欧洲史上最严重停电事故敲响警钟：能源转型如何保证电网稳定？
4月28日，在西班牙巴塞罗那，一家小超市点着蜡烛营业。 本文图均为 新华社 图
4月28日，一场突如其来的大停电让西班牙和葡萄牙陷入黑暗，超过6000万人的生活被按下暂停键。这场欧洲史上最严重的电力事故发生在西班牙可再生能源发展的重要节点——就在停电前六天，该国刚刚庆祝国家电网首次实现工作日完全由可再生能源供电的里程碑。
作为欧洲能源转型的“模范生”，西班牙风电和光伏发电占比已突破50%。然而，这场重大事故将能源转型中的挑战暴露无遗：在追求清洁能源的同时，如何确保电网的稳定运行？
截至目前官方尚未公布此次事故的调查报告，但舆论场已出现将矛头指向可再生能源的声浪。多位接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）采访的全球电力和能源专家对此持谨慎态度，他们一致认为在目前情况下，尚不能做出归咎于可再生能源本身的结论。有关部门的数据显示，事故发生前当地既无极端天气，风电出力也处于正常水平，而历史经验表明，重大停电事件往往是多重复杂因素叠加的结果，包括设计规划缺陷、设备老化、人为失误等。
西班牙首相桑切斯在5月7日的议会报告中强调，事故原因仍需严谨调查，但明确表示不会改变可再生能源发展战略。“没有证据表明事故源于可再生能源过剩或核电不足。”他承诺将继续投资支持能源转型的基础设施。
尽管如此，此次大停电的确给正在进行中的全球能源转型带来深刻启示：这究竟是不是完全不可预见的未知事件？为何电网的故障隔离机制未能阻止问题蔓延至全国？更重要的是，如何在加速能源清洁化转型的同时，确保电网的安全与韧性？
这场大停电不应被视作否定可再生能源的理由，而应是一次反思的契机。在气候危机迫近的今天，退回到化石时代并非选项，但如何“转”得更好，值得所有人思考。
4月28日，在西班牙巴塞罗那，人们坐在一家缺乏照明的咖啡店前。
系统崩溃仅用5秒
4月28日中午12时33分，一场大停电席卷伊比利亚半岛，西班牙和葡萄牙两国陷入黑暗。据西班牙政府事后披露，此次事故在短短5秒内导致西班牙60%电力供应中断，由于邻国葡萄牙依赖西班牙进口电力而同步断电，法国南部及意大利部分地区也受到短暂波及。
彭博社获取的西班牙电网运营商电话会议记录显示，这场欧洲历史上最大规模的停电过程呈现出复杂的动态特征。首次断电后系统曾短暂自我稳定，但约1.5秒后出现二次断电，随后西班牙加泰罗尼亚地区与法国西南部之间的互联线路因电网不稳自动断开，最终引发系统性崩溃。
停电造成的社会影响迅速显现。西班牙内政部随即宣布进入全国紧急状态，部署3万名警察维持秩序。据西班牙通讯社EFE报道，全国地铁和通勤列车服务全面瘫痪，100余列火车滞留导致3.5万名乘客被困，公路因信号灯失灵出现超过120公里的拥堵。马德里机场约200架航班被迫取消。虽然主要医疗机构启用了应急电力系统，但民用通信网络中断超过8小时，上百起电梯困人事件因救援热线占线而延迟处理。
在葡萄牙，全国学校停课、银行关闭，民众日常生活陷入混乱。《纽约时报》描述了一幅颇具戏剧性的场景：大量居民涌入商店抢购食品，却因无法使用电子支付系统面临困难，店员不得不使用纸笔记录现金交易。
经过紧急抢修，停电地区在6～10小时内逐步恢复供电。但这场危机不仅暴露出现代社会中被人们忽视的电力保障的重要性，还引发了政治信任危机，极右翼政党借机攻击政府的可再生能源政策。西班牙首相桑切斯不得不公开澄清，强调创纪录的可再生能源水平并非事故原因。然而，这场欧洲史上最严重的停电事件，无疑给正在推进能源转型的欧洲各国敲响了警钟。
4月28日，在西班牙巴塞罗那，一条大街仍未完全恢复照明。
多重因素交织的复杂事故
目前，网络黑客攻击和极端天气已被官方排除作为此次大停电的直接原因。而澎湃新闻采访了多位电力专家从电力系统设计、技术故障及可再生能源影响等角度深入分析了这一欧洲史上最严重的停电事件的一些可能原因。
能源基金会清洁电力项目主任张永平指出，尽管电力系统故障是相对常见的现象，但像此次这样造成大面积停电的情况并不寻常，历史上的大停电通常是由多个因素共同作用的结果。
例如，2019年的英国大停电因雷击引发次同步振荡导致风电机组脱网；2003年北美大停电则由高温线路故障和控制系统失灵引发连锁反应；1987年因为空调负荷过载导致的东京大停电。这些案例都表明电网崩溃往往是多重因素共同作用的结果。
张永平表示，初步迹象表明，此次停电可能是由于电力系统的频率或电压失稳所致。当电力供需出现显著不平衡时，无论是发电能力骤降还是用电需求激增，都会引起频率偏差，进而可能导致连锁反应式的系统失稳。在某些情况下，即便是小规模的初始扰动也可能触发更大范围内的电力供应中断。
值得注意的是，虽然高比例可再生能源（如风能和太阳能）的接入为电力系统带来了额外的不稳定性因素，但直接将其归结为此次停电的根本原因仍需谨慎。张永平认为，电力系统发生大面积停电的过程和事故归因非常复杂，当前阶段尚无法确切判断具体成因，需要等待官方发布的事故调查报告以获取更详尽的信息，任何预置立场的、缺乏事实依据的“结论判断”都可能是误导性和不负责任的。
英国能源研究中心联合主任、卡迪夫大学工程学院院长、综合能源系统教授吴建中则对澎湃新闻更深入地分析了除了目前讨论较多的平衡频率稳定性问题以外，大停电的另外三种主要类型原因。
首先是暂态稳定性问题的可能性。这类问题通常发生在电力系统遇到突发的重大故障时，例如大型发电机突然失效或重要输电线路中断等情况下。然而，鉴于现代电力系统设计时遵循n减一准则（即系统应能承受任何一个组件的失效），单纯因一个故障引发如此大规模停电的情况较为罕见。
其次，电压稳定性问题也是潜在原因之一。吴建中解释道，当无功功率（用于建立和维持电场/磁场的能量）储备不足或消耗过多时，可能导致整个电力系统的电压支撑力下降，进而引发电网崩溃。例如1987年的东京大停电就是一个典型的例子，当时的高温导致空调大量消耗无功功率，从而引发电压不稳定问题。但气象部门证实，此次西班牙停电时并没有发生极端高温。
此外，吴建中还提出了第三种可能性——小扰动稳定性问题。在可再生能源比例较高的电力系统中，如果系统缺乏足够的阻尼能力来应对波动性电源（如风能和太阳能）、负荷改变或小范围系统故障带来的瞬时功率变化，则可能会导致能量在电网内震荡，最终造成系统崩溃。特别是当风速突变或云层遮挡光伏电站或光伏电站发生故障时，这种现象更容易发生。吴建中认为，基于现有信息来看，这种可能性最大，但尚未得到官方证实。
芬兰能源与清洁空气研究中心研究院（CREA）研究员秦旗和柳力也认为，此次大规模停电事故可能是多重风险因素共同作用的结果，而系统规划不足可能是更深层的原因。
然而，对于有观点将此次停电归咎于西班牙电网中可再生能源的比例过高，尤其是太阳能和风能的波动性，秦旗和柳力认为这种看法是对电力系统运行原理的误解。实际上，问题的核心在于电网如何应对这些波动以及是否具备足够的预案来响应突发状况，而非波动本身。
“将责任推给太阳能波动性，就像怪罪水管爆裂是水的错。”秦旗和柳力说，“事实上，西班牙已采取多项措施增强系统稳定性，包括保留传统电源、投资同步电容器等设备。”
上述专家都呼吁，应等待更详细的调查结果，并通过理性分析来寻找改进空间，而不是简单地指责某一种能源来源。
4月28日，在西班牙马德里，街头的红绿灯因停电熄灭。
可再生能源电网的挑战
尽管目前确切的导致停电原因还不清楚，但这场大停电毋庸置疑凸显了电力系统在能源转型中面临的复杂性。如何在推进清洁能源发展的同时确保电网稳定，已成为全球电力行业必须面对的重要课题。
间歇性问题是可再生能源最大的挑战之一。与传统能源不同，风能和太阳能等可再生能源的发电量是不确定且不稳定的，这使得电网难以预测并管理电力供应。当天气条件不利于发电时（如连续阴天或无风），电力供应可能会大幅下降，这对依赖稳定电力输入的电网构成了重大考验。
其次，在传统的电网中，主要由重型旋转发电机（例如燃煤电厂或核电厂的蒸汽轮机、或燃气发电厂的燃气轮机）构成，即使是恶劣天气造成的微小干扰，也会被系统的物理惯性吸收和平滑。发电机沉重的旋转就像一个减震器，可以抵抗频率的快速变化并稳定电网。
但在以太阳能电池板、风力涡轮机和电子逆变器为主导的可再生能源电力系统中，几乎没有物理惯性，这意味着一旦电网遭遇扰动，它可能无法像过去那样依靠大容量发电机提供的惯性来缓冲冲击，从而增加了系统失稳的风险。
不过，吴建中表示，对于这类问题是有解决方法的，比如通过虚拟惯量、负荷响应和储能技术来缓解这些问题。他认为，为了适应可再生能源的波动性，未来电网需要更加注重需求侧管理，即调整用户的用电模式以匹配发电情况。同时，大规模长时储能系统的部署也是至关重要的，它们可以在发电过剩时储存能量，并在需求高峰或发电不足时释放能量，帮助平衡供需差异。
张永平也认同，随着可再生能源比例增加，特别是风能和太阳能等波动性电源的接入，的确会给传统电网带来新的挑战，这也是电力系统实现高比例可再生能源目标要解决的核心问题。
“在电力系统的电源结构越来越清洁化、终端部门越来越电气化的趋势下，中间环节的电网也需要转型。因为现有电网并非为适应高比例可再生能源特性而设计，传统电网更适用于稳定、可控的电源类型，如煤炭发电。因此，当前电力系统需要进行重大调整，包括升级基础设施及自动化技术设备，以更好地整合和管理新型能源资源。”张永平说。
他还指出，虽然存在一些技术手段，如构网型技术，可以模拟传统发电机的惯量特性，从而弥补系统因高比例可再生能源接入而导致的转动惯量减少问题，但这些技术的大范围应用尚需时日，仍需大量投资。电力系统需要确保足够的容量裕度和系统灵活性，以便在不同场景下确保系统的安全稳定。
同时，张永平也认同，在当前技术装备水平下，维持一定比例的传统调节性电源对于保障电网稳定性至关重要。这些传统电源不仅能在日常运行中提供支持，还能在极端情况下作为最后防线，确保电力供应的安全性。他举例说明，像水力发电、燃气机组这样的资源由于其良好的调节性能，可以在高比例可再生能源接入时发挥重要作用。
芬兰能源与清洁空气研究中心专家也表示，当前在很多市场中，这些资源缺乏参与和补偿机制，限制了它们发挥更大作用。
此外，专家还指出，能源转型不仅仅是改变发电结构，更重要的是要重视电网运行逻辑和规则的更新。随着电力系统从依赖化石能源转向主要依靠风能和太阳能，系统的运行方式发生了根本变化，这就要求系统规划和调控机制也要随之演进，以适应新的运行环境。
面对未来，专家们一致认为，需要更加开放的态度和理性的分析，而不是把复杂问题简化成“都是太阳能惹的祸”。吴建中教授强调：“我们需要用发现的眼光看待，技术和机制需要根据系统参与方的特性进行演进，增强系统韧性。”这不仅涉及技术层面的创新和发展，还需重视相关政策和市场机制的设计与实施。
4月28日，在西班牙马德里，人们因停电地铁停运在地铁站外等候。
能源供给模式的转型
在全球能源转型加速的背景下，任何电网故障都可能被放大为“可再生能源的失败”。然而，真正负责任的做法是等待调查结果、分析系统机制、寻找改进空间，而不是制造恐慌和传播误导。专家们普遍认为，解决问题的关键不在于否定可再生能源，而在于构建更具韧性的新型电力系统。
吴建中指出，当前全球能源系统正处于一个关键的转型期，从传统的化石燃料向可再生能源转变的过程中，不仅面临着技术上的挑战，还需要重新审视现有的能源供给模式。
吴建中提到，过去电力系统主要依赖于大型中心化的发电站，如燃煤电厂、燃气电厂等，通过长距离高压输电网络将电力输送至负荷中心。然而，随着可再生能源比例的增加，尤其是分布式能源资源（DERs）的发展，这种传统模式正在受到挑战。
“我们现在有很多精细的可再生能源，”吴建中解释道，“这让我们不得不思考庞大而集中的电网供电模式是否仍然适用。虽然我们可能在未来很长时间仍需大型电网，但该模式肯定需要反思和变革。”
比如，丹麦的一些区域，接入配电系统的本地发电量已经超过了集中式发电。这意味着未来的电网设计应当更加注重局部平衡，采用微网或智能区域能源系统概念，让各个小范围内的发电，减少对大电网的依赖。
在新的能源格局下，仅仅依靠扩大电网规模并不能解决问题。相反，吴建中表示，还需要发展灵活的电力电子接口技术、负荷集成策略以及大规模长时储能技术，以便更好地适应可再生能源的间歇性和波动性特征。
“我们要冷静处理能源转型过程中的各种挑战，不能因噎废食。无论是核能还是其他形式的低碳能源，在未来的能源组合中都应占有一席之地，而不是一味追求激进的转型目标。合理的退出计划和协调发展的策略将是确保能源安全与稳定的关键。”他说。
张永平也提醒，尽管分布式能源系统可以增强本地的能源安全，但在供电能力和稳定性方面可能不及大型电网。因此，需要加强输电主网、配电网和微电网的协同发展，共同提升电力系统韧性和事故恢复能力。
IGDP绿色创新发展研究院能源转型项目主任、高级分析师李鑫迪则指出，为了应对这些挑战，发展储能技术、柔性负荷或虚拟电厂、构网型电源以及增强跨地区电网互联等措施显得尤为重要。这些建议旨在通过技术创新和系统优化，确保即使在无风无光的情况下，也能迅速填补电力需求空缺，维持电网的稳定性。
或许此次停电事件更大的意义是提醒我们，尽管可再生能源在全球范围内取得了显著进展，但构建一个既能满足环境可持续性要求又能保障能源安全的未来，依然面临着诸多技术和政策上的挑战。
这场大停电促使各国重新审视能源转型的节奏与路径。在应对气候变化的紧迫性与保障能源安全的稳定性之间，人类需要找到更智慧的平衡点。毕竟，真正的能源革命，不仅要清洁，更要可靠。