V létě rekordního vedra se americká rozvodná síť drží – zatím

Navzdory dřívějším varováním provozovatelů rozvodných sítí a odborníků na spolehlivost rozvodných sítí nezpůsobily letošní léta bezprecedentní vlny veder postupné výpadky proudu v USA – alespoň zatím ne.

Zatímco obyvatelé v několika státech, včetně Texas, Indiana, Illinois a Iowa, byli vyzváni, aby snížili spotřebu energie během špičky, aby se vyhnuli neustálým výpadkům proudu, v této fázi je muselo snášet jen málokdo.

Obyvatelé Grosse Pointe v Michiganu, severně od Detroitu, přišli koncem července o elektřinu kvůli výpadku přenosu. DTE EnergyDTE
řekl místním viceprezident pro distribuční operace ABC-affiliate že výpadek mohl být způsoben stárnoucí infrastrukturou, ale že „určitě mohly hrát roli vysoké teploty“. Jinde obyvatelé New York City a centrální Kalifornie čelili výpadkům způsobeným horkem.

Podle profesora Jaye Apta, spoluředitele Carnegie Mellon Electricity Industry Center, je většina výpadků stále důsledkem místní události, jako je najetí auta na sloup. "Velmi málo výpadků je způsobeno nedostatečnou výrobou elektřiny a selháním přenosových vedení... největší jedinou příčinou jsou bouřky, které sfouknou strom do elektrického vedení," řekl.

"Obecně bych řekl, že síť obstála dobře, ale je velmi brzy v létě," North American ElectricAEP
Generální ředitel a prezident společnosti Reliability Corporation (NERC) Jim Robb řekl v červenci v podcastu Public Power Now. „Skutečné období zátěže pro síť přijde v srpnu a začátkem září, zejména na západě. Takže bych v žádném případě neřekl, že jsme mimo les, ale provozovatelé sítě byli zatím schopni uspořádat své výrobní flotily tak, aby byly schopny uspokojit poptávku, kterou viděli.“

An posouzení NERC v květnu zjistil, že texaská rada pro elektrickou spolehlivost, všech 14 států USA spadajících pod Western Electricity Coordinating Council a centrální státy USA pod Southwest Power Pool byly vystaveny zvýšenému sezónnímu riziku – což znamená, že čelily „potenciálu nedostatečného provozu“. rezervy v nadnormálních [povětrnostních] podmínkách.” Midcontinent Independent System Operator – který řídí výrobu a přenos energie v 15 státech včetně Illinois a Michiganu – byl vystaven „vysokému riziku“ a mohl čelit „potenciálu nedostatečných provozních rezerv v normálních špičkových podmínkách“.

Robb v prohlášení Forbesu řekl, že letošní letní hodnocení „patří mezi nejstřízlivější, jaké NERC dosud zveřejnilo“.

„Od roku 2018 jsme byli svědky rostoucího počtu rizik ohrožujících spolehlivost systémů hromadného napájení, která se objevují stále rychleji,“ řekl Robb. "Vzhledem k tomu, že síť prochází zásadní transformací, je řízení tempa změn ústřední výzvou pro zajištění spolehlivosti a odolnosti vůči stále častějším a extrémním událostem."

Předpokládané vysoké teploty a sucho byly velkým faktorem v ponurém výhledu NERC, přičemž Národní meteorologická služba v květnu uvedla, že pravděpodobnost, že téměř celé USA zažije letos v létě nadnormální teploty, byla „šikmá“ nebo „pravděpodobná“ nad normál. NWS také zjistil, že většina severozápadu, většina středních USA a většina Texasu čelí „naklánění pod“ a „pravděpodobně pod“ normálními úrovněmi srážek.

Předpovědi počasí se potvrdily: většina západu a jihozápadu zažívá sucha a několik měst po celé zemi zaznamenali záznam teploty.

Takové počasí „dělá něco na straně poptávky [a] dělá něco na straně nabídky,“ uvádí Apt. Zvýšenou poptávku z vlny veder lze obvykle prvních několik dní zvládnout pomocí programů reakce na poptávku, které institucím a společnostem umožňují vydělávat příjmy snížením spotřeby energie během špiček. Účinnost těchto programů však po několika dnech vyprchá kvůli „únavě z odezvy na poptávku“. Jinými slovy, po několika dnech se podniky unaví zmapovat svou spotřebu energie předem.

Větší dopad na síť z vysokého tepla a nízkých srážek však není zvýšená poptávka, ale snížená kapacita. Vodní elektřina se snižuje, když je k dispozici méně vody a „když máte extrémně horký den, máte omezení na uhelné elektrárny a elektrárny na zemní plyn,“ říká Apt. „Vzduch, který dodává kyslík pro spalování, je méně hustý, když je venku 100 stupňů, než když je venku 20 stupňů. A tak elektrárny na zemní plyn... musí snížit svůj výkon, protože nedostávají tolik atomů kyslíku, jako když je venku chladněji. V uhelné elektrárně není chladicí voda, která ochlazuje velkou čajovou konvici, uhelnou elektrárnu, tak chladná, jak byla. Takže musí ustoupit ze své produkce, aby neroztavili jejich zařízení.“ Totéž platí pro mnoho jaderných elektráren, které nejsou umístěny v blízkosti oceánu.

Zatímco nejhorší scénář celostátních výpadků a výpadků způsobených teplem se nenaplnil, zákonodárci a úředníci uposlechli hrozivá varování veřejných služeb a prosadili modernizaci sítě a zvýšení spolehlivosti mnoha způsoby.

Poslanec Jerry McNerney (D-Kalifornie), člen sněmovního výboru pro energetiku a obchod, uvedl, že energetická krize v Texasu v únoru 2021, při níž zemřelo nejméně 200 lidí, přiměla několik zákonodárců, aby si uvědomili, že spolehlivost sítě je „iniciativou, kterou všichni si musí dělat starosti."

McNerney v červenci představil zákon o odolnosti sítě, který by vyžadoval, aby federální vláda provedla studii o potřebě a proveditelnosti norem, které by zajistily, že termoelektrárny budou schopny fungovat během sucha. To prošlo Sněmovnou jako součást zákona o reakci na divoké požáry a odolnosti vůči suchu 29. července poměrem hlasů 218-199. Tento návrh zákona také zahrnuje právní předpisy dalších zákonodárců, které investují do skladování energie a mikrosítí, a také umožňují regionům sdílet energii v případě energetické nouze.

McNerney řekl, že podporuje plány na udržení jaderné elektrárny Diablo Canyon v jižní Kalifornii v provozu. Závod představuje 9 % státní produkce energie a měl být uzavřen v roce 2025, ale guvernér Gavin Newsom (D) tlačil aby byla lhůta prodloužena vzhledem k rostoucí poptávce po energii.

„Vzhledem k suchu nejenže čelíme lesním požárům a ohrožení naší sítě, ale čelíme menší schopnosti vyrábět vodní energii,“ řekl McNerney. „Máme extrémní události, nemůžeme to vynahradit... Udržet Diablo Canyon otevřený má v tuto chvíli velký smysl, alespoň na pár let. Nyní máme problémy týkající se jaderné energie, které je podle mě třeba řešit. Ale je to nízkouhlíkový zdroj energie a může produkovat hodně energie, takže musíme být otevřeni tomu, jak můžeme tuto energii vyrábět.“

Zatímco zákon o reakci na požár a odolnost vůči suchu si ještě musí projít Senátem, není to jediný případ, kdy Kongres v poslední době zvažoval opatření k odolnosti sítě. Zákon o snižování inflace, který v neděli prošel Senátem ve stranickém hlasování a očekává se, že v pátek projde sněmovnou ovládanou demokraty, obsahuje řadu ustanovení o klimatu, která by podpořila spolehlivost sítě, jako jsou dotace na solární a další obnovitelné zdroje energie. . A dohoda o infrastruktuře mezi oběma stranami, podepsaná prezidentem Joe Bidenem, obsahovala řadu ustanovení týkajících se posílení infrastruktury elektrické sítě a řízení zátěže.

Jako součást zákona o infrastruktuře oznámilo ministerstvo energetiky v červenci grantový program ve výši 2.3 miliardy dolarů určený na podporu úsilí států a kmenů o modernizaci sítě. Grantový program poskytne 459 milionů dolarů ročně po očekávané pětileté období napříč státy a kmeny na podporu věcí, jako je integrace mikrosítí, přidání ohnivzdorných součástí a podzemního vybavení.

"Potřebujeme umístit co nejvíce elektrických vedení pod zem, což jistě změní spolehlivost při požárech a dalších klíčových souvisejících problémech," řekl McNerney. Extrémní teploty ohrožují stabilitu elektrického vedení a způsobují, kromě jiných strukturálních problémů, pokles, dodává.

McNerney, Apt a další odborníci se ale shodují, že 2.3 miliardy dolarů se ani zdaleka neblíží částce potřebné k provedení skutečného upgradu infrastruktury. „2 miliardy dolarů, i když jsou užitečné, jsou kapkou,“ říká Apt. McNerney podobně poznamenal, že tato částka by nestačila na modernizaci sítě v samotné Kalifornii, ale doufá, že by mohla „podnítit partnerství veřejného a soukromého sektoru a [utility], aby plánovaly dopředu a pochopily, co bude potřeba předtím, než bude příliš pozdě. “

Paul Alvarez, generální ředitel společnosti zabývající se plánováním a investičním plánováním distribučních sítí s názvem Wired Group, říká, že některá napětí, kterým síť čelí během špiček, by mohla být kompenzována správným řízením spotřeby energie, například prostřednictvím inteligentních měřičů. Domnívá se však, že některé energetické společnosti nemusí být motivovány podporovat inteligentní měřiče, protože nižší spotřeba elektřiny by se promítla do nižších zisků. „Spíše než jen vždy budovat systém tak, aby splnil vrchol, dobře střílejte, co když dokážeme zvládnout vrchol, abychom splnili systém? Dává to tuny smysl, mělo by to být absolutně schopné snížit počet hovorů pro ty postupné výpadky proudu a výpadky proudu a mělo by to absolutně zlepšit naši schopnost přijímat více slunce a větru do systému. Ale distribuční nástroje opravdu nemají motivaci to udělat, takže jsme tady v malém průšvihu.“

S pokračujícími investicemi do sítě by se dalo očekávat zlepšení spolehlivosti – ale Alvarez a Apt naznačili, že mnoho problémů kolem modernizace sítě zůstane, pokud se nezlepší tržní pobídky a dohled nad výdaji veřejných služeb.

Zatímco Alvarez se nestaví proti některým investicím, jako je umístění větrné a solární energie, varuje, že energetické společnosti jsou motivovány k neustálému hledání kapitálu, což by mohlo vést k nadměrným investicím. "Potřebujeme více zatlačit, potřebujeme mít kvalifikovanější prozkoumání toho, co nám říkají energetické společnosti," řekl s tím, že je to obzvláště náročné vzhledem k častému nedostatku znalostí ze strany zákonodárců a malému počtu kvalifikovaných odborníků, kteří pro společnost nepracují. utility.

Společnost Apt považuje nedostatek tržních pobídek za potenciální překážku ke zlepšení spolehlivosti a poznamenává, že společnosti nebyly finančně motivovány k výstavbě elektráren na zemní plyn v horním středozápadě po několika plánovaných akcích. vyřazení uhelných elektráren za posledních pár let.

"Nyní letos v létě máme situaci, kdy rezervy v horní části středozápadu jsou docela malé, jsou tak nějak nízké," řekl. „Dokud nedostaneme adekvátní cenové signály, které přilákají další lidi na trh, je to zranitelnost, stejně jako skutečnost, že trh nevyslal do Texasu žádné signály k zazimování jejich závodů a skutečně zazimování infrastruktury zemního plynu. Nebyl k tomu cenový důvod, aby to lidé nedělali.“

Částečně kvůli nedostatku tržních pobídek a částečně kvůli klimatickým změnám není konverzace o spolehlivosti sítě zdaleka nová – ale letošní léto přivedlo k této otázce ještě větší pozornost. „Upozorňujeme na rozvodnou síť už několik let,“ řekl Mark Denzler, výkonný ředitel Illinois Manufacturers' Association. Washington Post. „Ale rychlost, s jakou se to stalo, lidi zaskočila. Nemysleli si, že tyto problémy budeme mít několik let.“

Zatímco obavy vyjádřené na začátku tohoto roku ohledně modernizace sítě poněkud opadly, protože USA přežily červenec bez větších problémů se spolehlivostí, problémy, které v první řadě vyvolávaly obavy, přetrvávaly. A za předpokladu, že mřížka vydrží léto nedotčená, zima je hned za rohem.