Kalifornie může do roku 85 spolehlivě dosáhnout 2030% čisté energie bez rizika výpadků – na cestě ke 100% čisté síti

Energetické krize během vln veder v Kalifornii v srpnu 2020 vyvolaly otázky, jak spolehlivá bude státní síť na cestě ke svému cíli 100% čisté energie do roku 2045.

Ale nový výzkum poskytuje jasné odpovědi: Kalifornie může do roku 85 spolehlivě dosáhnout 2030% čisté elektrické sítě s rozmanitou směsí obnovitelných zdrojů a baterií, flexibilní poptávkou, obchodem se sousedními státy a některými stávajícími elektrárnami – za mnoha předpokladů výstavby a možných budoucích podmínek. Ukazuje se, že čistší mřížka je spolehlivější mřížka.

Státní regulační orgány a volení představitelé mohou dosáhnout tohoto důležitého kroku směrem k budoucnosti státu se 100% čistou energií prostřednictvím politických opatření, která urychlí zavádění různorodé čisté energie, sníží závislost na výrobě plynu, podněcují zdroje na straně poptávky a zlepšují regionální koordinaci obchodování s elektřinou se sousedními státy.

Zásady pro posun vpřed

Kalifornie je mezinárodním lídrem ve snižování znečištění skleníkovými plyny a zároveň poskytuje stále čistší energii pro velkou a různorodou populaci uživatelů elektřiny – 40 milionů lidí a 5^th největší ekonomika. Opatření energetické účinnosti drží celkovou spotřebu energie státu na stejné úrovni po mnoho let, zatímco řada stále ambicióznější standardy portfolia obnovitelných zdrojů vedly k rychlému přijetí dodávek čisté energie z obnovitelných zdrojů, jako je vítr a slunce.

Ambice státních regulátorů zaznamenaly nový impuls. Kalifornská komise pro veřejné služby (CPUC) nedávno vydala objednávky na nové čisté zdroje a schválila nový plán preferovaného systému pro své poskytovatele energie, jejichž cílem je snížit emise skleníkových plynů na 38 milionů metrických tun (MMT) do roku 2030 a 35 MMT do roku 2032, čímž vznikne do roku 86 výroba elektřiny bez emisí z 2032 %.

Ale i přes tyto zvýšené ambice musí Kalifornie udělat více, aby splnila své cíle pro spolehlivou budoucnost s nulovými emisemi uhlíku. Nový technická zpráva od Telos Energy a GridLab a doprovod zpráva o politice by Energy Innovation nastiňuje, jak může stát této výzvě čelit.

Neotřelý přístup

Technická zpráva poskytuje novou metodologii, která pomáhá politikům rychle vyhodnotit mnoho budoucích portfolií zdrojů a předpokladů pro zajištění budoucí sítě čisté energie. Zahrnutím scénářů a citlivostí, které zkoumají spolehlivost pomocí detailů, jako jsou hodinové údaje o větru a slunečním záření porovnané s hodinovými údaji o poptávce po dobu osmi možných let v západních USA, mohou modeláři relativně rychle a za nízkou cenu porovnávat přínosy různých portfolií zdrojů.

Tvůrci politik pak mohou vidět, jak každé portfolio nejúčinněji využívá svůj 75% podíl obnovitelných zdrojů v průběhu různých let: Minimalizace věcí, jako jsou ztráty baterií, koncentrované využívání státních zdrojů plynu a přílišná závislost na sousedech v regionálním poptávka je vysoká.

Technická zpráva také modeluje klíčové „stresové podmínky“, které mohou ohrozit spolehlivost, jako je nízká vodní energie kvůli suchu, omezení dovozu, vyřazování plynových elektráren, vyřazování uhelných elektráren do provozu v sousedních státech, a zjistila, že každé 85% portfolio čisté elektřiny je spolehlivé. Modeláři zejména simulovali horké počasí, které způsobilo průběžné výpadky proudu v srpnu 2020, a zjistili, že 85% čistý elektrický systém by měl při podobné události dostatek elektřiny.

Optimalizace pro ambiciózní plán nasazení

Tento nový přístup je zvláště významný, když vezmeme v úvahu průkopnické zrychlení budování čisté energie potřebné k tomu, aby stát dosáhl nebo překročil roční cíl 80% čisté energie pro rok 2030. Modelování různých portfolií umožňuje tvůrcům politik zvážit důležité kompromisy – jako je role spolehlivosti, kterou uchovávání baterií , plyn a dovoz poskytují převážně solárním a větrným systémům a jak se to změní, když se do portfolia přidají konzistentnější zdroje, jako je geotermální a pobřežní vítr.

Zkoumání spolehlivosti různých portfolií zdrojů pod klíčovými stresory umožňuje efektivnější zadávání zakázek poté, co navrhovaná portfolia projdou všemi regulačními obručemi.

Příklad: Výše ​​uvedené portfolio „Rozmanitost zdrojů“ uvedené v technické zprávě snižuje potřebu stavět co nejvíce solárních a pobřežních větrných farem, snižuje energetické ztráty zpáteční cesty při cyklickém skladování baterií a méně se spoléhá na elektrárny na fosilní paliva, pokud jde o spolehlivost. Dosahuje toho zahrnutím významných nových pobřežních větrných a geotermálních zdrojů, které vyrábějí energii důsledněji a doplňují ostatní obnovitelné zdroje, ale za vyšší cenu. Přidání významné odezvy poptávky do mixu kompenzuje velké potřeby úložiště baterií. Modelování GridLab a Telos zdůrazňuje nenákladové spolehlivostní výhody diverzifikace zdrojů a může být cenným nástrojem pro všechny státy usilující o dosažení cílů čisté elektřiny.

Jako kalifornské energetické agentury a její provozovatel sítě CAISO pokračovat v implementaci státní agendu politiky čisté energie, měly by začlenit nový přístup technické zprávy k hodnocení širšího souboru portfolií a zároveň pokračovat v úzké spolupráci v oblasti spolehlivosti a zadávání zakázek, které prokázaly od vln veder v srpnu 2020.

Užitečné může být konkrétní úsilí o plánování budoucího rozmístění větrných elektráren na moři a přímé zadávání zakázek na rozmanitější výrobní zdroje, jako jsou čisté obnovitelné zdroje (typicky geotermální) a dlouhodobé skladování, ale zprávy poukazují na to, jak by to mohlo být prováděno organičtěji a transparentněji. Tento typ analýzy by doplňoval nedávnou analýzu CPUC zvýšené ambice v plánování zdrojů a nové prozíravé CAISO 20letý výhled přenosu.

Spravedlivější budoucnost z čistší sítě

Spravedlivý přechod na čistou elektřinu závisí na investicích a vytváření trhů pro ekonomicky životaschopné portfolia čisté energie které pomáhají vyřadit jednotky zemního plynu poškozující komunity nejvíce zatížené znečištěním v Kalifornii. Spravedlivý přechod pro dotčené komunity také zahrnuje zvýšení odolnosti komunity, budování čistých zdrojů s pracovními a ekonomickými výhodami a využívání místních konzultací při výběru nových investic.

Více scénářů technické studie zjistilo, že státní síť bude spolehlivá i po vyřazení 11.5 gigawattů (GW), neboli asi jedné třetiny stávající kapacity plynu v Kalifornii. Ačkoli to přesahuje rámec technické studie, doprovodná zpráva o politice doporučuje upřednostnit vyřazení plynárenských zařízení umístěných poblíž nebo ve znevýhodněných komunitách nejpozději do roku 2030 a zároveň co nejdříve vynulovat závislost státu na plynu. Některé agentury, včetně CPUC, dosáhly určitého pokroku v oblasti inkluzivity a environmentální spravedlnosti, ale zastavil snahy o vyřazení plynu ukázat, že je před námi ještě spousta práce.

Státní agentury a tvůrci politik se musí zaměřit na hlavní příčiny pokračujícího používání zemního plynu v Kalifornii a vypracovat plán na jeho postupné ukončení. To znamená přezkoumat, jak by nová portfolia čisté energie a využití zdrojů na straně poptávky mohly nahradit zemní plyn při poskytování hodnoty spolehlivosti na systémové a místní úrovni.

Plánovači by měli zdvojnásobit rozmanitost zdrojů

S využitím poznatků z technické studie zpráva o politice ukazuje, jak rozmanitější soubor čistých zdrojů může poskytnout ještě významnější výhody rychle se transformující síti státu. Mezi tyto výhody patří snížené využívání půdy a potřeby přenosu, zvýšená proveditelnost dosažení cílů v oblasti čisté elektřiny, nižší dopady na znevýhodněné komunity a zvýšená odolnost.

Diverzita zdrojů může mít mnoho podob: zdroje dodávek (např. pobřežní větrná, geotermální nebo distribuovaná solární energie), umístění zdrojů (různé lokality mohou poskytovat doplňkové profily), flexibilita poptávky a užší koordinace se sousedními státy. Technická studie ukazuje, že importovaná energie z těchto sousedů často hraje klíčovou roli při vyrovnávání sítě. Vzhledem ke zjištění studie, že energetické rezervy jsou dostupné na celém Západě, když to Kalifornie potřebuje, užší koordinace umožní Kalifornii spoléhat se na své sousedy sebevědoměji.

Urychlený přechod na čistou energii v Kalifornii je příležitostí

Pokračování v kalifornské transformaci čisté energie přináší spoustu výzev, jak i nadále udržovat světla rozsvícená, například jak budovat novou infrastrukturu, hlouběji se zapojit se spotřebiteli elektřiny, aby se uvolnily distribuované zdroje, a pochopení důsledků závislosti na nových zdrojích, jako jsou baterie, které poskytují energie v nouzi, ale je třeba ji dobít.

Tato transformace však také nabízí neuvěřitelné příležitosti prostřednictvím chytřejšího plánování a politiky, jako je boj proti změně klimatu, zlepšování kvality ovzduší ve znevýhodněných komunitách, přijímání nových přístupů k hodnocení nejúčinnější kombinace čistých zdrojů elektřiny, vytváření arény pro rozkvět všech druhů technologických inovací. a vybudování odolnější sítě, která bude vzorem pro ostatní státy a země.