Како чистата енергија ги запали светлата на Калифорнија за време на историски екстремен топлотен бран

Енергетската мрежа на Калифорнија е во првите редови на два неизбежни трендови: додавање огромни количини на обновлива енергија и справување со екстремната топлина предизвикана од климатските промени. Двонеделниот септемвриски топлотен бран, кој ја испека државата со „најжешките и најдолгитеРекордните температури, ја ставија мрежата на Калифорнија на екстремен тест - но и покрај рекордната побарувачка на енергија, светлата останаа вклучени.

Па, како државата со најамбициозните цели за распоредување на обновливата енергија во Америка ги избегна затемнувањата за време на еден од најекстремните топлотни бранови во земјата во историјата?

Одговорот може да изгледа ироничен - Калифорнија го издржа овој историски топлотен бран затоа што се вклучи во технологијата за чиста енергија како ветер, сончева енергија, складирање батерии и одговор на побарувачката. Со оглед на тоа што државата забрзува кон својата цел од 100% обновлива енергија до 2045 година, додека планира пожешка и посува иднина каде екстремните временски услови се норма, искуството за отпорност на мрежата во Калифорнија претставува план за другите држави што треба да го следат.

Директорот за комуникации на Energy Innovation Силвио Маркачи разговараше со Извршниот директор на GridLab, Рик О'Конел за тоа како батериите, обновливите извори на енергија и клиентите спречија прекини на струја - и како државите можат да додадат технологија за чиста енергија за да ја зголемат отпорноста на мрежата во услови на климатски промени.

П: Калифорнија додаде значителна количина на капацитет на батеријата во последниве години за да ја подобри доверливоста на мрежата. Каква улога играа тие да ги запалат светлата и дали ќе играат поголема улога напред?

Неодамнешниот топлотен бран покажа дека складирањето батерии во мрежна скала пристигна во Калифорнија на голем начин. Во 2020 година, државата имаше само 250 мегавати батерии инсталирани на својата мрежа, од вкупното максимално оптоварување на целата држава од 52 гигавати (GW). За време на минатонеделниот топлотен бран, Калифорнија имаше повеќе од 3.2 GW батерии што ја поддржуваа мрежата, што е поголем капацитет од нуклеарната централа Диабло Кањон. Овие батерии обично обезбедуваат четири часа енергија, така што тоа е 150 пати повеќе енергија од пред само две години. Батериите одиграа клучна улога во одржувањето на решетката во функција, а без нив ќе доживеевме превртување на струја.

Мрежата во Калифорнија има најмногу инсталиран капацитет на батерии од која било мрежа ширум светот, а Соединетите Американски Држави ги предводеа глобалните инвестиции во складирање батерии во мрежна скала со речиси половина од сите инвестиции минатата година. Со инвестирање во складирање енергија, државата ја зголеми својата отпорност на екстремни временски услови.

Но, ова е само почеток - се повеќе и повеќе батерии доаѓаат на интернет во Калифорнија. Претходно оваа година, Комисијата за јавни комунални услуги во Калифорнија го издаде своето претпочитан системски план, кој вклучува 15 GW нови ресурси за складирање и одговор на побарувачката што треба да се инсталираат до 2032 година. Повеќе од 90 GW батерии се предложени во редот за интерконекција на ISO во Калифорнија, што покажува силен комерцијален интерес за складирање батерии. Батериите ќе бидат клучен ресурс за исполнување на амбициозните цели на Калифорнија за чиста енергија, обезбедувајќи доволен цврст капацитет за одржување на мрежата да работи дури и во време без сончева или ветерна енергија.

П: Се чини дека и клиентите ја одиграа својата улога, одговарајќи на текстуални предупредувања за заштеда на енергија. Како го гледате овој исход и која е поголемата улога што одговорот на побарувачката може да придонесе за доверливост?

Одговорот на побарувачката, каде што клиентите ја намалуваат нивната употреба или доброволно или преку компензација, игра клучна улога во доверливоста на мрежата и е клучен градежен блок во портфолиото на ресурси за балансирање на понудата и побарувачката. Во екстремни случаи како топлотниот бран минатата недела, операторите на мрежата не секогаш имаат доволно генерирање на интернет за да го исполнат оптоварувањето. Всушност, повеќето мрежи планираат да имаат мал број прекини, бидејќи е многу скапо да се планира постојано да се задоволува оптоварувањето.

Вонредното известување преку текст во вторникот со кое се бараше од корисниците да ја намалат побарувачката на електрична енергија беше успешно во избегнувањето на постојаните прекини - речиси веднаш беше проследено со пад на побарувачката за приближно 2 GW. Но, тој вид механизам може да работи само во ограничени ситуации и не може да се користи повеќе од еднаш или двапати годишно.

Идеално, Калифорнија ќе ги зајакне своите програми за одговор на побарувачката, каде што потрошувачите добиваат плата за да ја намалат побарувачката, преку автоматизација како паметни термостати и други нови технологии. Нова програма од алатката PG&E ги награди клиентите кои ја намалија побарувачката за време на топлотниот бран со 2 долари за секој киловат-час заштедена енергија. Повеќе од 1.5 милиони клиенти беа запишани во програмата и тоа е интересен модел за разгледување низ целата држава.

П: Дали мрежата имаше некакви испади, и ако има, која беше причината за тие прекини?

Некои локализирани прекини беа предизвикани од преоптоварување на дистрибутивните трансформатори поради топлина, а Градот Хелдсбург погрешно го разбра нивото на итни случаи на операторот на мрежата и започна со отфрлање на оптоварувањето (затемнување на струја) пред да биде побарано, но во целина мрежата се одржа добро.

Времето соочено со државата, но и со останатиот запад беше продолжено и екстремно. Не само што топлото време значи рекордно оптоварување за мрежата, туку исто така значи дека казнувањето на температурите може да ја принуди опремата офлајн. Планерите на мрежата треба да признаат дека климатските промени ги туркаат историските температури од екстремни во нормала и планираат повеќе од овие екстремни, долготрајни топлотни бури на Запад.

П: Како сончевата енергија и производството на ветер помогнаа да се балансираат понудата и побарувачката? Дали инвестициите во обновлива енергија во Калифорнија се појавија доволно брзо на интернет за да се одржи чекор со потребите за доверливост?

СоларнатаСОЛАР 3
обезбеди конзистентна 1313
GW моќност на мрежата на Калифорнија минатата недела од 9:00 до 5:00 часот секој ден, приближно една четвртина од вкупната побарувачка. Вечерните часови од 4:00 до 9:00 часот беа времиња на најголем стрес на мрежата, бидејќи сончевото производство опаѓа, но побарувачката останува висока. Ова е моментот кога батериите и помогнаа на мрежата, се полнат напладне и се испуштаат во раните вечерни часови. Во вторникот, најтоплиот ден на топлотниот бран и денот на најголем стрес на мрежата, ветерот се засили во вечерните часови и обезбеди 2.7 GW моќност.

Иако успеавме да ја поминеме минатата недела со недопрена мрежа, Калифорнија не би требало да трпи толку блиски повици во иднина. Државата се бори да инсталира повеќе соларни, ветерни, батерии, како и пренос за да ги поврзе сите овие нови ресурси на мрежата.

Сепак, предизвиците со синџирот на снабдување и со соларните и со батериите одложија многу проекти, оставајќи ја државата недоволна за исполнување на своите цели. Дополнително, темпото на развој на преносот не е во чекор со побарувачката, оставајќи многу проекти заглавени во редот на чекање за поврзување на мрежата. На државата и треба сеопфатен план за распоредување на нови проекти и за деблокирање на блокадата на развојот на преносот за да може да ги исполни своите цели за чиста енергија.