Каліфорнія може надійно досягти 85% чистої енергії до 2030 року без ризику відключення – на шляху до 100% чистої мережі

Енергетична криза під час спеки в Каліфорнії в серпні 2020 року підняла питання про те, наскільки надійною буде мережа штату на шляху до своєї мети – 100% чистої енергії до 2045 року.

Але нове дослідження дає чіткі відповіді: Каліфорнія може надійно досягти 85% чистої електричної мережі до 2030 року з різноманітним поєднанням відновлюваних джерел енергії та батарей, гнучким попитом, торгівлею з сусідніми державами та деякими існуючими електростанціями — за різноманітних припущень і можливих майбутніх умов. Виявляється, чистіша сітка є надійнішою.

Державні регулятори та виборні посадові особи можуть досягти цього важливого кроку до майбутнього держави на 100% чистої енергії за допомогою політичних дій, які прискорять використання різноманітної чистої енергії, зменшують залежність від виробництва газу, стимулюють ресурси попиту та покращують координацію регіональної торгівлі електроенергією з сусідніми державами.

Політика для руху вперед

Каліфорнія є міжнародним лідером у скороченні забруднення парниковими газами, забезпечуючи все більш чисту енергію для великої та різноманітної популяції споживачів електроенергії – 40 мільйонів людей і 5 людей у ​​світі.^th найбільша економіка. Заходи з енергоефективності тримали загальне державне енергоспоживання на одному рівні протягом багатьох років, а ряд все більш амбітних поновлювані стандарти портфеля сприяли швидкому запровадженню екологічно чистої енергії з відновлюваних джерел, таких як вітер і сонце.

Амбіції державного регулятора отримали новий поштовх. Комісія з комунальних послуг Каліфорнії (CPUC) нещодавно видала замовлення на закупівлю нових чистих ресурсів і схвалив новий пріоритетний системний план для своїх постачальників електроенергії, які мають на меті скоротити викиди парникових газів до 38 мільйонів метричних тонн (ММТ) до 2030 року і 35 млн. тонн до 2032 року, створюючи виробництво електроенергії без викидів на 86% до 2032 року.

Але навіть з такими зрослими амбіціями Каліфорнія повинна зробити більше, щоб досягти своїх цілей щодо надійного майбутнього з нульовим викидом вуглецю. Новий технічний звіт від Telos Energy і GridLab та супроводж звіт про політику by Energy Innovation описує, як держава може впоратися з цим викликом.

Новий підхід

Технічний звіт надає нову методологію, яка допоможе політикам швидко оцінити багато майбутніх портфелів ресурсів і припущень щодо забезпечення майбутньої екологічно чистої енергетичної мережі. Включаючи сценарії та показники чутливості, які перевіряють надійність, використовуючи такі деталі, як погодинні дані вітру та сонячної енергії, узгоджені з погодинними даними попиту протягом восьми можливих років у західних США, розробники моделей можуть відносно швидко та за низькою ціною порівнювати переваги різних портфелів ресурсів.

Потім політики зможуть побачити, як кожен портфель найбільш ефективно використовує свою частку відновлюваних ресурсів (75%) протягом різних років: мінімізація таких речей, як втрати батареї в обидва боки, концентроване використання ресурсів газу в штаті та надмірна залежність від сусідів у регіоні попит високий.

У технічному звіті також моделюються ключові «стресові умови», які можуть загрожувати надійності, такі як низький рівень гідроенергетики через посуху, обмеження імпорту, виведення газових заводів із експлуатації, виведення з експлуатації вугільних електростанцій у сусідніх державах, і встановлено, що кожен портфель чистої електроенергії на 85% є надійним. Зокрема, розробники моделювання змоделювали спекотні погодні умови, які спричинили відключення електроенергії в серпні 2020 року, і виявили, що система чистої електроенергії на 85% матиме достатньо електроенергії в аналогічній ситуації.

Оптимізація для амбітного графіка розгортання

Цей новий підхід є особливо помітним, якщо розглядати новаторське прискорення нарощування екологічно чистої енергії, необхідне державі для досягнення або перевищення річної цілі 80% чистої електроенергії до 2030 року. Моделювання різних портфелів дозволяє політикам розглядати важливі компроміси, як-от роль надійності акумулятора. , газ та імпорт забезпечують переважно сонячну та вітрову систему, і як це змінюється, коли до портфеля додаються більш послідовні ресурси, такі як геотермальний та морський вітер.

Вивчення надійності різних портфелів ресурсів під час ключових стресових факторів дає змогу більш ефективним закупівлям після того, як запропоновані портфелі пройшли всі нормативні обручі.

Яскравий приклад: портфоліо технічного звіту «Різноманітність ресурсів», показане вище, зменшує потребу в будівництві якомога більшої кількості сонячних і берегових вітрових електростанцій, скорочує втрати енергії в обох поїздках від накопичувачів велосипедних батарей і менше покладається на електростанції на викопному паливі для надійності. Це робиться за рахунок включення нових значних офшорних вітрових та геотермальних генераційних ресурсів, які виробляють електроенергію більш послідовно та доповнюють інші відновлювані джерела енергії, але з вищою ціною. Додавання значної реакції попиту до суміші компенсує великі потреби в пам’яті акумулятора. Моделювання GridLab і Telos підкреслює переваги диверсифікації ресурсів у надійності без витрат і може бути цінним інструментом для всіх штатів, які працюють над досягненням цілей екологічно чистої електроенергії.

Як енергетичні агентства Каліфорнії та її оператор мережі CAISO продовжувати реалізацію Порядок денний державної політики щодо чистої енергетики, вони повинні включити новий підхід технічного звіту для оцінки більш широкого набору портфелів, продовжуючи тісну співпрацю щодо надійності та закупівель, яку вони демонстрували з часів спеки в серпні 2020 року.

Конкретні зусилля, спрямовані на планування майбутнього розгортання офшорної вітрової енергії та пряме зобов’язання щодо закупівлі більш різноманітних генеруючих ресурсів, таких як чисті відновлювані джерела енергії (як правило, геотермальні) та довготривале зберігання, можуть бути корисними, але звіти вказують на те, як це можна зробити більш органічно та прозоро. Цей тип аналізу доповнить останній CPUC підвищені амбіції в плануванні ресурсів і новий далекоглядний CAISO Перспектива передачі на 20 років.

Більш справедливе майбутнє від чистішої мережі

Справедливий перехід на чисту електроенергію залежить від інвестування та створення економічно життєздатних ринків портфелі чистої енергії які допомагають виводити з ладу блоки природного газу, завдаючи шкоди найбільш забрудненим громадам Каліфорнії. Справедливий перехід для постраждалих громад також включає підвищення стійкості громади, створення чистих ресурсів із робочими та економічними вигодами, а також використання місцевих консультацій при виборі нових інвестицій.

Кілька сценаріїв технічного дослідження показали, що мережа штату буде надійною навіть після виведення з експлуатації 11.5 гігават (ГВт), або приблизно однієї третини існуючих газових потужностей Каліфорнії. Незважаючи на те, що виходить за рамки технічного дослідження, супровідний політичний звіт рекомендує віддавати перевагу виведенню з експлуатації газових заводів, розташованих поблизу або в неблагополучних населених пунктах, не пізніше 2030 року, при цьому якнайшвидше припиняючи залежність держави від газу. Деякі агенції, включаючи CPUC, досягли певного прогресу з інклюзивністю та екологічною справедливістю, але зупинив зусилля щодо припинення роботи газу показати, що попереду ще багато роботи.

Державні установи та політики повинні зосередитися на першопричинах подальшого використання природного газу в Каліфорнії та розробити план поетапної відмови від нього. Це тягне за собою повторне вивчення того, як нові портфелі екологічно чистої енергії та використання ресурсів з боку попиту можуть замінити природний газ у забезпеченні цінності надійності на системному та місцевому рівнях.

Планувальникам слід подвоїти увагу на різноманітності ресурсів

Використовуючи висновки з технічного дослідження, звіт про політику показує, як різноманітніший набір чистих ресурсів може забезпечити ще більш значні переваги державній мережі, яка швидко трансформується. Ці переваги включають зменшення потреб у землекористуванні та передачі електроенергії, підвищену можливість досягнення цілей щодо чистої електроенергії, менший вплив на незаможні громади та підвищену стійкість.

Різноманітність ресурсів може проявлятися у багатьох формах: ресурси постачання (наприклад, офшорний вітер, геотермальна або розподілена сонячна батарея), розташування ресурсів (різні місця можуть забезпечувати додаткові профілі), гнучкість попиту та тісніша координація з сусідніми державами. Технічне дослідження показує, що імпортована електроенергія від цих сусідів часто відіграє ключову роль у балансуванні мережі. Враховуючи висновки дослідження, що запаси енергії доступні на Заході, коли Каліфорнії це потрібно, тісніша координація дозволить Каліфорнії впевненіше покладатися на своїх сусідів.

Прискорений перехід Каліфорнії на чисту енергію – це можливість

Просування вперед у перетворенні чистої енергії в Каліфорнії дає багато проблем, щоб продовжувати підтримувати світло, наприклад, як продовжувати будувати нову інфраструктуру, глибше взаємодіяти зі споживачами електроенергії, щоб розблокувати розподілені ресурси, і розуміти наслідки залежності від нових ресурсів, таких як батареї, які забезпечують потужність в крайньому випадку, але потрібно зарядити.

Однак ця трансформація також пропонує неймовірні можливості завдяки розумнішому плануванню та політиці, як-от боротьба зі зміною клімату, покращення якості повітря в неблагополучних громадах, прийняття нових підходів до оцінки найефективнішого поєднання ресурсів чистої електроенергії, створення арени для процвітання всіх видів технологічних інновацій. , і створення більш стійкої сітки, яка буде взірцем для інших держав і країн.