Adakah Kebolehpercayaan Grid Dan Keterjangkauan Bahan Api Berbeza Dengan Matlamat Iklim?

Grid elektrik sedang diserang. Amerika baru sahaja mengalami serangan senapang di pencawang di North Carolina yang mematikan kuasa kepada 45,000 orang. Tetapi kini ia menghadapi risiko mogok musim sejuk - ancaman daripada kesejukan melampau kepada kekurangan bahan api kepada had infrastruktur.

Dengan itu, pihak North American Electric Reliability Corp. (NERC) menyediakan penilaian risiko yang suram, mengatakan keadaan cuaca yang teruk akan menguji prestasi sistem pada musim sejuk ini. "Benua tengah" - dari Minnesota ke Texas - boleh menjadi yang paling teruk, memandangkan persaraan loji kuasa telah memakan margin rizab.

"Terdapat tergesa-gesa untuk melakukan elektrifikasi," kata Jim Robb, ketua eksekutif NERC, semasa simposium yang dihoskan oleh Persatuan Tenaga Amerika Syarikat. “Dua puluh peratus daripada penggunaan akhir kini dalam tenaga elektrik, dan selebihnya adalah terutamanya minyak dan gas asli. Jika anda mengambilnya secara melampau, ia akan membayangkan peningkatan lima kali ganda dalam permintaan elektrik.” Grid mesti berkembang, katanya, sambil menyatakan bahawa tidak akan ada toleransi untuk isu kebolehpercayaan dan kekurangan tenaga.

"Pelabur sedang berbaris untuk meletakkan wang untuk penghantaran," sambungnya semasa simposium di mana wartawan ini menjadi tetamu. "Tetapi kita mesti memikirkan cara untuk meletakkan projek." Dia mengatakan bahawa elektrik adalah 7% daripada ekonomi AS, dan tanpa akses kepadanya, masyarakat ditutup.

Kuasa bersaing sedang bermain: di satu pihak, infrastruktur negara tidak mencukupi, tidak dapat mengendalikan gelombang pasang kenderaan elektrik dan angin dan suria tumbuhan. Sebaliknya, yang Akta Pengurangan Inflasi kini menjadi undang-undang dan akan menendang $369 bilion untuk projek tenaga dan iklim Abad ke-21. Negara ini berada di landasan untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijaunya sebanyak 40% menjelang 2030 daripada garis dasar 2005.

Walau bagaimanapun, kebolehpercayaan masih menjadi kebimbangan. Kira-kira 4,200 megawatt penjanaan nuklear dan arang batu telah bersara di bahagian tengah negara sejak musim sejuk lalu. Terdapat juga kapasiti saluran paip gas asli yang terhad di Timur Laut. Tambahan pula, NERC berkata suhu sejuk yang berpanjangan mengancam penjana elektrik Texas dan infrastruktur bekalan bahan api. Kemudian tambah dengan itu 55,000 pencawang di sekitar Amerika Syarikat — sasaran lembut untuk sebarang kerja kacang dengan rungutan.

"Pada penghujung hari, kami mempunyai kewajipan untuk memastikan sistem beroperasi melalui semua bahaya," kata Scott Aaronson, naib presiden keselamatan dan kesediaan untuk Edison Electric Institute. Di North Carolina, dia berkata piawaian itu berfungsi, mengandungi gangguan yang disebabkan oleh serangan fizikal. "Kami sedang memikirkan semua bahaya, dan mereka bentuk serta melabur dalam sistem yang boleh menahan ancaman ini."

Apa yang perlu dilakukan oleh sesebuah negara?

Amerika Syarikat mesti menyelaraskan matlamat tenaganya dengan batasan infrastrukturnya. Ini bermakna membenarkan unit pembakaran arang batu yang paling cekap kekal dalam talian semasa kejadian cuaca ekstrem atau kekurangan gas asli: lihat sahaja Kesatuan Eropah, di mana Denmark, Jerman, Sepanyol dan United Kingdom membayar harga tertinggi di dunia untuk tenaga . Sebagai perbandingan, Amerika Syarikat membayar separuh daripada itu, kata Statista, semuanya pada Mac 2022.

Tetapi negara tidak seharusnya memperlahankan penggunaan bahan api bersih dan sumber tenaga yang diedarkan seperti solar atas bumbung, penyimpanan bateri dan mikrogrid setempat. Agregator boleh memantau dan mengurus aset tersebut melalui program perisian, membolehkan tenaga elektrik disatukan dan dijual pada kadar pasaran, membentuk "loji kuasa maya."

Ini adalah satu strategi untuk membolehkan utiliti kekal beroperasi jika grid elektrik terputus semasa taufan, kebakaran hutan atau gempa bumi. Pada hakikatnya, perubahan iklim berlaku di mana-mana. Pertimbangkan bahawa banjir 100 tahun secara rutin berlaku, mendatangkan malapetaka baru-baru ini di Jerman dan Pakistan. Begitu juga dengan kebakaran hutan, yang telah memusnahkan Australia dan Amerika Syarikat. Penyahkarbonan adalah penting.

Tambahan pula, Agensi Tenaga Diperbaharui Antarabangsa mengatakan bahawa kos elektrik dari angin darat telah jatuh sebanyak 15% manakala angin luar pesisir telah menurun sebanyak 13%. Sementara itu, PV suria atas bumbung telah menurun sebanyak 13%, semuanya sejak 2020. Itulah sebabnya tenaga boleh diperbaharui telah membekalkan 80% daripada kapasiti penjanaan elektrik terpasang dalam tempoh empat tahun. Ia mengatakan tenaga boleh diperbaharui menjimatkan kira-kira $55 bilion di seluruh dunia berbanding harga semasa bahan api fosil. Tenaga boleh diperbaharui adalah pantas untuk mengatasi pasaran arang batu kongsi menjelang 2025.

"Saya akan menyalakan semua yang masuk akal," kata Robert Rowe, ketua eksekutif NorthwesternN.W.E.
Tenaga. "Tetapi dalam jangka masa yang lebih dekat dan pertengahan, fokus pada kebolehpercayaan dan kemampuan" atau berisiko kehilangan "modal sosial" untuk dinyahkarbon.

Adakah ketegangan semakin memuncak?

Virginia Barat mungkin melambangkan keengganan sesetengah negeri untuk beralih daripada ekonomi lama kepada yang baharu. Negeri ini berkembang maju semasa revolusi perindustrian, memberi kuasa kepada negara dengan loji arang batunya. Tetapi abad semasa telah menimbulkan gas syal dan tenaga boleh diperbaharui, yang telah menghapuskan bahagian pasaran arang batu yang pernah dominan.

Dan sementara kebanyakan negara telah mempelbagaikan portfolio elektriknya, loji arang batu West Virginia menyediakannya dengan 91% kuasanya. Akibatnya, kadar kenaikan harga elektrik antara 2008 dan 2020 adalah lebih daripada lima kali ganda purata nasional. James Van Nostrand, pengarang buku itu, “Perangkap Arang,” mengatakan bahawa American ElectricAEP
AEP
Pelanggan Power membayar kira-kira $62 sebulan pada tahun 2008 dan kini membayar kira-kira $155. Syarikat kuasa itu mencadangkan menambah $18 lagi selain daripada itu, menghasilkan kenaikan kadar 279% dalam tempoh 14 tahun.

Sementara itu, kos sebenar arang batu adalah "luaran" dan tidak ditunjukkan dalam harga elektrik. Iaitu, pembayar cukai menanggung perbelanjaan alam sekitar dan perubatan.

Suruhanjaya utiliti awam negeri berpihak kepada industri arang batu, dengan alasan bahawa unit arang batunya sentiasa tersedia manakala loji angin dan solar tertakluk kepada pertimbangan cuaca. Suruhanjaya berpendapat bahawa ia memerlukan 3 megawatt angin dan 4 megawatt solar untuk menggantikan 1 megawatt arang batu, yang tidak menjimatkan kos. Tetapi Van Nostrand berkata analisis sedemikian mengabaikan bahawa grid negeri itu saling berkaitan dengan pasaran borong serantau dan dengan itu mempunyai akses kepada pelbagai sumber yang ada untuk mengukuhkan loji angin dan solar.

West Virginia "perlu mengeluarkan arang batu dalam beberapa masa yang munasabah," tambah Philip Sharp, bekas ahli Dewan Perwakilan AS dari Indiana. Kebanyakan negara "adalah sebahagian daripada grid yang lebih besar," membenarkan negeri mengimport bahan api yang lebih bersih dan lebih murah.

"Ia adalah ketegangan yang kami lihat," kata Anne George, naib presiden hal ehwal luar ISO New England, yang menguruskan grid dan memanggil sumber penjanaan untuk enam negeri. Negeri-negeri tersebut tidak boleh memilih bahan api pilihan mereka dalam pasaran yang teratur dan kompetitif. Sebaliknya, pengendali grid memilih yang paling menjimatkan. Walaupun campuran sumber diperlukan, rantau ini beralih kepada bahan api yang lebih bersih — jauh daripada arang batu, hanya digunakan pada hari paling sejuk dalam setahun.

Penyahkarbonan sedang berlaku, difasilitasi oleh permintaan pengguna dan dasar awam. Tetapi trend ke arah elektrik bersih tidak semestinya bertentangan dengan kebolehpercayaan dan kemampuan. Sesungguhnya, lampu boleh terus menyala semasa kita menangani perubahan iklim. Ia adalah fungsi untuk memodenkan, mengembangkan dan mengeraskan grid — pusat kepada North American Electric Reliability Corp cadangan.