Kalifornia môže spoľahlivo dosiahnuť 85 % čistej energie do roku 2030 bez rizika výpadkov – na ceste k 100 % čistej sieti

Energetické krízy počas kalifornských vĺn horúčav v auguste 2020 vyvolali otázky, nakoľko spoľahlivá bude štátna sieť na ceste k svojmu cieľu 100 % čistej energie do roku 2045.

Nový výskum však poskytuje jasné odpovede: Kalifornia môže spoľahlivo dosiahnuť 85 % čistú elektrickú sieť do roku 2030 s rozmanitou zmesou obnoviteľných zdrojov a batérií, flexibilným dopytom, obchodom so susednými štátmi a niektorými existujúcimi elektrárňami – za viacerých predpokladov výstavby a možných budúcich podmienok. Ukazuje sa, že čistejšia mriežka je spoľahlivejšia.

Štátne regulačné orgány a volení predstavitelia môžu dosiahnuť tento dôležitý krok smerom k 100 % čistej budúcnosti štátu prostredníctvom politických opatrení, ktoré urýchlia zavádzanie rôznorodej čistej energie, znížia závislosť na výrobe plynu, podnietia zdroje na strane dopytu a zlepšia regionálnu koordináciu obchodovania s elektrinou so susednými štátmi.

Zásady na napredovanie

Kalifornia je medzinárodným lídrom v znižovaní znečistenia skleníkovými plynmi a zároveň poskytuje čoraz čistejšiu energiu pre veľkú a rôznorodú populáciu používateľov elektriny – 40 miliónov ľudí a 5 ľudí na svete.^th najväčšia ekonomika. Opatrenia energetickej účinnosti držia celkovú spotrebu energie štátu na stabilnej úrovni už mnoho rokov, zatiaľ čo rad sú čoraz ambicióznejšie štandardy portfólia obnoviteľných zdrojov podnietili rýchle prijatie dodávok čistej energie z obnoviteľných zdrojov, ako je vietor a slnko.

Ambície štátneho regulátora zaznamenali nový impulz. Kalifornská komisia pre verejné služby (CPUC) nedávno vydala zákazky na obstarávanie nových čistých zdrojov a schválila nový plán preferovaného systému pre svojich poskytovateľov energie, ktorých cieľom je znížiť emisie skleníkových plynov na 38 miliónov metrických ton (MMT) do roku 2030 a 35 MMT do roku 2032, čím sa do roku 86 vytvorí 2032 % výroba elektriny bez emisií.

Ale aj s týmito zvýšenými ambíciami musí Kalifornia urobiť viac, aby splnila svoje ciele spoľahlivej budúcnosti s nulovými emisiami uhlíka. Nový Technickú správu od Telos Energy a GridLab a sprievodných správa o politike by Energy Innovation načrtáva, ako môže štát čeliť tejto výzve.

Nový prístup

Technická správa poskytuje novú metodiku, ktorá pomáha politikom rýchlo vyhodnotiť mnohé budúce portfóliá zdrojov a predpoklady na zabezpečenie budúcej siete čistej energie. Zahrnutím scenárov a citlivostí, ktoré skúmajú spoľahlivosť pomocou detailov, ako sú hodinové údaje o vetre a slnečnej energii, ktoré sa zhodujú s údajmi o hodinovom dopyte za osem možných rokov v západných USA, môžu modelári relatívne rýchlo a pri nízkych nákladoch porovnávať výhody rôznych portfólií zdrojov.

Tvorcovia politiky potom môžu vidieť, ako každé portfólio najefektívnejšie využíva svoj 75 % podiel obnoviteľných zdrojov v priebehu rôznych rokov: Minimalizácia vecí, ako sú spiatočné straty batérie, sústredené využívanie vnútroštátnych zdrojov plynu a nadmerná závislosť od susedov v regióne. dopyt je vysoký.

Technická správa tiež modeluje kľúčové „stresové podmienky“, ktoré by mohli ohroziť spoľahlivosť, ako je nízka vodná energia v dôsledku sucha, dovozné obmedzenia, vyraďovanie plynových elektrární, vyraďovanie uhoľných elektrární v susedných štátoch a zistilo sa, že každé portfólio čistej elektriny s 85 % podielom je spoľahlivé. Najmä modelári simulovali horúce poveternostné podmienky, ktoré spôsobili výpadky prúdu v auguste 2020, a zistili, že 85% čistý elektrický systém by mal pri podobnej udalosti dostatok elektriny.

Optimalizácia pre ambiciózny plán nasadenia

Tento nový prístup je obzvlášť dôležitý, keď sa vezme do úvahy priekopnícke zrýchlenie v budovaní čistej energie, ktoré je potrebné na to, aby štát dosiahol alebo prekročil ročný cieľ 80 % čistej energie do roku 2030. Modelovanie rôznych portfólií umožňuje tvorcom politiky zvážiť dôležité kompromisy – napríklad úlohu spoľahlivosti, ktorú zohrávajú batérie. , plyn a dovoz poskytujú prevažne solárny a veterný systém a ako sa to zmení, keď sa do portfólia pridajú konzistentnejšie zdroje, ako je geotermálny a pobrežný vietor.

Skúmanie spoľahlivosti výkonu rôznych portfólií zdrojov pri kľúčových stresových faktoroch umožňuje efektívnejšie obstarávanie po tom, čo navrhované portfóliá prešli všetkými regulačnými obručami.

Príklad: Portfólio „Rozmanitosť zdrojov“ uvedené vyššie v technickej správe znižuje potrebu budovania čo najväčšieho počtu solárnych a veterných fariem na pevnine, znižuje spiatočné straty energie pri cyklickom skladovaní batérií a menej sa spolieha na elektrárne na fosílne palivá, pokiaľ ide o spoľahlivosť. Dosahuje to zahrnutím významných nových pobrežných veterných a geotermálnych zdrojov na výrobu energie, ktoré vyrábajú energiu dôslednejšie a dopĺňajú ostatné obnoviteľné zdroje energie, no s vyššou cenou. Pridanie výraznej odozvy dopytu do mixu kompenzuje veľké potreby batériového skladovania. Modelovanie GridLab a Telos zvýrazňuje nenákladové spoľahlivé výhody diverzifikácie zdrojov a môže byť cenným nástrojom pre všetky štáty, ktoré pracujú na cieľoch čistej elektriny.

Ako kalifornské energetické agentúry a jej prevádzkovateľ siete CAISO pokračovať v implementácii agendy štátnej politiky čistej energie, mali by zahŕňať nový prístup technickej správy k hodnoteniu širšieho súboru portfólií a zároveň pokračovať v úzkej spolupráci v oblasti spoľahlivosti a obstarávania, ktoré vykázali od vĺn horúčav v auguste 2020.

Špecifické úsilie naplánovať budúce nasadenie veternej energie na mori a priamo nariadiť obstarávanie rôznorodejších výrobných zdrojov, ako sú čisté firemné obnoviteľné zdroje (zvyčajne geotermálne) a dlhodobé skladovanie, môžu byť užitočné, ale správy poukazujú na to, ako by sa to dalo urobiť organickejšie a transparentnejšie. Tento typ analýzy by dopĺňal nedávnu analýzu CPUC zvýšené ambície v plánovaní zdrojov a nový prezieravý CAISO 20-ročný výhľad prenosu.

Spravodlivejšia budúcnosť z čistejšej siete

Spravodlivý prechod na čistú elektrinu závisí od investovania a vytvárania trhov pre ekonomicky životaschopné portfólia čistej energie ktoré pomáhajú vyraďovať jednotky zemného plynu poškodzujúce komunity najviac zaťažené znečistením v Kalifornii. Spravodlivý prechod pre dotknuté komunity zahŕňa aj zvyšovanie odolnosti komunity, budovanie čistých zdrojov s pracovnými a ekonomickými výhodami a využívanie miestnych konzultácií pri výbere nových investícií.

Viaceré scenáre technickej štúdie zistili, že štátna sieť bude spoľahlivá aj po vyradení 11.5 gigawattov (GW), čo je približne jedna tretina existujúcej kapacity plynu v Kalifornii. Hoci nad rámec technickej štúdie, sprievodná správa o politike odporúča uprednostniť ukončenie prevádzky plynových elektrární, ktoré sa nachádzajú v blízkosti alebo v znevýhodnených komunitách, najneskôr do roku 2030 a zároveň čo najskôr vynulovať závislosť štátu od plynu. Niektoré agentúry vrátane CPUC dosiahli určitý pokrok v oblasti inkluzívnosti a environmentálnej spravodlivosti, ale zastavilo úsilie o stiahnutie plynu ukázať, že je pred nami ešte veľa práce.

Štátne agentúry a tvorcovia politík sa musia zamerať na hlavné príčiny pokračujúceho využívania zemného plynu v Kalifornii a vypracovať plán na jeho postupné vyradenie. To si vyžaduje opätovné preskúmanie toho, ako by nové portfóliá čistej energie a využívanie zdrojov na strane dopytu mohli nahradiť zemný plyn pri poskytovaní hodnoty spoľahlivosti na systémovej a miestnej úrovni.

Plánovači by mali zdvojnásobiť rozmanitosť zdrojov

S využitím poznatkov z technickej štúdie správa o politike ukazuje, ako môže rôznorodejší súbor čistých zdrojov poskytnúť ešte významnejšie výhody rýchlo sa transformujúcej sieti štátu. Medzi tieto výhody patrí znížené využívanie pôdy a potreby prenosu, zvýšená uskutočniteľnosť dosiahnutia cieľov v oblasti čistej elektriny, nižší vplyv na znevýhodnené komunity a zvýšená odolnosť.

Diverzita zdrojov môže mať mnoho podôb: zdroje dodávok (napr. veterná energia na mori, geotermálna alebo distribuovaná solárna energia), umiestnenie zdrojov (rôzne lokality môžu poskytnúť komplementárne profily), flexibilita dopytu a užšia koordinácia so susednými štátmi. Technická štúdia ukazuje, že importovaná energia z týchto susedov často zohráva kľúčovú úlohu pri vyrovnávaní siete. Vzhľadom na zistenie štúdie, že energetické rezervy sú dostupné na celom Západe, keď to Kalifornia potrebuje, užšia koordinácia umožní Kalifornii spoľahnúť sa na svojich susedov sebavedomejšie.

Zrýchlený prechod na čistú energiu v Kalifornii je príležitosťou

Pokračovanie v kalifornskej transformácii čistej energie prináša množstvo výziev, ako pokračovať v rozsvietení svetiel, napríklad ako pokračovať v budovaní novej infraštruktúry, hlbšie zapojenie spotrebiteľov elektriny s cieľom odomknúť distribuované zdroje a pochopenie dôsledkov závislosti od nových zdrojov, ako sú batérie, ktoré poskytujú napájanie v núdzi, ale je potrebné ho dobiť.

Táto transformácia však ponúka aj neuveriteľné príležitosti prostredníctvom inteligentnejšieho plánovania a politiky, ako je boj proti klimatickým zmenám, zlepšovanie kvality ovzdušia v znevýhodnených komunitách, prijímanie nových prístupov na hodnotenie najefektívnejších kombinácií čistých zdrojov elektrickej energie, vytváranie priestoru pre rozkvet všetkých druhov technologických inovácií. a vybudovanie odolnejšej siete, ktorá bude vzorom pre ostatné štáty a krajiny.