強烈暴風雪侵襲美國德州，陷入連續幾日斷電的噩夢。超過1,000個公共供水機構無法供水，造成將近1,400萬人受災。天災讓在地民眾心慌慌，在美國政壇更引發一連串針對「綠能行不行」的辯論。

德州科羅拉多市長Tim Boyd透過社群媒體向政府申訴無電無水的居民表示：「在這樣的時刻，沒有誰欠誰或政府一定要幫助你的問題。」甚至要人民自己「動起來」；家裡沒電就自己設法保暖、維護家庭安全。此話一出造成民眾強烈反彈，Boyd於本月17號辭職下台。 

天氣極凍就沒電 德州大停電的原因究竟是什麼？

台電前調度處鄭處長金龍撰文指出，德州電力系統不跟美國其他電力系統互聯(交流)。只有2條容量各為220MW及600MW高壓直流(HVDC)輸電線與西南電力池(SPP: Southwest Power Pool)、以及三條HVDC輸電線(總容量430MW)與墨西哥電力系統相連接。在電力系統特性(故障電流、電壓與頻率)上算是互不干擾的獨立系統。負責電力調度的單位為德州電力可靠度理事會(ERCOT)，該理事會是根據美國2005年能源政策法(EPA: The Energy Policy Act of 2005)於2006年4月成立的可靠度機構-北美電力可靠度公司(NERC: North America Electric Reliability Corporation)之區域電力可靠度機構。

2010年1月1日NERC另外成立德州可靠度機構(Texas RE或TRE : Texas Reliability Entity )承接了ERCOT原來的電力可靠度機構的工作，ERCOT則專責德州電力調度中心包括市場調度(MO)及電力系統調度(SO)的工作。

根據鄭金龍的追蹤，ERCOT在2月8日預先發布了2月11日(星期四)至2月16日(下星期二)期間預計ERCOT地區將出現極端寒冷天氣的「運轉情況通知(OCN: Operating Condition Notice)」。隨後，ERCOT於2月10日發布了一份「建議(Advisory)」，以及於2月11日發布了極端寒冷的天氣「小心供電(Watch)」的警示。同時已經要求發電公司為預期來臨的酷寒天氣，對該公司設施採取必要準備步驟工作，其中包括檢查燃料供應及計劃性停機，以及實施冬季氣候化程序。輸電調度中心(Grid Operator)也與輸電公司合作，減少可能會降低發電可靠度或影響滿足系統需求能力之輸電系統故障。

ERCOT也特別指出，斷電原因主要出在「天然氣由於氣井「凍結(freeze offs)」減少供應量、還有風機葉片結冰限制風力出力等，這些因素進一步限制了電力供應。」

但實際觀察ERCOT的發電結構，自2021/1/1至1/31為止，ERCOT系統實際發電量包括：

燃氣(複循環)：44億度(35%)

風力發電：02億度(25%)

燃煤發電：03億度(22%)

核能發電：01億度(12%)

太陽能：  32億度(2%)

火力發電(燃氣、氣渦輪、燃煤、核能)總計約72%

再生能源(風力、太陽能)總計約27%

火力發電在德州的占比遠超過再生能源(包含風力、太陽能)。

因應極端氣候 風機也要因地制宜

而同樣也是冰天雪地的紐約Syracuse，情況也好不到哪裡。當地的媒體在19日發布報導，標題為：「同樣天寒地凍，紐約風機照轉，為何德州風機故障？」

文章開頭直指德州共和黨議員「迅速地」把大斷電歸咎於凍結的風機。

緊接著分析，德州的風力發電能力居全美之首，去年有近15,000座風機運轉，生產該州23％的電力。而在冬天的時候，許多風機就會是處於停機狀態。

「事實上，在德州，風機凍結所造成的斷電比例為三分之一，化石燃料發電廠則占斷電比例的三分之二。」該報導指出。

但是更有趣的是，該媒體進一步提出了疑問: 為什麼同樣是冰天雪地紐約的風機仍能運轉(雖然不是完全沒有問題)，但德州風機卻成了冰棒？並且向營運紐約州Maple Ridge Wind Farm 的葡萄牙電力公司再生能源部門(EDP Renewables) 提出了這個問題。

EDPR是紐約最大且運營最多風場的企業，在全美則排名第四。

EDP區域政府事務資深經理Amy Kurt就表示，EDP跟許多風電營運公司一樣，會為風機做好迎接寒冬的準備，尤其是伴隨寒冷氣候的「冰」。

「寒冷氣候的型態在各個地區可能不大一樣，所有防凍的相關技術會應用在冬天酷寒的區域。這些所謂的防凍技術主要是防止冰雪累積在葉片上，重點是『無法避免時提前偵測』以及『落雪時即時且安全的除雪』」。

當冰雪附著在葉片上，就會阻礙風機正常運作。冰雪增加葉片的重量，讓旋轉的葉片失去平衡，進一步損壞重要的零組件，包括齒輪機。冰雪甚至會影響葉片的空氣動力性能，使其無法旋轉。

所以，要如何預防呢？答案是安裝在風機上的感測器。

只要感測到非平衡狀態，風機維護商就知道有問題要解決了。而感測器不只能夠偵測到冰雪正在累積，也可以知道是雪量是集中在哪一支葉片上，這個時候就能啟動葉片內的暖化元件把冰雪融化。為了安全起見，在啟動暖化元件時，風機將暫時停止運轉，待冰雪去除後，再重新啟用。

在德州，由於在地的風機並沒有類似的配備，因為在地的風機維護商從未料想到有一天這些設備會派上用場。

Kurt表示，德州的風機能適應的當地正常的氣候，大約是華氏110度(約攝氏43度)而非華氏10度(約攝氏-12度)。

來源：

1. 2021/2/15~2/20德州冰風暴冬季天氣大停電簡介／鄭金龍

2. Why wind turbines in New York keep working in bitter cold weather unlike the ones in Texas/syracuse.com

https://bit.ly/3dCxmlX