Влітку рекордної спеки енергомережа США тримається – поки що

Незважаючи на попередні попередження операторів мереж і експертів з надійності електромереж, безпрецедентна спека цього літа не спричинила постійних відключень електроенергії в США — принаймні поки що.

Поки резиденти в кількох штатах, в т.ч Техас, Індіана, Іллінойс та Айова, заохочували зменшити споживання енергії в години пік, щоб уникнути постійних відключень електроенергії, небагатьом доводилося витримувати їх на цьому етапі.

Мешканці Гросс-Пойнт, штат Мічиган, на північ від Детройта, втратили електроенергію наприкінці липня через збій у електропередачі. DTE EnergyDTE
- сказав місцевому віце-президент з операцій з розподілу АВС-філія що збій міг бути спричинений старінням інфраструктури, але «безумовно, високі температури могли зіграти свою роль». В іншому місці жителі с Нью-Йорк та центральна Каліфорнія стикалися з перебоями через спеку.

За словами професора Джея Апта, співдиректора Центру електроенергетики Карнегі-Меллона, більшість відключень електроенергії все ще є результатом місцевих подій, як-от наїзд автомобіля на стовп електромережі. «Дуже небагато відключень спричинені недостатнім виробництвом електроенергії та несправністю ліній електропередачі… найбільшою причиною є шторм, який може перекинути дерево в лінію електропередачі», – сказав він.

«Загалом, я б сказав, що мережа витримала добре, але це дуже рано влітку», North American ElectricAEP
Про це заявив генеральний директор і президент Reliability Corporation (NERC) Джим Робб в подкасті Public Power Now у липні. «Справжній період напруги для мережі настане в серпні та на початку вересня, особливо на заході. Тож я б ні в якому разі не сказав, що ми вийшли з лісу, але наразі операторам мереж вдалося організувати свої генеруючі парки, щоб вони могли задовольнити попит, який вони бачили».

An оцінка NERC у травні виявила, що Техаська рада з електричної надійності, усі 14 штатів США, що належать до Західної координаційної ради з електроенергетики, і центральні штати США, що належать до Південно-західного енергетичного пулу, перебувають у зоні підвищеного сезонного ризику, тобто вони зіткнулися з «потенціалом недостатньої роботи». запаси в умовах понад норми [погодних]». Незалежний системний оператор Середнього континенту, який керує виробництвом і передачею електроенергії в 15 штатах, включаючи Іллінойс і Мічиган, перебував у зоні «високого ризику» і міг зіткнутися з «потенціалом недостатніх робочих резервів у звичайних пікових умовах».

У заяві Forbes Робб сказав, що оцінка цього літа «є однією з найбільш тверезих, опублікованих НКРЕ на сьогоднішній день».

«З 2018 року ми спостерігаємо зростання кількості ризиків для надійності основної системи живлення, які виникають із прискореною швидкістю», — сказав Робб. «Оскільки мережа зазнає фундаментальної трансформації, управління темпами змін є центральним завданням для забезпечення надійності та стійкості до все більш частих і екстремальних подій».

Прогнозовані високі температури та посуха були суттєвим фактором у похмурих прогнозах NERC, у травні Національна метеорологічна служба заявила, що ймовірність того, що цього літа майже в усіх США температура перевищить норму, «нахиляється» або «імовірно» перевищує норму. NWS також виявив, що більша частина північно-західної, більшої частини центральної частини США та більша частина Техасу зіткнулися з «нижчими» та «ймовірно нижчими» нормальними рівнями опадів.

Прогнози погоди виправдалися: більша частина Заходу та Південного Заходу відчуває посуху та кілька міст по всій країні зафіксовано запис температури.

За словами ап., така погода «щось впливає на попит [і] робить щось на пропозицію». Підвищення попиту внаслідок хвилі спеки зазвичай можна контролювати протягом перших кількох днів за допомогою програм реагування на попит, які дозволяють установам і компаніям отримувати прибуток, зменшуючи споживання електроенергії в періоди пікового навантаження. Але ефективність цих програм зменшується через кілька днів через «втому від запиту». Іншими словами, через кілька днів підприємства втомлюються планувати своє енергоспоживання наперед.

Однак сильніші наслідки для мережі через сильну спеку та низьку кількість опадів — це не збільшення попиту, а зниження потужності. Гідроелектростанції зменшуються, коли доступно менше води, і «коли у вас надзвичайно спекотний день, у вас є обмеження на вугільні станції та газові станції», — каже Апт. «Повітря, яке постачає кисень для горіння, менш щільне при температурі 100 градусів, ніж при 20 градусах. І тому заводи, що працюють на природному газі...мають зменшити свою продуктивність, тому що вони не отримують такої кількості атомів кисню, як коли холодніше. На вугільній станції охолоджуюча вода, яка охолоджує великий чайник, вугільну станцію, не така прохолодна, як раніше. Тож їм доводиться відмовлятися від виробництва, щоб не розплавити своє обладнання». Те саме стосується багатьох атомних станцій, розташованих не поблизу океану.

Хоча найгірший сценарій загальнонаціональних відключень електроенергії через спеку не реалізувався, законодавці та чиновники прислухалися до жахливих попереджень комунальних служб і наполягали на модернізації мережі та підвищенні її надійності кількома способами.

Конгресмен Джеррі Макнерні (штат Каліфорнія), член Комітету Палати представників з енергетики та торгівлі, сказав, що енергетична криза в Техасі в лютому 2021 року, під час якої загинуло щонайменше 200 людей, змусила кількох законодавців усвідомити, що надійність мережі є «нашою ініціативою». про все потрібно турбуватися».

У липні Макнерні представив Закон про стійкість електромережі, який вимагатиме від федерального уряду проведення дослідження щодо необхідності та здійсненності стандартів, які забезпечуватимуть роботу термоелектростанцій під час посухи. Він був прийнятий Палатою представників як частина Закону про реагування на лісові пожежі та стійкість до посухи 29 липня 218-199 голосами. Цей законопроект також включає законодавство інших законодавців щодо інвестування в накопичення енергії та мікромережі, а також дозволяє регіонам ділитися електроенергією у разі надзвичайної ситуації в енергетиці.

Макнерні сказав, що він підтримує плани залишити відкритою АЕС Diablo Canyon на півдні Каліфорнії. На завод припадає 9% виробництва електроенергії в штаті, і його планували закрити в 2025 році, але губернатор Гевін Ньюсом (D) штовхнув для подовження термінів з огляду на зростаючий попит на енергію.

«Через посуху ми не тільки стикаємося з лісовими пожежами та загрозами нашій електромережі, але ми стикаємося з меншою здатністю виробляти гідроенергію», — сказав Макнерні. «У нас є екстремальні події, ми не можемо це компенсувати… На даний момент має сенс залишати відкритим каньйон Діабло, принаймні протягом кількох років. Тепер у нас є проблеми щодо ядерної енергетики, які, на мою думку, потребують вирішення. Але це джерело енергії з низьким вмістом вуглецю, і воно може виробляти багато енергії, тому ми повинні бути відкритими щодо того, як ми можемо виробляти цю енергію».

Хоча Закон про реагування на лісові пожежі та стійкість до посухи ще має пройти через Сенат, це не єдиний раз, коли Конгрес останнім часом розглядає заходи щодо стійкості мережі. Закон про скорочення інфляції, який був прийнятий Сенатом у неділю під час партійного голосування та, як очікується, пройде в контрольованому демократами Палаті представників у п’ятницю, містить численні кліматичні положення, які сприятимуть надійності мережі, такі як субсидії на сонячну та іншу відновлювану енергію. . Двопартійна інфраструктурна угода, підписана президентом Джо Байденом, містила численні положення, пов’язані зі зміцненням інфраструктури електромережі та управління навантаженням.

Як частина закону про інфраструктуру, Міністерство енергетики оголосило в липні грантову програму в розмірі 2.3 мільярда доларів, спрямовану на підтримку зусиль штатів і племен з модернізації мережі. Грантова програма надаватиме 459 мільйонів доларів США щорічно протягом очікуваного п’ятирічного періоду для штатів і племен на підтримку таких речей, як інтеграція мікромереж, додавання вогнестійких компонентів і підземного обладнання.

«Нам потрібно розмістити якомога більше ліній електропередач під землею, це, безсумнівно, вплине на надійність під час лісових пожеж та інших ключових пов’язаних проблем», — сказав Макнерні. Екстремальні температури ставлять під загрозу стабільність ліній електропередач і викликають, серед інших структурних проблем, провисання, додає він.

Але Макнерні, Апт та інші експерти погоджуються, що 2.3 мільярда доларів — це далеко не та сума, яка необхідна для реального оновлення інфраструктури. «2 мільярди доларів, незважаючи на те, що вони корисні, — це крапля в море», — каже ап. Макнерні також зазначив, що цієї суми буде недостатньо для модернізації мережі лише в Каліфорнії, але сподівається, що це може «заохотити державно-приватне партнерство та [комунальні підприємства] планувати наперед і розуміти, що буде потрібно до цього, поки не стане надто пізно». »

Пол Альварес, генеральний директор консалтингової фірми з планування розподільчих мереж та інвестицій під назвою Wired Group, каже, що деякі з навантажень, з якими стикається мережа в години пік, можна компенсувати за допомогою належного управління споживанням енергії, наприклад, за допомогою розумних лічильників. Однак він вважає, що деякі комунальні підприємства можуть бути невмотивовані просувати інтелектуальні лічильники, оскільки зниження споживання електроенергії призведе до зниження прибутку. «Замість того, щоб просто будувати систему так, щоб досягти піку, ну стріляйте, що, якщо ми зможемо керувати піком, щоб досягти системи? Це має великий сенс, він має бути в змозі зменшити кількість дзвінків для тих, хто постійно переривається знеструмлення, і це має абсолютно покращити нашу здатність використовувати більше сонячної та вітрової енергії в системі. Але у комунальних служб розподілу справді немає мотивації це робити, тож ми тут у невеликій скруті».

З продовженням інвестицій у мережу можна очікувати покращення надійності, але Альварес і Апт припустили, що більшість проблем, пов’язаних з модернізацією мережі, залишаться, якщо ринкові стимули та нагляд за витратами комунальних підприємств не покращаться.

Незважаючи на те, що Альварес не виступає проти певних інвестицій, наприклад, для розміщення вітрової та сонячної енергії, він застерігає, що комунальні підприємства мотивовані продовжувати шукати капітал, що може призвести до надмірних інвестицій. «Нам потрібно більше протидіяти, нам потрібно більш кваліфіковано вивчати те, що нам говорять комунальні служби», — сказав він, зазначивши, що це особливо складно, враховуючи часту нестачу знань у законодавців і невелику кількість кваліфікованих експертів, які не працюють на корисність.

Апт розглядає відсутність ринкових стимулів як потенційну перешкоду для підвищення надійності, зазначаючи, що компанії не мали фінансової мотивації будувати заводи природного газу на верхньому середньому заході після кількох запланованих виведення на пенсію вугільних заводів протягом останніх кількох років.

«Цього літа ми маємо ситуацію, коли резервні запаси на верхньому середньому заході досить низькі, вони дещо низькі», — сказав він. «Поки ми не отримаємо адекватних цінових сигналів, щоб залучити інших людей на ринок, це буде вразливістю, так само як і той факт, що ринок не надіслав жодних сигналів у Техасі, щоб перевести їхні заводи на зиму та справді на зиму інфраструктуру природного газу. Для цього не було жодних цінових причин, тому люди цього не робили».

Частково через відсутність ринкових стимулів і частково через зміну клімату розмова про надійність електромережі далеко не нова, але цього літа привернуло до цього питання ще більше уваги. «Ми видаємо попередження про електромережу протягом кількох років», — сказав Марк Дензлер, виконавчий директор Асоціації виробників Іллінойсу. Washington Post,. «Але швидкість, з якою це сталося, застала людей зненацька. Вони не думали, що ми матимемо ці проблеми протягом кількох років».

Хоча занепокоєння, висловлені на початку цього року щодо модернізації мережі, дещо вщухли, оскільки США дожили до липня без серйозних проблем з надійністю, проблеми, які викликали занепокоєння в першу чергу, залишилися. І якщо припустити, що мережа переживе літо неушкодженою, зима не за горами.