Hoogspanningstransmissietorens in Houston, Texas
Getty Images
Ondanks eerdere waarschuwingen van netbeheerders en deskundigen op het gebied van betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet, hebben de ongekende hittegolven van deze zomer in de VS geen stroomuitval veroorzaakt - althans niet tot dusver.
Terwijl inwoners van verschillende staten, waaronder: Texas, Indiana, Illinois en Iowa, zijn aangemoedigd om hun energieverbruik tijdens piekuren te verminderen om voortschrijdende stroomuitval te voorkomen, maar weinigen hebben ze in dit stadium moeten doorstaan.
Inwoners van Grosse Pointe, Michigan, net ten noorden van Detroit, kwamen eind juli zonder stroom te zitten vanwege een storing in de transmissie. DTE Energy's
Volgens professor Jay Apt, mededirecteur van het Carnegie Mellon Electricity Industry Center, zijn de meeste black-outs nog steeds het gevolg van een lokale gebeurtenis, zoals een auto die tegen een elektriciteitspaal rijdt. "Zeer weinig uitval wordt veroorzaakt door onvoldoende stroomopwekking en het uitvallen van transmissielijnen ... de grootste oorzaak zijn stormen die een boom in een elektrische lijn zullen blazen," zei hij.
"Over het algemeen zou ik zeggen dat het elektriciteitsnet goed stand heeft gehouden, maar het is erg vroeg in de zomer", zegt North American Electric.
An beoordeling door NERC in mei geconstateerd dat de Electric Reliability Council van Texas, alle 14 Amerikaanse staten onder de Western Electricity Coordinating Council en de centrale Amerikaanse staten onder de Southwest Power Pool een verhoogd seizoensrisico liepen – wat betekent dat ze geconfronteerd werden met het “potentieel van onvoldoende operationele reserves in boven-normale [weer] omstandigheden.” De Midcontinent Independent System Operator - die de opwekking en transmissie van stroom beheert in 15 staten, waaronder Illinois en Michigan - liep "hoog risico" en zou kunnen worden geconfronteerd met "potentieel voor onvoldoende operationele reserves in normale piekomstandigheden."
Robb vertelde Forbes in een verklaring dat de beoordeling van deze zomer "een van de meest ontnuchterende NERC is die tot nu toe is gepubliceerd".
"Sinds 2018 hebben we een toenemend aantal risico's voor de betrouwbaarheid van bulkstroomsystemen gezien die zich steeds sneller voordoen", aldus Robb. "Terwijl het netwerk een fundamentele transformatie ondergaat, is het beheersen van het tempo van verandering de centrale uitdaging om de betrouwbaarheid en veerkracht te verzekeren tegen steeds frequentere en extremere gebeurtenissen."
Voorspelde hoge temperaturen en droogte waren een grote factor in de grimmige vooruitzichten van NERC, waarbij de National Weather Service in mei zei dat de waarschijnlijkheid dat bijna heel de VS deze zomer temperaturen boven het normale zouden ervaren, "neigt" of "waarschijnlijk" boven normaal was. De NWS ontdekte ook dat het grootste deel van het noordwesten, het grootste deel van de centrale VS en het grootste deel van Texas te maken hadden met "leunend naar beneden" en "waarschijnlijk onder" normale neerslagniveaus.
De weersvoorspellingen zijn waar gebleken: het grootste deel van het westen en zuidwesten heeft te maken met droogte en verschillende steden in het hele land hebben opgenomen record temperaturen.
Dat soort weer "doet iets aan de vraagzijde [en] het doet iets aan de aanbodzijde", aldus Apt. De toegenomen vraag als gevolg van een hittegolf is de eerste paar dagen meestal beheersbaar via vraagresponsprogramma's, waarmee instellingen en bedrijven inkomsten kunnen genereren door hun stroomverbruik tijdens piekperiodes te verminderen. Maar de effectiviteit van die programma's neemt na een paar dagen af vanwege 'demand response-moeheid'. Met andere woorden: na een paar dagen zijn bedrijven het zat om hun energieverbruik vooraf in kaart te brengen.
De grotere impact op het net van hoge hitte en weinig regenval is echter niet de toegenomen vraag, maar de verminderde capaciteit. Hydro-elektriciteit wordt verminderd wanneer er minder water beschikbaar is en "wanneer je een extreem warme dag hebt, heb je beperkingen op kolencentrales en op aardgascentrales", zegt Apt. “De lucht die de zuurstof voor de verbranding levert, is minder dicht bij 100 graden buiten dan bij 20 graden buiten. En dus moeten de aardgasfabrieken... hun productie verminderen omdat ze niet zoveel zuurstofatomen krijgen als wanneer het kouder is. Bij een kolencentrale is het koelwater dat de grote theeketel koelt, de kolencentrale, niet meer zo koel als het was. Ze moeten dus hun output terugtrekken om hun apparatuur niet te laten smelten.” Hetzelfde geldt voor veel kerncentrales die niet in de buurt van de oceaan staan.
Hoewel het worstcasescenario van landelijke black-outs en brown-outs veroorzaakt door hitte niet is uitgekomen, hebben wetgevers en ambtenaren de ernstige waarschuwingen van nutsbedrijven in acht genomen en op een aantal manieren aangedrongen op modernisering van het net en grotere betrouwbaarheid.
Rep. Jerry McNerney (D-Calif.), een lid van de House Committee on Energy and Commerce, zei dat de stroomcrisis in Texas in februari 2021, waarbij ten minste 200 mensen omkwamen, verschillende wetgevers deed beseffen dat de betrouwbaarheid van het net een “initiatief is dat we allemaal zorgen over moeten maken.”
McNerney introduceerde in juli de Grid Resilience Act, die de federale overheid zou verplichten een onderzoek uit te voeren naar de noodzaak en haalbaarheid van normen die ervoor moeten zorgen dat thermo-elektrische centrales tijdens droogte kunnen werken. Het heeft het Huis op 29 juli aangenomen als onderdeel van de Wildfire Response and Drought Resiliency Act met een stemming van 218-199. Dat wetsvoorstel omvat ook de wetgeving van andere wetgevers om te investeren in energieopslag en microgrids, en om regio's in staat te stellen stroom te delen in geval van een energienoodsituatie.
McNerney zei dat hij plannen steunt om de kerncentrale van Diablo Canyon in Zuid-Californië open te houden. De fabriek is goed voor 9% van de energieproductie van de staat en zou in 2025 worden gesloten, maar gouverneur Gavin Newsom (D) heeft geduwd om de tijdlijn te verlengen in het licht van de stijgende vraag naar energie.
"Door de droogte hebben we niet alleen te maken met bosbranden en bedreigingen voor ons elektriciteitsnet, maar ook met minder vermogen om waterkracht te produceren," zei McNerney. “We hebben extreme gebeurtenissen, dat kunnen we niet goedmaken... Diablo Canyon open houden is op dit moment heel logisch, in ieder geval voor een paar jaar. Nu hebben we problemen met kernenergie die volgens mij moeten worden aangepakt. Maar het is een koolstofarme energiebron en het kan veel stroom produceren, dus we moeten ruimdenkend zijn over hoe we die stroom kunnen produceren.”
Hoewel de Wildfire Response and Drought Resiliency Act nog steeds zijn weg moet vinden door de Senaat, is het niet de enige keer dat het Congres recentelijk heeft nagedacht over maatregelen voor de veerkracht van het elektriciteitsnet. De Inflation Reduction Act, die zondag door de Senaat werd aangenomen in een partijstemming en naar verwachting vrijdag door het door de Democraten gecontroleerde Huis zal waaien, bevat tal van klimaatbepalingen die de betrouwbaarheid van het net zouden ondersteunen, zoals subsidies voor zonne-energie en andere hernieuwbare energiebronnen. . En de tweeledige infrastructuurovereenkomst, ondertekend door president Joe Biden, bevatte tal van bepalingen met betrekking tot het versterken van de infrastructuur van het elektriciteitsnet en het beheren van de belasting.
Als onderdeel van de infrastructuurwet kondigde het ministerie van Energie in juli een subsidieprogramma van $ 2.3 miljard aan, bedoeld om de inspanningen van de staat en stammen om het netwerk te moderniseren te ondersteunen. Het subsidieprogramma zal jaarlijks $ 459 miljoen verstrekken voor een verwachte periode van vijf jaar in staten en stammen ter ondersteuning van zaken als de integratie van microgrids, het toevoegen van brandwerende componenten en ondergrondse apparatuur.
"We moeten zoveel mogelijk van de hoogspanningslijnen ondergronds leggen, dat zal zeker een verschil maken in termen van betrouwbaarheid bij bosbranden en andere belangrijke gerelateerde problemen," zei McNerney. Extreme temperaturen brengen de stabiliteit van hoogspanningskabels in gevaar en veroorzaken onder meer structurele problemen, zegt hij.
Maar McNerney, Apt en andere experts zijn het erover eens dat 2.3 miljard dollar lang niet het bedrag is dat nodig is om een echte upgrade van de infrastructuur door te voeren. "Twee miljard dollar, hoewel nuttig, is een druppel op de gloeiende plaat", zegt Apt. McNerney merkte ook op dat dat bedrag onvoldoende zou zijn om het netwerk in Californië alleen te upgraden, maar is hoopvol dat het "publiek-private partnerschappen en [nutsbedrijven] zou kunnen aanmoedigen om vooruit te plannen en te begrijpen wat daarvoor nodig is voordat het te laat is. ”
Paul Alvarez, CEO van Wired Group, een adviesbureau voor distributienetplanning en investeringen, zegt dat sommige van de spanningen waarmee het elektriciteitsnet tijdens piekuren wordt geconfronteerd, kunnen worden gecompenseerd door goed beheer van het energieverbruik, zoals door slimme meters. Hij denkt echter dat sommige nutsbedrijven misschien niet gemotiveerd zijn om slimme meters te promoten, omdat een lager elektriciteitsverbruik zich zou vertalen in lagere winsten. “In plaats van altijd het systeem te bouwen om aan de piek te voldoen, nou ja, wat als we de piek kunnen beheren om aan het systeem te voldoen? Het is heel logisch, het zou absoluut in staat moeten zijn om het aantal oproepen voor die rolling black-outs en brownouts te verminderen en het zou absoluut ons vermogen moeten verbeteren om meer zonne- en wind op het systeem op te nemen. Maar de distributiebedrijven hebben echt niet de motivatie om het te doen, dus we zitten hier een beetje in de problemen."
Met voortdurende investeringen in het netwerk zou je kunnen verwachten dat de betrouwbaarheid zal verbeteren, maar Alvarez en Apt suggereerden dat veel van de problemen rond de modernisering van het netwerk zullen blijven bestaan, tenzij de marktprikkels en het toezicht op de uitgaven van nutsbedrijven verbeteren.
Hoewel Alvarez zich niet verzet tegen bepaalde investeringen, zoals het accommoderen van wind- en zonne-energie, waarschuwt hij dat nutsbedrijven gemotiveerd zijn om kapitaal te blijven zoeken, wat kan leiden tot overinvesteringen. "We moeten meer pushback hebben, we moeten meer gekwalificeerd onderzoek hebben naar wat de nutsbedrijven ons vertellen," zei hij, en merkte op dat het bijzonder uitdagend is gezien het frequente gebrek aan kennis van wetgevers en het kleine aantal gekwalificeerde experts dat niet werkt voor een nutsvoorziening.
Apt beschouwt het gebrek aan marktprikkels als een mogelijke wegversperring naar een betere betrouwbaarheid, en merkt op dat bedrijven na verschillende geplande pensionering van kolencentrales in de afgelopen jaren.
"Deze zomer hebben we een situatie waarin de reservemarges in het hogere middenwesten behoorlijk skosh zijn, ze zijn een beetje laag," zei hij. “Totdat we adequate prijssignalen krijgen om andere mensen naar de markt te lokken, is dat een kwetsbaarheid, net zoals het feit dat de markt in Texas geen signalen heeft gestuurd om hun fabrieken winterklaar te maken en inderdaad de aardgasinfrastructuur winterklaar te maken. Er was geen prijsreden om dat te doen, dus mensen deden het niet.”
Deels vanwege een gebrek aan marktprikkels en deels vanwege klimaatverandering, is het gesprek over netbetrouwbaarheid verre van nieuw, maar deze zomer heeft het probleem nog meer onder de aandacht gebracht. "We waarschuwen al een aantal jaren voor het netwerk", vertelde Mark Denzler, chief executive van de Illinois Manufacturers' Association aan de Washington Post. “Maar de snelheid waarmee dit is gebeurd, heeft mensen verrast. Ze hadden niet gedacht dat we deze problemen over een paar jaar zouden hebben.”
Hoewel de eerder dit jaar geuite zorgen over de modernisering van het elektriciteitsnet enigszins zijn afgenomen, aangezien de VS juli zonder grote betrouwbaarheidsproblemen hebben doorstaan, zijn de problemen die de zorgen in de eerste plaats hebben veroorzaakt, blijven hangen. En ervan uitgaande dat het raster de zomer intact doorkomt, staat de winter voor de deur.
Bron: https://www.forbes.com/sites/katherinehuggins/2022/08/09/in-summer-of-record-heat-us-power-grid-is-holding-upso-far/