地球一小时真能节约电量吗

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“地球一小时”活动在全球当地时间28日陆续“上演”，昨天中国各个城市已经开展了此项活动。这是由世界自然基金会（WWF）应对全球气候变化所提出的一项倡议。这项活动在全球范围内都得到支持，就连联合国也在纽约时间20时30分发官微表示，联合国总部熄灯，进入“地球一小时”。
“全球熄灯一小时”真的能减少电量吗？大面积的熄灯会对电网造成损坏吗？这些质疑在近几年不断被电力工作者以及专家提出。但不管怎么样，WWF通过“地球一小时”活动，已经引起广泛民众对能源消费的关注，确实值得褒扬。无所不能（caixinenergy）特约作者、斯坦福大学环境与土木工程系博士于洋昨天早上在其微博上发出一项倡议，他认为，每月随机对用户断电5小时比“地球一小时”更为有效。每月断电5小时？这种想法是疯了吗？原因到底在哪里？今天无所不能刊发于洋的文章，希望能让大家对电力消费有更深入的了解。
此前对“地球一小时”的质疑有：
质疑之一：这个活动并不节约电能，只是节约电费。电力专家表示：“关灯的人，只能节约自家用电，发电厂的机器还是正常地转，即便全国都同时关灯，发电厂的机器也不能停，发出的电并未节约下来。”这就是说，发电并不因关灯而减少，消耗的能源、损害的环境、影响的气候还都和原来一模一样。
质疑之二：这个活动会对电网造成损害。2009年3月26日，比利时埃利亚电力公司通过其网站发出公报警告：“在3月28日晚号召全球公民关灯一小时的‘地球一小时’行动中，由于参与者都在同一时间开灯、熄灯，瞬时的电压波动很可能造成供电线路瘫痪。”
质疑之三：该项活动倡议关上不必要的电器—— 既然是不必要，那就随时都应该关。应该天天关、月月关、年年关才对，何必每年才关一个小时？环保意识应该随时随地，而不应该强调特定的时间。
【无所不能文|于洋】我希望通过这样一个活动，告诉大家，不能既要稳定供电、又要廉价供电、还要清洁供电。三者最多选其二，这是技术的边界，不因人的意志为转移！
同时，也想告诉大家，为了稳定供电，造成了大量污染，已经对各位的健康造成了损失，得不偿失。
今天发起这个活动，产生了很大争议。有人觉得脑残，有人质疑“ICU能随机断电么”“冰箱怎么办”，有人觉得我是在讽刺WWF的地球熄灯一小时活动。
为了澄清一些问题，我做如下说明：
一、如何让民众参与到削减电力消费的问题上来
有这个想法，的确是WWF的地球熄灯一小时活动所启发的。这个活动行之有年。
所有电力行业的朋友都反对，他们反对的有道理：既不能减排还对电网的安全运行造成了威胁。
但是毫无疑问WWF的这个活动，让人们意识到了电力消费对污染和全球气候变化的影响。那么下一个问题就是，该如何让人们了解并正确的参与到削减电力消费的污染问题上。
二、稳定供电率越高，发电成本越高
一个电力运行基本的模型是这样的。选择启用和备用机组以最小化发电成本，但需要满足以下约束条件：
1、发电机组物理约束
2、电网运行约束
3、稳定供电率约束：发电量小于社会用电量的概率不能大于1-稳定供电率。目前我国稳定供电率要求是99.99%以上。
这样一个优化问题，运筹学告诉我们，稳定供电率越高，发电成本越高。同样的，稳定供电率越高，污染越高。
发电机组运行首先有40%-60%的最低发电量约束，也就是说，电机一旦开启，它就必须保持发电量在最高发电量的40%-60%以上。同时，发电机组“爬坡”速度是有限的。需求在短时间内的波动需要多台机组同时调节才能匹配。
因为上述两项物理约束，如果要保证稳定供电，也就是要保证所有人们心血来潮的用电、关电、用电得到几乎百分之百的得到满足，每天都需要开启大量机组备用。这些机组加起来的发电能力远远超过了大多数情况下人们的用电量。可以说，在95%的可能性下，人们都不会用那么多电，但是为了保证万无一失（99.99%的情况下都能稳定供电），大量开启备用机组，让他们在低发电水平下运行，就不可避免。
而让大量机组在低发电水平上运行，单位发电量的污染要比然让这些机组在高发电水平上运行多得多。这方面研究很多。
三、新能源和雾霾缓解需要电力消费者容忍不稳定
柴静关于雾霾的纪录片被广泛传播，我国用煤对雾霾的影响想必大家也都了解了。风电、太阳能等清洁能源对大气污染的作用，也在各种介绍中传播到了大众面前。
但是，风电和太阳能的最大障碍就是不稳定。如果用了风电太阳能，还要稳定，那又回到了上面说的，必须开启大量煤电做备用机组运营的老路子上，减排能力就大打折扣了。实际上，这一情况在美国已经发生。德克萨斯州夜间很多时候电力产生了负价格：这就是因为风电要发电，但是第二天大家起床开始一天用电的时候，风电就大部分消失了。为了保证第二天大家起床后的用电，传统机组在夜里也要开着。于是在夜间，就产生了供大于求。这样的风电对减排的意义就不大了。
四、不稳定供电并不是每个月都停五小时电
不是每个月都停五小时电，也不是一次性、找准一家一次停够五小时。
很多人觉得忽然停电了，一次停那么久，病人怎么办、试验怎么办、正在写的文章怎么办。
首先，这仅限于居民用电。工业、商业和医疗等的用电不在此列。
其次，这是一个志愿的活动，如果觉得确有困难的，可以不参加，或只允许供电单位每个月切断一次。
第三，允许供电单位切断一次，并不意味着每个月都会被切断一次，而是说在特殊情况下：比如风电太阳能突然出现大幅度、短时间的波动，可以让供电单位在此时暂时切断部分用户用电应对。
这就避免了，为了保证这个时候所有人都稳定供电，必须二十四小时都开着几台煤电机组低效率运行。
第四，也不是一停电就停五小时，这样临时的事件，很多需要的处理应急事件在一个小时以内。
五、不稳定供电不是新事物
这个东西不是我发明的。实际上，在能源界，对这个问题早都在讨论甚至在尝试实施。比如加州大学伯克利的Pravine Variya教授很糟就提出过通过不同的合同设计，让人们有偿的允许一个月停电几次。
而随着风电太阳能比例的升高，美国能源部、电力科学研究院和各个市场都在积极的研究和推动消费侧管理——也就是有偿不稳定供电的尝试。
但是，既然有那么多朋友愿意志愿的参加熄灯一小时这样的表态性活动，为什么没有人愿意量力、志愿的参加一个实实在在能够降低排放活动呢？
我希望通过这样一个活动，告诉大家，不能既要稳定供电、又要廉价供电、还要清洁供电。三者最多选其二，这是技术的边界，不因人的意志为转移！
也想告诉大家，为了稳定供电，造成了大量污染，已经对各位的健康造成了损失，得不偿失。
网友对该倡议是这样评论的.......
网友一：相比一小时活动给电网增加不可测和突变带来的能源消耗，加入自愿断电活动给电网更多满足峰值用电的灵活性，减少发电压力，是更值的推广的环保活动。当然不是一次给你停五个小时，也不是每月必停五小时，只有应对电网发电容量不足突发情况才会断电。
网友二：中国居民用电占比不高，照明负荷就更少了，理性地思考一小时这种活动过于作秀。不过降低供电保证率得分类进行，有条件的工商业用户可以通过降低保证率要求来参与电力市场交易。
网友三：不用随机，晚高峰停就行。
网友四：让大家轮流臭掉家里的电冰箱是么？如果有慢性病人需要冷藏药物怎么办？
网友五：我不支持断电，涨价倒是可以接受