是什么导致在极寒流期间出现天然气瓶颈

当温度在明尼阿波利斯降到零下27度在1月份的极地涡旋期间，Xcel能源公司敦促明尼苏达州所有客户降低恒温器的温度，以节省发电所需的天然气。在密歇根，它也是比北极还要冷，通用汽车(General Motors)甚至关闭了几家工厂以防停电。

这似乎是个悖论。美国天然气产量目前处于历史新高，可再生能源发电正以一个记录的速度．

作为一名工程经济学家研究电力市场和燃料供应链，我寻找方法来维持能源供应，尽管越来越不确定和极端天气．我也编辑学术期刊致力于分析资本投资的成本、收益和风险。根据我所看到的，让发电更灵活，同时增加储存气体的获取，将是在不牺牲温度的情况下保持照明的最佳方式寒流袭击．

更多的能源来自天然气

2019年的天然气短缺只是一系列类似情况中最近的一次。早些时候极地漩涡2013年和2014年对新英格兰的打击尤其严重。的“炸弹旋风”2018年冬天袭击美国东海岸的天然气供应紧张，导致天然气价格飙升。

这不仅仅是一场极端天气越来越糟更常见的，即使他们是。电网越来越依赖天然气。

许多上了年纪的燃煤发电机组退休生活正被燃气和风能、太阳能等可再生能源所取代。的份额由天然气提供电力的比例上升到32%从2017年的1990年为18%与此同时，来自煤炭的份额从76%下降到了30%。

天然气的成本要低得多与过去相比，燃气发电机更加灵活。这要容易得多打开和关闭燃气发电厂例如，与核反应堆相比。更重要的是，天然气工厂可以快速提高或降低产量，以缓解风力涡轮机和太阳能电池板发电过程中不可避免的变化——在没有阳光和风的情况下。

作为可再生能源占更大的份额发电,预计天然气发电将继续增长,太。

没有简单的替代

大多数天然气用于家庭和商业地产的供暖以及为生产提供燃料从新闻纸到铝和金枪鱼罐头．经过多年的增长，发电仍在消耗只有大约三分之一的天然气使用量在美国。

而且，虽然公用事业公司有不同的选择，但没有简单或直接的方法来找到其他用途的替代品——特别是如果他们想要一个相对干净的来源．供暖系统需要很长时间和很多钱转换为房主，更困难的是制造商(PDF)．

为了避免服务中断，大多数大型工业和商业用户以及当地的天然气公司都签订了可靠的合同，以保证提供他们预期需要的天然气。

用于发电的天然气合同是不同的。许多电力公司，尤其是东北部和中西部的电力公司，已经开始发电了“可中断合同”天然气供应商。这些安排让他们支付更低的价格，使他们能够在批发电力市场上竞争，但也有缺点。在天然气输送方面，这些公司的优先级低于其他客户。

电力行业及其监管机构可以看到，客户不希望他们的恒温器被调到65度或以下在寒冷的天气里。事实上，他们已经采取措施减少电网对天然气瓶颈的脆弱性，比如调整批发电力市场的时间帮助发电厂购买额外的天然气当他们需要的时候。更好的沟通正在改善对需求的预测，并使发电厂更容易及早了解供应中断的情况。

长期投资

寒流增加了对这两种电力的需求和天然气同时为家庭和企业供暖，使批发电价飙升，因为电力市场运营商争相保持电网的平稳运行。

电力需求波动按小时、日和季节计算，只是偶尔会因恶劣天气事件而放大，可再生发电化合物的变化也会随着燃气发电厂需求的变化而变化。而不是建筑管道这很少会被满负荷使用，因此投资于发电系统的灵活性，使其更容易适应电力需求和燃料供应的变化是有意义的。

虽然他们不会立即提高零售电价，但这些短期电价飙升表明，有必要并提供了理由，进行长期投资，以避免加息甚至中断．

其中一种策略是为双燃料能力改造气体发生器．实际上，这意味着要为另一种燃料(如石油)建造一个储油罐，以及将其注入燃料燃烧室的管道和其他设备。这是一项重大投资，但这样一来，当极端天气导致对天然气的需求超过可用管道的容量时，发电厂可以暂时改用替代燃料。

正如任何种类的库存，无论是纸杯还是轮毂盖，都将有助于避免供应链中断，存储的天然气也可以保持电力流动。我进行了研究与乔治总表明扩大天然气储存设施容量的投资比双燃料改造更有效地降低了高电价风险。

南加州居民在2015年就认识到，储存大量天然气并非没有风险。泄漏的Aliso峡谷洛杉矶的储存设施导致附近居民生病，温室气体排放喷涌而出。

但我仍然相信，在下雪天储存天然气可能是在气温降至极低时保持照明的最好方法。