Wysokie ceny energii elektrycznej pójdą jeszcze wyżej, chyba że zmienimy kurs

Inflacja pozostaje uparcie wysoko pomimo podwyżek stóp procentowych Rezerwy Federalnej. Energia była jednym z największych czynników napędzających inflację: w ciągu ostatniego roku wzrosła o 8.7%. Nawet z łagodna zima, ceny energii elektrycznej i gazu ziemnego są ściskając konsumentów w wielu częściach kraju. Obniżanie cen energii i utrzymywanie ich na niskim poziomie wymaga rozważnych inwestycji w dostawy energii i linie przesyłowe. Niestety, administracja Bidena i kilka rządów stanowych utrudniają, a nie ułatwiają takie inwestycje.

Ceny energii elektrycznej rosną w całym kraju, ale niektóre miejsca naprawdę odczuwają ból. Jak pokazuje poniższy rysunek, ceny energii elektrycznej za kilowatogodzinę (KWH) zaczęły rosnąć w prawie każdej części kraju na początku 2022 r. W Nowej Anglii Wydział Spisu Ludności— który obejmuje Connecticut, Rhode Island, Massachusetts, Vermont, New Hampshire i Maine — i tak już wysoka cena energii elektrycznej była w styczniu 57 r. o 2023% wyższa niż w styczniu 2021 r. Dywizja West South Central odnotowała drugi co do wielkości wzrost cen, aż o 36 %, w tym samym okresie czasu. Najmniejszy wzrost miał miejsce w regionie West North Central, gdzie cena wzrosła tylko o 7%.

Musimy wytwarzać więcej energii, aby utrzymać niskie i stabilne ceny. Administracja Bidena skupiła się na zwiększeniu dostaw energii wiatrowej i słonecznej. Ustawa o inwestycjach infrastrukturalnych i zatrudnieniu przeznaczono miliardy dolarów na finansowanie badań i rozwoju, dotowane pożyczki i ulgi podatkowe dla projektów wiatrowych i słonecznych. Energia wiatrowa i słoneczna mogą być użyteczną częścią sieci energetycznej, ale same nie wygenerują energii, jakiej oczekują Amerykanie.

W ostatni esej, Paul Bonifas i Timothy J. Considine wyjaśniają, dlaczego źródła zmiennej energii odnawialnej (VRE), takie jak wiatr i słońce, nie mogą zasilać amerykańskiej sieci energetycznej. W przeciwieństwie do dyspozycyjnych źródeł energii – które można zwiększać lub zmniejszać w zależności od zapotrzebowania i obejmują elektrownie gazowe, jądrowe i węglowe – VRE wymagają określonych warunków do działania, a mianowicie słonecznej pogody i wiatru. Stwarza to pewne problemy.

Po pierwsze, wiatr i słońce są nieco wybredne i nie zawsze są w pobliżu, kiedy ich chcemy. Sieci, które opierają się na energii wiatrowej i słonecznej, potrzebują zapasowych, dyspozycyjnych źródeł energii, które mogą złagodzić codzienne wahania pogody.

Po drugie, szczytowe zapotrzebowanie na energię zwykle występuje późnym popołudniem lub wczesnym wieczorem, ale szczytowa generacja słoneczna występuje zwykle kilka godzin wcześniej, podczas gdy szczytowa generacja wiatrowa zwykle występuje w nocy. Ponownie oznacza to, że niedopasowanie między podażą a popytem musi zostać skorygowane przez dyspozycyjne źródła lub energię wiatrową i słoneczną, która jest albo przechowywana, albo wytwarzana gdzie indziej i przesyłana tam, gdzie jest potrzebna.

Wreszcie jest problem sezonowy. Średnie zużycie energii elektrycznej w Ameryce jest wyższe w lipcu niż w styczniu czy kwietniu, ale to zapotrzebowanie nie zawsze pokrywa się z wymaganą podażą słońca lub wiatru.

Ponieważ VRE muszą być wspierane przez inne źródła energii, takie jak gaz ziemny lub energia jądrowa, wraz z dodawaniem większej liczby VRE do sieci należy również dodać więcej dyspozycyjnych źródeł. Obecnie o 21% energii elektrycznej w USA generacji pochodzi z energii wiatrowej, wodnej i słonecznej. Cała ta generacja wymaga pewnego rodzaju kopii zapasowej, aby zachować odporność i niezawodność, a z czasem ta nadmiarowość może radykalnie zwiększyć koszty. Jak zauważają Bonifas i Considine: „Nie wiadomo, jaki poziom VRE można dodać do sieci, zanim się zepsuje lub stanie się niedostępna”.

Oprócz problemów z synchronizacją, energia wiatrowa i słoneczna napotykają również problemy z lokalizacją. Pustynie wschodniej Kalifornii i zachodniej Arizony są bardzo słoneczne, ale nie zawierają wielu ludzi. Energia wiatrowa ma ten sam problem. Południowa Dakota i Wyoming, dwa z najmniej zaludnionych stanów Ameryki, również zawierają jedne z najlepszych potencjalnych źródeł energii wiatrowej. Maksymalizacja wartości energii słonecznej i wiatrowej wymaga wytwarzania energii u źródła, a następnie przesyłania jej, potencjalnie na duże odległości, do miejsc zamieszkania ludzi.

Nie jest to problem nie do pokonania, ale znacznie utrudniają go przepisy stanowe, które utrudniają tworzenie nowych linii przesyłowych. jako Jim Rossi wyjaśnia w niedawnym eseju wiele linii przesyłowych w USA wymaga wymiany i modernizacji. Niestety kilka stanów, takich jak Teksas, ma lub rozważa prawa pierwokupu (ROFR), które przyznają obecnym przedsiębiorstwom użyteczności publicznej wyłączne prawo do budowy nowych linii przesyłowych w ich stanach. ROFR uniemożliwiają konkurencyjny proces przetargowy między deweloperami linii przesyłowych spoza stanu i stanu. Zmniejsza to innowacyjność w budowie linii przesyłowych i zwiększa prawdopodobieństwo przekroczenia kosztów, które są następnie częściowo przenoszone na konsumentów wraz ze wzrostem stawek.

Twórcom linii przesyłowych trudno jest zebrać potrzebne służebności nieruchomości, które umożliwiają budowę nowej linii. Taki montaż jest trudniejszy, gdy linie przesyłowe przekraczają granice państwowe, co często ma miejsce, ponieważ sieci elektroenergetyczne mają zasięg regionalny. ROFR zwiększają tę trudność, zasadniczo wymagając od różnych firm pracy na tej samej linii, jeśli przekracza ona granicę państwową, komplikując i tak już skomplikowane projekty poprzez dodatkową koordynację.

Stany bez ROFR powinny stosować konkurencyjny proces przetargowy, który umożliwia deweloperom w stanie i poza nim konkurowanie ze sobą w celu zapewnienia wartości dla konsumentów. Stany z ROFR, takie jak Teksas, powinny je uchylić, aby pomóc obniżyć koszty energii elektrycznej.

Gdy weźmiemy pod uwagę kwestie synchronizacji i transmisji, wartość, jaką VRE wnoszą do sieci, staje się mniej oczywista. Zwolennicy wiatru i słońca często wskazują na ich spadające uśrednione koszty energii elektrycznej (LCOE), które są miarą stosowaną do ilościowego określania konkurencyjności kosztowej różnych technologii energetycznych. W ich esej, Bonifas i Considine przyznają, że na podstawie LCOE lądowa energia wiatrowa i samodzielna energia słoneczna są stosunkowo tanie. Ale gdy weźmie się pod uwagę nieciągłość i koszty przechowywania, cykl mieszany gazu ziemnego (która wykorzystuje turbinę gazową i parową do wytwarzania energii) jest porównywalna z samodzielną energią słoneczną i lepsza niż hybrydowa energia słoneczna lub wiatrowa. Gdy nie uwzględniono ulg podatkowych na energię słoneczną, cykl kombinowany gazu ziemnego jest wyraźnym zwycięzcą.

Problemy z synchronizacją i transmisją oznaczają, że w dającej się przewidzieć przyszłości będziemy potrzebować gazu ziemnego, ropy naftowej, energii jądrowej i innych VRE. Pomimo znaczenia tych źródeł energii administracja Bidena nadal utrudnia znalezienie nowych dostaw. Administracja niedawno pozwoliła Departamentowi Spraw Wewnętrznych program leasingu ropy i gazu dla zewnętrznego szelfu kontynentalnego wygasają, co jest bezprecedensowe. Firma może potrzebować od siedmiu do dziesięciu lat, aby wyprodukować energię po zabezpieczeniu dzierżawy, więc chociaż wygaśnięcie tego programu nie wpłynie na obecne dostawy energii, zmniejszy dostawy w przyszłości, jeśli nie zostanie szybko wznowione.

Ameryka jest obdarzona obfitymi zasobami energii: gaz ziemny, ropa naftowa oraz miejsce na wiatr, słońce i energię jądrową są łatwo dostępne. Jesteśmy też społeczeństwem innowacyjnym, a technologie wykorzystania tych zasobów cały czas się udoskonalają. Tylko niepowodzenia polityczne, które ignorują rzeczywistość, mogą uniemożliwić nam korzystanie z przystępnej cenowo i niezawodnej energii w dalekiej przyszłości.