISO向加州人民傳送了一條簡訊，他們說，聽著，你們現在需要減少需求，否則我們將不得不開始輪流停電。基本上，在傳送簡訊的那一刻，加州的需求下降了大約[3000兆瓦]。目前尚不完全清楚這是否是簡訊的結果。但值得注意的是，與簡訊同時，需求大幅下降——這使得系統能夠度過傍晚時分。
讓我們暫時假設需求下降是簡訊的結果。拯救電網的草根努力令人鼓舞和印象深刻，但要求個人調高恆溫器並關燈可能不是執行系統的可持續方式，對嗎？
我們不應該把這件事留給人們。如果他們不在家怎麼辦？如果他們沒有收到簡訊怎麼辦？這些熱浪將變得越來越普遍。這就是未來。志願服務行不通。如果你要求人們做一次，他們會去做。但如果你要求他們在夏天做五次，每個夏天都做？這不是你想依賴的東西。
2020年的熱浪確實導致了輪流停電，而這次熱浪卻沒有，這兩次熱浪之間發生了什麼變化？
政府真正參與了一項深思熟慮的活動，試圖找出錯誤所在，從那時起我們看到了實質性的變化。而且，這種變化確實得到了回報，因為如果我們還停留在2020年8月的位置，我們不僅會[一天]停電——我們會整個週末都停電。2020年，我們在45吉瓦峰值需求時遇到了系統問題。[9月6日和7日]，電網的需求約為51吉瓦多一點。兩年內需求增加了10%以上。我們迎接了這一挑戰並保持了電力供應。
我認為真正的原因是，加州能源監管領域的每個人和各公司都願意就哪裡出了問題進行誠實的對話——然後解決它。我們能夠解決這個問題，是因為清潔技術的選址爭議遠小於汙染技術。現實情況是：沒有人真正在意你在哪裡選址公用事業規模的電池設施，而且如果你正在拆除一座汙染髮電廠並用電池取而代之，他們會非常高興。這就是我們在過去兩年一直在做的事情。我認為2020年有40到50兆瓦的電池在執行。而[在9月6日]，我們有接近3000兆瓦的電池。
還有一個新的推動力，以便在危機期間獲得更多的需求響應。需求響應只是一些計劃，在電網壓力大的時候，向人們[主要是大型工業和商業使用者]付費，讓他們停止用電。他們做的最後一件事——這引起了爭議——是在夏季期間制定一項計劃，基本上在電網緊急情況下豁免大型商用柴油發電機組的環境法規。建築物可以在電網緊急情況下切換到柴油發電機組，這是另一種減少需求的方法。
燃燒化石燃料對於應對這次熱浪非常重要。完全脫碳的電網如何應對這樣的事件？
如果我們保持目前的電池部署速度，這些事情將變得越來越不必要。如果我們能夠保持下去，用不了幾年，這就會成為過去的事情。這將具有挑戰性，因為由於供應鏈問題和電動汽車的增長，電池的價格正在變得稍微昂貴一些。但即使我們每年只部署1000兆瓦，持續五到六年，我們也能擺脫困境，走上依賴太陽能和風能的非常清潔的電網之路。
加州如何在可再生能源方面為美國其他地區鋪平道路？
我認為加州建立的電池儲存行業將使其他所有人在走上這條道路時更加輕鬆。它將使其更便宜、更可靠、更易於管理。我認為加州正在氣候變化方面做它應該做的事情。我們有點像一個4000萬人口的試點規模實驗，研究如何成為一個繁榮、能源豐富的地區。我們正在規劃這條道路。這並不總是容易的。也並非總是沒有坎坷。但我認為，因為我們率先行動，其他州和國家更容易效仿。