През лятото на рекордни горещини електрическата мрежа на САЩ се задържа – засега

Въпреки по-ранните предупреждения от мрежовите оператори и експертите по надеждността на електропреносната мрежа, безпрецедентните горещи вълни от това лято не са причинили постоянни прекъсвания на тока в САЩ – поне не досега.

Докато жителите на няколко държави, включително Тексас, Индиана, Илинойс намлява Айова, бяха насърчавани да намалят потреблението си на енергия по време на пиковите часове, за да избегнат непрекъснати прекъсвания на електрозахранването, малцина са трябвало да ги издържат на този етап.

Жителите на Grosse Pointe, Мичиган, северно от Детройт, загубиха електричество в края на юли поради прекъсване на електропреносната мрежа. DTE EnergyDTE
каза вицепрезидентът по дистрибуторските операции пред местните ABC-филиал че прекъсването може да е причинено от остаряла инфраструктура, но че „със сигурност високите температури може да са изиграли роля“. На други места жителите на Ню Йорк намлява централна Калифорния изправени пред прекъсвания, причинени от топлината.

Повечето прекъсвания на електрозахранването все още са резултат от местно събитие, като кола, която се натъква на стълб, според професор Джей Апт, съдиректор на Центъра за електрическа индустрия Карнеги Мелън. „Много малко прекъсвания са причинени от недостатъчно производство на електроенергия и повреда на преносни линии... най-голямата причина са бурите, които ще взривят дърво в електрическа линия“, каза той.

„Като цяло бих казал, че мрежата се задържа добре, но е много рано през лятото“, North American ElectricAEP
Главният изпълнителен директор и президент на Reliability Corporation (NERC) Джим Роб каза в подкаста Public Power Now през юли. „Истинският период на напрежение за мрежата ще настъпи през август и началото на септември, особено на запад. Така че в никакъв случай не бих казал, че сме излезли от гората, но досега мрежовите оператори са успели да организират своите производствени паркове, за да могат да отговорят на търсенето, което са виждали.“

An Оценяване от NERC през май установи, че Съветът за електрическа надеждност на Тексас, всичките 14 щата на САЩ под Координационния съвет на Западната електроенергия и централните щати на САЩ в Югозападния енергиен пул са изложени на повишен сезонен риск — което означава, че са изправени пред „потенциал за недостатъчна работа резерви при наднормални [атмосферни] условия.“ Независимият системен оператор на Средния континент, който управлява производството и преноса на електроенергия в 15 щата, включително Илинойс и Мичиган, беше изложен на „висок риск“ и можеше да се сблъска с „потенциал за недостатъчни оперативни резерви при нормални пикови условия“.

Роб каза на Forbes в изявление, че оценката от това лято „е сред най-отрезвяващите NERC, публикувани досега“.

„От 2018 г. сме свидетели на нарастващ брой рискове за надеждността на масовата енергийна система, които се появяват с ускоряваща се скорост“, каза Роб. „Тъй като мрежата претърпява фундаментална трансформация, управлението на темпото на промяна е централното предизвикателство за осигуряване на надеждност и устойчивост на все по-чести и екстремни събития.“

Прогнозираните високи температури и сушата бяха голям фактор за мрачната перспектива на NERC, като през май Националната метеорологична служба каза, че вероятността почти всички САЩ да изпитат наднормални температури това лято е „наклонена“ или „вероятно“ над нормалната. NWS също установи, че по-голямата част от северозападната част, по-голямата част от централната част на САЩ и по-голямата част от Тексас са изправени пред „наклонени под“ и „вероятно под“ нормалните нива на валежи.

Прогнозите за времето се оказаха верни: по-голямата част от Запада и Югозапада изпитват суши и няколко града в цялата страна са записани рекорд температури.

Такова време „прави нещо от страна на търсенето [и] прави нещо от страна на предлагането“, според ап. Повишеното търсене от гореща вълна обикновено е управляемо през първите няколко дни чрез програми за реагиране на търсенето, които позволяват на институциите и компаниите да печелят приходи чрез намаляване на потреблението на енергия по време на пиковите периоди. Но ефективността на тези програми намалява след няколко дни поради „умора при търсене“. С други думи, след няколко дни предприятията се уморяват да картографират потреблението си на енергия преди време.

Въпреки това, по-голямото въздействие върху мрежата от високата топлина и ниските валежи не е увеличеното търсене, а намалената способност. Хидроелектричеството намалява, когато има по-малко вода и „когато имате изключително горещ ден, имате ограничения за въглищни централи и за природен газ“, казва Апт. „Въздухът, който доставя кислород за горенето, е по-малко плътен, когато е 100 градуса навън, отколкото когато е 20 градуса навън. И така, инсталациите за природен газ… трябва да намалят производството си, защото не получават толкова много атоми кислород, както когато навън е по-студено. С въглищна централа, охлаждащата вода, която охлажда големия чайник, въглищната централа, не е толкова хладна, колкото беше. Така че те трябва да намалят продукцията си, за да не разтопят оборудването си. Същото важи и за много ядрени централи, които не са разположени близо до океана.

Въпреки че най-лошият сценарий на прекъсване на тока в цялата страна и спиране на тока, причинени от топлина, не се осъществи, законодателите и служителите се вслушаха в ужасните предупреждения на комуналните услуги и настояха за модернизация на мрежата и повишаване на надеждността по редица начини.

Конгресменът Джери Макнерни (D-Calif.), член на комисията по енергетика и търговия на Камарата на представителите, каза, че енергийната криза в Тексас през февруари 2021 г., при която загинаха най-малко 200 души, накара няколко законодатели да осъзнаят, че надеждността на мрежата е „инициатива, която ние всички трябва да се тревожат.“

McNerney представи Закона за устойчивост на мрежата през юли, който ще изисква от федералното правителство да проведе проучване относно необходимостта и осъществимостта на стандарти, които биха гарантирали, че термоелектрическите централи могат да работят по време на суша. Той прие Камарата като част от Закона за реакция при горски пожари и устойчивост на суша на 29 юли с 218-199 гласа. Този законопроект също така включва законодателство на други законодатели за инвестиране в съхранение на енергия и микромрежи, както и позволява на регионите да споделят енергия в случай на енергийна авария.

МакНърни каза, че подкрепя плановете да остане отворена атомната електроцентрала Diablo Canyon в Южна Калифорния. Централата представлява 9% от производството на енергия в щата и беше планирано да бъде затворена през 2025 г., но губернаторът Гавин Нюсъм (Д) е натиснал срокът да бъде удължен предвид нарастващото търсене на енергия.

„Със сушата не само сме изправени пред горски пожари и заплахи за нашата мрежа, но сме изправени пред по-малка способност да произвеждаме водноелектрическа енергия“, каза Макнърни. „Имаме екстремни събития, не можем да компенсираме това… Поддържането на Diablo Canyon отворен има много смисъл в този момент, поне за няколко години. Сега имаме проблеми по отношение на ядрената енергия, които според мен трябва да бъдат разгледани. Но това е енергиен източник с ниско съдържание на въглерод и може да произведе много енергия, така че трябва да сме непредубедени за това как можем да произведем тази енергия.

Въпреки че Законът за реакция при горски пожари и устойчивост на суша все още трябва да премине през Сената, това не е единственият път, когато Конгресът разглежда мерки за устойчивост на мрежата наскоро. Законът за намаляване на инфлацията, който беше приет от Сената в неделя чрез партийно гласуване и се очаква да премине през контролираната от демократите камара в петък, съдържа множество разпоредби за климата, които биха подпомогнали надеждността на мрежата, като субсидии за слънчева и друга възобновяема енергия . А двупартийната инфраструктурна сделка, подписана в закон от президента Джо Байдън, съдържа множество разпоредби, свързани с укрепване на инфраструктурата на електрическата мрежа и управление на натоварването.

Като част от закона за инфраструктурата Министерството на енергетиката обяви през юли програма за безвъзмездна помощ от 2.3 милиарда долара, предназначена да подкрепи усилията на държавата и племената за модернизиране на мрежата. Програмата за безвъзмездни средства ще осигури 459 милиона долара годишно за очакван петгодишен период в щати и племена за подпомагане на неща като интегриране на микромрежи, добавяне на огнеустойчиви компоненти и подземно оборудване.

„Трябва да поставим възможно най-много електропроводи под земята, това със сигурност ще има значение по отношение на надеждността при горски пожари и други ключови свързани проблеми“, каза МакНърни. Екстремните температури компрометират стабилността на електропроводите и причиняват, наред с други структурни проблеми, увисване, добавя той.

Но McNerney, Apt и други експерти са съгласни, че 2.3 милиарда долара далеч не са сумата, необходима за реално надграждане на инфраструктурата. „2 милиарда долара, макар и полезни, са капка в кофата“, казва ап. МакНърни също отбеляза, че тази сума би била недостатъчна за надграждане на мрежата само в Калифорния, но се надява, че може да „насърчи публично-частните партньорства и [комуналните услуги] да планират напред и да разберат какво ще е необходимо преди това, преди да е станало твърде късно. ”

Пол Алварес, главен изпълнителен директор на консултантска фирма за планиране на разпределителната мрежа и инвестиции, наречена Wired Group, казва, че някои от напреженията, с които се сблъсква мрежата по време на пиковите часове, могат да бъдат компенсирани с правилно управление на потреблението на енергия, като например чрез интелигентни измервателни уреди. Той обаче смята, че някои комунални услуги може да са немотивирани да популяризират интелигентни измервателни уреди, тъй като намаленото потребление на електроенергия би довело до по-ниски печалби. „Вместо просто да изграждаме системата винаги, за да постигнем върха, добре стреляйте, какво ще стане, ако можем да управляваме върха, за да постигнем системата? Има много смисъл, трябва абсолютно да може да намали броя на обажданията за тези непрекъснати прекъсвания и прекъсвания и трябва абсолютно да подобри способността ни да поемаме повече слънчева и вятърна енергия в системата. Но разпределителните компании наистина нямат мотивацията да го направят, така че сме в малко затруднение тук.“

С продължаване на инвестициите в мрежата може да се очаква подобряване на надеждността - но Алварес и Апт предполагат, че голяма част от проблемите около модернизацията на мрежата ще останат, освен ако пазарните стимули и надзорът върху разходите на комуналните услуги не се подобрят.

Въпреки че Алварес не се противопоставя на определени инвестиции, като например за разполагане на вятърна и слънчева енергия, той предупреждава, че комуналните услуги са мотивирани да продължат да търсят капитал, което може да доведе до излишни инвестиции. „Трябва да имаме повече отпор, трябва да имаме по-квалифициран преглед на това, което ни казват комуналните услуги“, каза той, отбелязвайки, че това е особено предизвикателство предвид честата липса на знания от страна на законодателите и малкия брой квалифицирани експерти, които не работят за полезност.

Apt разглежда липсата на пазарни стимули като потенциална пречка за подобряване на надеждността, като отбелязва, че компаниите не са били финансово мотивирани да изграждат инсталации за природен газ в горния среден запад след няколко планирани пенсиониране на въглищни заводи през последните няколко години.

„Сега това лято имаме ситуация, при която маржовете на резервите в горния среден запад са доста ниски, те са малко ниски“, каза той. „Докато не получим адекватни ценови сигнали, за да привлечем други хора на пазара, това е уязвимост, също като факта, че пазарът не е изпратил никакви сигнали в Тексас за зазимяване на техните заводи и наистина зазимяване на инфраструктурата за природен газ. Нямаше ценова причина да се направи това, така че хората не го направиха.

Отчасти поради липсата на пазарни стимули и отчасти поради изменението на климата, разговорът за надеждността на мрежата далеч не е нов - но това лято привлече още повече внимание към проблема. „Ние издаваме предупреждения за мрежата от няколко години“, каза Марк Дензлър, главен изпълнителен директор на Асоциацията на производителите в Илинойс. Washington Post. „Но бързината, с която това се случи, изненада хората. Те не мислеха, че ще имаме тези проблеми за няколко години.

Докато притесненията, изразени по-рано тази година относно модернизацията на мрежата, донякъде намаляха, тъй като САЩ изкараха юли без никакви сериозни проблеми с надеждността, проблемите, предизвикващи опасенията на първо място, останаха. И ако приемем, че мрежата премине през лятото непокътната, зимата е точно зад ъгъла.