V lete rekordných horúčav sa americká rozvodná sieť drží – zatiaľ

Napriek predchádzajúcim varovaniam od prevádzkovateľov sietí a odborníkov na spoľahlivosť elektrických sietí, bezprecedentné vlny horúčav tohto leta nespôsobili v USA postupné výpadky prúdu – aspoň nie doteraz.

Zatiaľ čo obyvatelia vo viacerých štátoch, vrátane Texas, Indiana, Illinois a Iowa, boli nabádaní, aby znížili spotrebu energie počas špičky, aby sa vyhli postupným výpadkom prúdu, len málokto ich musel v tejto fáze znášať.

Obyvatelia Grosse Pointe v štáte Michigan, severne od Detroitu, prišli koncom júla o elektrinu kvôli výpadku prenosu. DTE EnergyDTE
povedal pre miestne viceprezident distribučných operácií ABC-affiliate že výpadok mohol byť spôsobený starnúcou infraštruktúrou, ale že „určite mohli hrať úlohu vysoké teploty“. Inde obyvatelia o New York City a centrálnej Kalifornie čelili výpadkom spôsobeným horúčavou.

Podľa profesora Jaya Apta, spoluriaditeľa centra Carnegie Mellon Electricity Industry Center, je väčšina výpadkov stále výsledkom miestnej udalosti, napríklad keď auto nabehne do stĺpa. "Veľmi málo výpadkov je spôsobených nedostatočnou výrobou elektriny a zlyhaním prenosových vedení... najväčšou jedinou príčinou sú búrky, ktoré nafúknu strom do elektrického vedenia," povedal.

"Vo všeobecnosti by som povedal, že sieť obstála dobre, ale je veľmi skoro leto," North American ElectricAEP
Generálny riaditeľ a prezident spoločnosti Reliability Corporation (NERC) Jim Robb povedal v júli v podcaste Public Power Now. „Skutočné obdobie napätia pre sieť príde v auguste a začiatkom septembra, najmä na západe. Takže by som v žiadnom prípade nepovedal, že sme mimo lesa, ale operátori siete boli doteraz schopní usporiadať svoje výrobné flotily tak, aby dokázali uspokojiť dopyt, ktorý videli.“

An posúdenie od NERC v máji zistila, že texaská rada pre elektrickú spoľahlivosť, všetkých 14 štátov USA pod koordinačnou radou pre západnú elektrickú energiu a štáty v centrálnej časti USA patriace pod Southwest Power Pool boli vystavené zvýšenému sezónnemu riziku – čo znamená, že čelili „potenciálu nedostatočnej prevádzky“. rezervy v nadnormálnych [poveternostných] podmienkach.“ Midcontinent Independent System Operator – ktorý riadi výrobu a prenos energie v 15 štátoch vrátane Illinois a Michiganu – bol vystavený „vysokému riziku“ a mohol čeliť „potenciálu nedostatočných prevádzkových rezerv v normálnych špičkových podmienkach“.

Robb vo vyhlásení pre Forbes povedal, že tohtoročné letné hodnotenie „patrí medzi najtriezvejšie, aké NERC doteraz zverejnil“.

„Od roku 2018 sme svedkami rastúceho počtu rizík ohrozujúcich spoľahlivosť systémov hromadného napájania, ktoré sa vyskytujú čoraz rýchlejšie,“ povedal Robb. "Keďže sieť prechádza zásadnou transformáciou, riadenie tempa zmien je ústrednou výzvou na zabezpečenie spoľahlivosti a odolnosti voči čoraz častejším a extrémnym udalostiam."

Predpovedané vysoké teploty a sucho boli veľkým faktorom v pochmúrnych vyhliadkach NERC, pričom Národná meteorologická služba v máji uviedla, že pravdepodobnosť, že takmer celé USA zažijú toto leto nadnormálne teploty, bola „šikmá“ alebo „pravdepodobná“ nad normál. NWS tiež zistil, že väčšina severozápadu, väčšina centrálnych USA a väčšina Texasu čelila „nakláňaniu sa pod“ a „pravdepodobne pod“ normálnou úrovňou zrážok.

Predpovede počasia sa potvrdili: väčšina západu a juhozápadu zažíva suchá a niekoľko miest v celej krajine zaznamenali záznam Teploty.

Takéto počasie „robí niečo na strane dopytu [a] robí niečo na strane ponuky,“ uvádza Apt. Zvýšený dopyt z vlny horúčav je zvyčajne zvládnuteľný počas prvých dní prostredníctvom programov odozvy dopytu, ktoré inštitúciám a spoločnostiam umožňujú zarobiť si príjmy znížením spotreby energie počas špičiek. Účinnosť týchto programov sa však po niekoľkých dňoch vytratí z dôvodu „únavy z odozvy na dopyt“. Inými slovami, po niekoľkých dňoch sa podniky unavujú v predstihu mapovať svoju spotrebu energie.

Väčší vplyv na sieť z vysokého tepla a nízkych zrážok však nie je zvýšený dopyt, ale znížená kapacita. Vodná elektrina sa znižuje, keď je k dispozícii menej vody a „keď máte extrémne horúci deň, máte obmedzenia na uhoľné elektrárne a elektrárne na zemný plyn,“ hovorí Apt. „Vzduch, ktorý dodáva kyslík na spaľovanie, je menej hustý, keď je vonku 100 stupňov, ako keď je vonku 20 stupňov. A tak elektrárne na zemný plyn... musia znížiť svoju produkciu, pretože nedostávajú toľko atómov kyslíka, ako keď je vonku chladnejšie. V uhoľnej elektrárni nie je chladiaca voda, ktorá ochladzuje veľkú čajovú kanvicu, uhoľnú elektráreň, taká studená, ako bola. Takže musia stiahnuť svoju produkciu, aby neroztopili svoje vybavenie.“ To isté platí pre mnohé jadrové elektrárne, ktoré nie sú umiestnené v blízkosti oceánu.

Zatiaľ čo najhorší scenár celoštátnych výpadkov a výpadkov tepla spôsobených teplom sa nenaplnil, zákonodarcovia a úradníci dbali na strašné varovania verejných služieb a presadili modernizáciu siete a zvýšenie spoľahlivosti mnohými spôsobmi.

Poslanec Jerry McNerney (D-Kalifornia), člen výboru Snemovne reprezentantov pre energetiku a obchod, uviedol, že energetická kríza v Texase vo februári 2021, pri ktorej zomrelo najmenej 200 ľudí, prinútila niekoľkých zákonodarcov uvedomiť si, že spoľahlivosť siete je „iniciatívou, ktorú všetci sa musia obávať."

McNerney predstavil v júli zákon o odolnosti siete, ktorý by vyžadoval, aby federálna vláda vypracovala štúdiu o potrebe a realizovateľnosti noriem, ktoré by zabezpečili, že termoelektrárne budú schopné prevádzky počas období sucha. Prešla Snemovňou ako súčasť zákona o reakcii na požiare a odolnosti voči suchu 29. júla pomerom hlasov 218:199. Tento návrh zákona zahŕňa aj iné právne predpisy zákonodarcov na investovanie do skladovania energie a mikrosietí, ako aj umožňujúce regiónom zdieľať energiu v prípade energetickej núdze.

McNerney povedal, že podporuje plány na ponechanie otvorenej jadrovej elektrárne Diablo Canyon v južnej Kalifornii. Elektráreň predstavuje 9 % produkcie energie v štáte a mala byť odstavená v roku 2025, ale guvernér Gavin Newsom (D) tlačil na predĺženie časového plánu vzhľadom na rastúci dopyt po energii.

"So suchom nielenže čelíme požiarom a hrozbám pre našu sieť, ale čelíme menšej schopnosti vyrábať vodnú energiu," povedal McNerney. „Máme extrémne udalosti, nemôžeme to kompenzovať... Udržiavať Diablo Canyon otvorený má v tomto bode veľký zmysel, aspoň na pár rokov. Teraz máme problémy týkajúce sa jadrovej energie, ktoré podľa mňa treba riešiť. Je to však nízkouhlíkový zdroj energie a dokáže vyprodukovať veľa energie, takže musíme byť otvorení tomu, ako môžeme túto energiu vyrobiť.“

Zatiaľ čo zákon o reakcii na požiare a odolnosti voči suchu ešte musí prejsť cez Senát, nie je to jediný prípad, kedy Kongres v poslednej dobe zvažoval opatrenia na odolnosť siete. Zákon o znižovaní inflácie, ktorý v nedeľu schválil Senát v straníckych hlasovaniach a očakáva sa, že v piatok prejde Snemovňou ovládanou demokratmi, obsahuje množstvo ustanovení o zmene klímy, ktoré by podporili spoľahlivosť siete, ako sú dotácie na solárnu a inú obnoviteľnú energiu. . A dohoda o infraštruktúre medzi dvoma stranami, ktorú podpísal prezident Joe Biden, obsahovala množstvo ustanovení týkajúcich sa posilnenia infraštruktúry elektrickej siete a riadenia záťaže.

Ako súčasť zákona o infraštruktúre ministerstvo energetiky v júli oznámilo grantový program vo výške 2.3 miliardy dolárov určený na podporu úsilia štátov a kmeňov o modernizáciu siete. Grantový program poskytne 459 miliónov dolárov ročne na očakávané päťročné obdobie v rámci štátov a kmeňov na podporu vecí, ako je integrácia mikrosietí, pridávanie komponentov odolných voči ohňu a podzemné vybavenie.

"Potrebujeme umiestniť čo najviac elektrických vedení pod zem, čo určite prinesie rozdiel, pokiaľ ide o spoľahlivosť pri požiaroch a iných kľúčových súvisiacich problémoch," povedal McNerney. Extrémne teploty ohrozujú stabilitu elektrického vedenia a spôsobujú, okrem iných štrukturálnych problémov, pokles, dodáva.

McNerney, Apt a ďalší odborníci sa však zhodujú v tom, že 2.3 miliardy dolárov sa ani zďaleka nepribližuje sume potrebnej na skutočný upgrade infraštruktúry. „2 miliardy dolárov, hoci sú užitočné, sú kvapkou,“ hovorí Apt. McNerney podobne poznamenal, že táto suma by nestačila na modernizáciu siete v samotnej Kalifornii, ale dúfa, že by to mohlo „podporiť verejno-súkromné ​​partnerstvá a [utilitné spoločnosti], aby plánovali dopredu a pochopili, čo bude potrebné predtým, než bude príliš neskoro. “

Paul Alvarez, generálny riaditeľ poradenskej firmy Wired Group pre plánovanie distribučnej siete a investícií, hovorí, že niektoré napätia, ktorým sieť čelí počas špičiek, by sa dali kompenzovať správnym riadením spotreby energie, napríklad prostredníctvom inteligentných meračov. Myslí si však, že niektoré energetické spoločnosti nemusia byť motivované presadzovať inteligentné merače, pretože nižšia spotreba elektriny by sa premietla do nižších ziskov. „Namiesto neustáleho budovania systému, aby sme dosiahli vrchol, dobre strieľať, čo ak dokážeme zvládnuť vrchol, aby sme splnili systém? Dáva to veľký zmysel, malo by to byť absolútne schopné znížiť počet volaní pre tieto postupné výpadky prúdu a výpadky prúdu a malo by to absolútne zlepšiť našu schopnosť prijať viac slnka a vetra do systému. Ale distribučné spoločnosti naozaj nemajú motiváciu to urobiť, takže sme tu trochu v štichu.“

S pokračujúcimi investíciami do siete by sa dalo očakávať zlepšenie spoľahlivosti – ale Alvarez a Apt naznačili, že veľa problémov okolo modernizácie siete zostane, pokiaľ sa nezlepšia trhové stimuly a dohľad nad výdavkami verejných služieb.

Aj keď Alvarez nie je proti niektorým investíciám, ako je umiestnenie veternej a solárnej energie, varuje, že energetické spoločnosti sú motivované naďalej hľadať kapitál, čo by mohlo viesť k nadmerným investíciám. „Potrebujeme viac zatlačiť, musíme mať kvalifikovanejšie preskúmanie toho, čo nám verejné služby hovoria,“ povedal s tým, že je to obzvlášť náročné vzhľadom na častý nedostatok vedomostí od zákonodarcov a malý počet kvalifikovaných odborníkov, ktorí nepracujú pre užitočnosť.

Apt považuje nedostatok trhových stimulov za potenciálnu prekážku na ceste k zlepšeniu spoľahlivosti, pričom poznamenáva, že spoločnosti neboli finančne motivované stavať elektrárne na zemný plyn v hornom stredozápade po niekoľkých plánovaných odchody uhoľných elektrární za posledných pár rokov.

"Teraz v lete máme situáciu, keď sú rezervy v hornom stredozápade dosť vysoké, sú trochu nízke," povedal. „Kým nedostaneme adekvátne cenové signály na prilákanie ďalších ľudí na trh, je to zraniteľnosť, rovnako ako skutočnosť, že trh v Texase nevyslal žiadne signály na zazimovanie ich rastlín a skutočne zazimovanie infraštruktúry zemného plynu. Nebol na to cenový dôvod, aby to ľudia nerobili.“

Čiastočne kvôli nedostatku trhových stimulov a čiastočne kvôli klimatickým zmenám nie je diskusia o spoľahlivosti siete ani zďaleka nová – ale toto leto prinieslo tejto otázke ešte väčšiu pozornosť. „Už niekoľko rokov vydávame varovania pred rozvodnou sieťou,“ povedal Mark Denzler, výkonný riaditeľ Illinois Manufacturers' Association. Washington Post. „Ale rýchlosť, s akou sa to stalo, ľudí zaskočila. Nemysleli si, že tieto problémy budeme mať niekoľko rokov.“

Zatiaľ čo obavy vyjadrené začiatkom tohto roka v súvislosti s modernizáciou siete trochu ustúpili, keďže USA prešli júlom bez väčších problémov so spoľahlivosťou, problémy, ktoré vyvolali obavy v prvom rade, pretrvávali. A za predpokladu, že mriežka prežije leto neporušená, zima je hneď za rohom.