Високі ціни на електроенергію зростуть ще вище, якщо ми не змінимо курс

Інфляція залишається вперто високий незважаючи на підвищення процентної ставки Федеральної резервної системи. Енергетика була одним із найбільших факторів інфляції: вона зросла на 8.7% за останній рік. Навіть з м'яка зима, ціни на електроенергію та природний газ становлять видавлювання споживачів у багатьох частинах країни. Щоб знизити ціни на енергоносії та підтримувати їх на низькому рівні, потрібні розумні інвестиції в енергопостачання та лінії електропередач. На жаль, адміністрація Байдена та уряди кількох штатів ускладнюють, а не полегшують такі інвестиції.

Ціни на електроенергію по всій країні, але в деяких місцях справді відчувається біль. Як показано на малюнку нижче, на початку 2022 року ціни на електроенергію за кіловат-годину (КВт-год) почали зростати майже в усіх частинах країни. У Новій Англії Відділ перепису населення— куди входять Коннектикут, Род-Айленд, Массачусетс, Вермонт, Нью-Гемпшир і Мен — і без того висока ціна на електроенергію була на 57% вищою в січні 2023 року, ніж у січні 2021 року. Західний південно-центральний дивізіон пережив друге за величиною зростання цін на 36% %, за той же період. Найменше подорожчав у West North Central, де ціна зросла лише на 7%.

Нам потрібно виробляти більше енергії, щоб підтримувати ціни на низькому та стабільному рівні. Адміністрація Байдена зосередилася на розширенні постачання вітрової та сонячної енергії. Закон про інвестиції в інфраструктуру та робочі місця виділили мільярди доларів для фінансування досліджень і розробок, субсидованих позик і податкових пільг для вітрових і сонячних проектів. Вітрова та сонячна енергія можуть бути корисною частиною енергетичної мережі, але самі по собі вони не генеруватимуть енергії, яку очікують американці.

В недавнє есе, Пол Боніфас і Тімоті Дж. Консідайн пояснюють, чому джерела змінної відновлюваної енергії (VRE), такі як вітер і сонце, не можуть підтримувати енергомережу США. На відміну від диспетчеризованих джерел енергії, які можна збільшувати або зменшувати залежно від попиту та включають природний газ, атомні та вугільні електростанції, VRE потребують певних умов для роботи, а саме сонячної погоди та вітру. Це створює деякі проблеми.

По-перше, вітер і сонце дещо вибагливі й не завжди поруч, коли ми цього хочемо. Мережі, які покладаються на вітрову та сонячну енергію, потрібні резервні диспетчерські джерела енергії, які можуть згладжувати щоденні коливання погоди.

З другою піковий попит на енергію зазвичай відбувається пізно вдень або рано ввечері, але пік сонячної генерації зазвичай відбувається на кілька годин раніше, тоді як пік вітрової генерації зазвичай відбувається вночі. Знову ж таки, це означає, що невідповідність між попитом і пропозицією потрібно виправляти за допомогою диспетчеризованих джерел або вітрової та сонячної енергії, яка або зберігається, або генерується в іншому місці та передається туди, де це необхідно.

Нарешті, є сезонна проблема. Середнє споживання електроенергії в Америці в липні вище, ніж у січні чи квітні, але цей попит не завжди збігається з необхідною поставкою сонця чи вітру.

Оскільки VRE потрібно підтримувати іншими джерелами енергії, такими як природний газ або ядерна енергія, у міру того, як до мережі додається більше VRE, потрібно також додавати більше диспетчеризованих джерел. В даний час бл 21% електроенергії США генерація походить від вітру, гідроенергії та сонця. Все це покоління вимагає певного резервного копіювання для підтримки відмовостійкості та надійності, і з часом це резервування може різко збільшити витрати. Як зазначають Боніфас і Консідайн, «невідомо, який рівень VRE можна додати до мережі, перш ніж вона зламається або стане недоступною».

Окрім проблем із часом, вітрова та сонячна енергетика також стикається з проблемами розташування. Пустелі східної Каліфорнії та західної Арізони дуже сонячні, але не містять багато людей. Вітроенергетика має ту ж проблему. Південна Дакота та Вайомінг, два з найменш густонаселених штатів Америки, також містять одні з найкращих джерел енергії вітру. Максимізація цінності сонячної та вітрової енергії вимагає генерації електроенергії в джерелі, а потім передачі її, потенційно на великі відстані, до місць проживання людей.

Це не непереборна проблема, але вона значно ускладнюється державними законами, які перешкоджають побудові нових ліній електропередачі. Як Джим Россі пояснює, в недавньому есе багато ліній електропередач у США потребують заміни та модернізації. На жаль, кілька штатів, наприклад Техас, мають або розглядають право першочергової відмови (ROFRs), яке надає діючим комунальним компаніям ексклюзивне право будувати нові лінії електропередачі в своїх штатах. ROFR перешкоджають конкурентному процесу торгів між розробниками ліній електропередач за межами штату та всередині штату. Це зменшує інновації у будівництві ліній електропередачі та збільшує ймовірність перевитрати витрат, які потім частково перекладаються на споживачів у міру підвищення тарифів.

Розробникам ліній електропередач важко створити необхідні сервітути власності, які дозволять побудувати нову лінію. Таке складання складніше, коли лінії електропередач перетинають державні кордони, що часто трапляється, оскільки електричні мережі мають регіональний характер. ROFR посилюють цю складність, по суті вимагаючи від різних компаній працювати на одній лінії, якщо вона перетинає державний кордон, ускладнюючи і без того складні проекти через додаткову координацію.

Держави, у яких немає ROFR, повинні використовувати конкурентоспроможний процес торгів, який дозволяє розробникам у штаті та за його межами конкурувати між собою, щоб надати споживачам цінність. Штати з ROFR, такі як Техас, повинні скасувати їх, щоб знизити витрати на електроенергію.

Якщо ми розглянемо питання синхронізації та передачі, цінність VRE, яку приносять мережі, стає менш очевидною. Прихильники вітрової та сонячної енергії часто вказують на зниження рівня вирівняних витрат на електроенергію (LCOE), що є показником, який використовується для кількісної оцінки конкурентоспроможності різних енергетичних технологій. в їх есе, Боніфас і Консідайн визнають, що на основі LCOE берегова вітрова та автономна сонячна енергія є відносно дешевими. Але якщо врахувати переривчастість і витрати на зберігання, комбінований цикл природного газу (яка використовує газову та парову турбіни для створення енергії) порівнянна з автономною сонячною енергією та кращою, ніж гібридна сонячна чи вітрова. Якщо не враховувати податкові пільги для сонячної енергії, комбінований цикл природного газу є очевидним переможцем.

Проблеми з термінами та транспортуванням означають, що в осяжному майбутньому нам знадобляться природний газ, нафта, атомна енергетика та інші джерела енергії, що не є VRE. Незважаючи на важливість цих джерел енергії, адміністрація Байдена продовжує ускладнювати пошук нових поставок. Нещодавно адміністрація здала в експлуатацію Міністерству внутрішніх справ програма оренди нафти і газу для зовнішнього континентального шельфу, що є безпрецедентним. Компанії може знадобитися від семи до десяти років, щоб виробляти енергію після того, як вона забезпечить оренду, тому, хоча закінчення цієї програми не вплине на постачання енергії сьогодні, це зменшить постачання в майбутньому, якщо її негайно не відновити.

Америка благословенна багатими запасами енергії: природний газ, нафта та простір для вітрової, сонячної та ядерної енергії – все це легкодоступно. Ми також інноваційне суспільство, і технології використання цих ресурсів постійно вдосконалюються. Лише помилки політики, які ігнорують реальність, можуть перешкодити нам насолоджуватися доступною та надійною енергією далеко в майбутньому.