Czy niezawodność sieci i przystępność cenowa paliwa stoją w sprzeczności z celami klimatycznymi?

Sieć elektryczna jest atakowana. Ameryka właśnie doświadczyła napadu z karabinu na podstację w Północnej Karolinie, który odciął zasilanie 45,000 XNUMX ludzi. Ale teraz grozi mu strajk zimowy — zagrożenia sięgające od ekstremalnych mrozów, przez niedobory paliwa, po ograniczenia infrastruktury.

Dzięki temu, North American Electric Reliability Corp. (NERC) przedstawia ponurą ocenę ryzyka, mówiąc, że trudne warunki pogodowe przetestują wydajność systemu tej zimy. „Środkowy kontynent” – od Minnesoty po Teksas – może ucierpieć najmocniej, biorąc pod uwagę, że emerytury z elektrowni pochłonęły marże rezerwowe.

„Następuje pośpiech w kierunku elektryfikacji”, mówi Jim Robb, dyrektor naczelny NERC, podczas sympozjum zorganizowanego przez Stowarzyszenie Energetyczne Stanów Zjednoczonych. „Dwadzieścia procent końcowego zużycia to obecnie energia elektryczna, a reszta to przede wszystkim ropa naftowa i gaz ziemny. Jeśli doprowadzilibyśmy to do skrajności, oznaczałoby to pięciokrotny wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną”. Sieć musi się rozwijać, mówi, zauważając, że nie będzie tolerancji dla problemów z niezawodnością i niedoborów energii.

„Inwestorzy ustawiają się w kolejce, żeby postawić pieniądze na transmisję” – kontynuuje podczas sympozjum, którego gościem był ten reporter. „Ale musimy znaleźć sposób na zlokalizowanie projektów”. Mówi, że elektryczność to 7% gospodarki USA, a bez dostępu do niej społeczeństwo się zamyka.

W grę wchodzą konkurujące ze sobą siły: z jednej strony krajowa infrastruktura jest niewystarczająca i nie jest w stanie obsłużyć fala pływowa pojazdów elektrycznych oraz wiatru i słońca rośliny. Odwrotnie, Ustawa o redukcji inflacji jest teraz prawem i zainkasuje 369 miliardów dolarów na projekty związane z energią i klimatem XXI wieku. Kraj jest na dobrej drodze do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych o 21% do 40 r. w stosunku do poziomu z 2030 r.

Jednak niezawodność pozostaje problemem. Od zeszłej zimy około 4,200 megawatów energii jądrowej i węglowej przeszło na emeryturę w środkowej części kraju. Istnieje również ograniczona przepustowość rurociągu gazu ziemnego na północnym wschodzie. Ponadto NERC twierdzi, że przedłużające się niskie temperatury zagrażają generatorom elektrycznym i infrastrukturze zaopatrzenia w paliwo w Teksasie. Następnie dodaj do tego 55,000 XNUMX podstacji w całych Stanach Zjednoczonych — miękkich celów dla każdego wariata, który ma pretensje.

„Ostatecznie naszym obowiązkiem jest utrzymywanie systemu w stanie gotowości do działania pomimo wszystkich zagrożeń” — mówi Scott Aaronson, wiceprezes ds. bezpieczeństwa i gotowości w Edison Electric Institute. Mówi, że w Karolinie Północnej standardy zadziałały, ograniczając awarię spowodowaną atakiem fizycznym. „Myślimy o wszystkich zagrożeniach, projektujemy i inwestujemy w system, który wytrzyma te zagrożenia”.

Co ma zrobić naród?

Stany Zjednoczone muszą pogodzić swoje cele energetyczne z ograniczeniami infrastrukturalnymi. Oznacza to, że najbardziej wydajne bloki węglowe mogą pozostać w trybie online podczas ekstremalnych zjawisk pogodowych lub niedoborów gazu ziemnego: wystarczy spojrzeć na Unię Europejską, gdzie Dania, Niemcy, Hiszpania i Wielka Brytania płacą najwyższe ceny na świecie za energię . Dla porównania, Stany Zjednoczone płacą połowę tego, mówi Statista, wszystko w marcu 2022 r.

Ale kraj nie powinien spowalniać wdrażania czystych paliw i rozproszonych zasobów energii, takich jak energia słoneczna na dachach, akumulatory i lokalne mikrosieci. Agregatorzy mogą monitorować te aktywa i zarządzać nimi za pomocą programów komputerowych, umożliwiając łączenie energii elektrycznej i sprzedaż po stawkach rynkowych, tworząc „wirtualna elektrownia”.

Jedną ze strategii jest umożliwienie narzędziom utrzymania działania, jeśli sieć elektryczna zostanie zerwana podczas huraganu, pożaru lub trzęsienia ziemi. W rzeczywistości zmiany klimatu są wszechobecne. Weź pod uwagę, że 100-letnie powodzie zdarzają się rutynowo, siejąc spustoszenie niedawno w Niemczech i Pakistanie. To samo dotyczy pożarów, które spustoszyły Australię i Stany Zjednoczone. Dekarbonizacja jest niezbędna.

Ponadto, Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej twierdzi, że koszty energii elektrycznej z energii wiatrowej na lądzie spadły o 15%, podczas gdy na morzu spadły o 13%. W międzyczasie liczba fotowoltaiki na dachach spadła o 13%, a wszystko to od 2020 r. Właśnie dlatego odnawialne źródła energii zapewniły 80% zainstalowanej mocy wytwórczej energii elektrycznej w ciągu czterech lat. Mówi, że energia odnawialna pozwala zaoszczędzić około 55 miliardów dolarów na całym świecie w porównaniu z obecną ceną paliw kopalnych. Odnawialne źródła energii nabierają tempa wyprzedzić rynek węgla udział do 2025 r.

„Zelektryfikowałbym wszystko, co ma sens”, mówi Robert Rowe, dyrektor naczelny NorthwesternN.W.E.
Energia. „Ale w bliższej i pośredniej perspektywie skoncentruj się na niezawodności i przystępności cenowej” lub zaryzykuj utratę „kapitału społecznego” na dekarbonizację.

Czy napięcia sięgają zenitu?

Wirginia Zachodnia może być przykładem niechęci niektórych stanów do przejścia ze starej gospodarki do nowej. Państwo kwitło podczas rewolucji przemysłowej, zasilając naród swoimi elektrowniami węglowymi. Ale obecne stulecie dało początek gazowi łupkowemu i energii odnawialnej, które zniszczyły dominujący niegdyś udział w rynku węgla.

I chociaż znaczna część kraju zdywersyfikowała swój portfel energii elektrycznej, elektrownie węglowe Wirginii Zachodniej dostarczają jej 91% energii. W efekcie tempo wzrostu cen energii elektrycznej w latach 2008-2020 jest ponad pięciokrotnie wyższe od średniej krajowej. James Van Nostrand, autor książki, „Pułapka na węgiel”, mówi, że American ElectricAEP
AEP
Klienci Power płacili około 62 USD miesięcznie w 2008 roku, a teraz płacą około 155 USD. Firma energetyczna proponuje dodać do tego kolejne 18 dolarów, co spowoduje podwyżkę stóp procentowych o 279% w ciągu 14 lat.

Tymczasem rzeczywiste koszty węgla są „eksternalizowane” i nie mają odzwierciedlenia w cenie energii elektrycznej. Oznacza to, że podatnicy ponoszą koszty środowiskowe i medyczne.

Stanowa komisja użyteczności publicznej stoi po stronie przemysłu węglowego, argumentując, że jego jednostki węglowe są zawsze dostępne, podczas gdy elektrownie wiatrowe i fotowoltaiczne podlegają względom pogodowym. Komisja utrzymuje, że potrzeba 3 megawatów wiatru i 4 megawatów energii słonecznej, aby zastąpić 1 megawat węgla, co nie jest opłacalne. Ale Van Nostrand powiedział, że taka analiza ignoruje fakt, że sieć państwowa jest połączona z regionalnym rynkiem hurtowym, a zatem ma dostęp do szeregu dostępnych zasobów, aby wzmocnić elektrownie wiatrowe i słoneczne.

Zachodnia Wirginia „będzie musiała odejść od węgla w rozsądnym czasie”, dodaje Philip Sharp, były członek Izby Reprezentantów USA z Indiany. Większość kraju „jest częścią znacznie większej sieci”, co pozwala państwom na import czystszych i tańszych paliw.

„To napięcie, które widzieliśmy”, mówi Anne George, wiceprezes ds. Zagranicznych ISO New England, która zarządza siecią i odwołuje się do źródeł wytwórczych dla sześciu stanów. Państwa te nie mogą wybierać preferowanych paliw na zorganizowanych i konkurencyjnych rynkach. Zamiast tego operator sieci wybiera te najbardziej ekonomiczne. Chociaż połączenie zasobów jest konieczne, region przechodzi na czystsze paliwa – z dala od węgla, używanego tylko w najzimniejsze dni w roku.

Następuje dekarbonizacja, której sprzyja popyt konsumentów i polityka publiczna. Ale trend w kierunku czystej energii elektrycznej nie musi kłócić się z niezawodnością i przystępnością cenową. Rzeczywiście, światła mogą pozostać włączone, podczas gdy zajmujemy się zmianami klimatycznymi. Jest to funkcja modernizacji, rozbudowy i utwardzania sieci — kluczowa dla North American Electric Reliability Corp zalecenia.