Bagaimana Tenaga Bersih Memastikan Lampu California Menyala Semasa Gelombang Haba Melampau Sejarah

Grid kuasa California berada di barisan hadapan dalam dua arah aliran yang tidak dapat dielakkan: menambahkan sejumlah besar tenaga boleh diperbaharui dan menghadapi haba melampau yang didorong oleh perubahan iklim. Gelombang haba September selama dua minggu, yang membakar negeri dengan “terhangat dan terpanjang” suhu dalam rekod, meletakkan grid California kepada ujian yang melampau – tetapi walaupun permintaan kuasa rekod, lampu kekal menyala.

Jadi, bagaimanakah negeri yang mempunyai matlamat penggunaan tenaga boleh diperbaharui yang paling bercita-cita tinggi di Amerika mengelakkan pemadaman semasa salah satu gelombang haba paling melampau di negara itu dalam sejarah?

Jawapannya mungkin kelihatan ironis - California mengharungi gelombang haba bersejarah ini kerana ia telah menggunakan sepenuhnya teknologi tenaga bersih seperti angin, suria, penyimpanan bateri dan tindak balas permintaan. Memandangkan negeri ini mempercepatkan ke arah 100% tenaga boleh diperbaharuinya menjelang sasaran 2045 sambil merancang untuk masa depan yang lebih panas dan kering di mana cuaca ekstrem adalah perkara biasa, pengalaman daya tahan grid California membentangkan pelan tindakan untuk diikuti oleh negeri lain.

Pengarah Komunikasi Energy Innovation Silvio Marcacci bercakap dengannya Pengarah Eksekutif GridLab Ric O'Connell tentang cara bateri, tenaga boleh diperbaharui dan pelanggan menghalang pemadaman – dan cara negeri boleh menambah teknologi tenaga bersih untuk meningkatkan daya tahan grid dalam menghadapi perubahan iklim.

S: California telah menambah sejumlah besar kapasiti bateri dalam beberapa tahun kebelakangan ini untuk meningkatkan kebolehpercayaan grid. Apakah peranan yang mereka mainkan untuk memastikan lampu menyala, dan adakah mereka akan memainkan peranan yang lebih besar untuk bergerak ke hadapan?

Gelombang haba baru-baru ini menunjukkan storan bateri skala grid telah tiba di California dengan cara yang besar. Pada 2020, negeri ini hanya mempunyai 250 megawatt bateri yang dipasang pada gridnya, daripada jumlah beban puncak seluruh negeri sebanyak 52 gigawatt (GW). Semasa gelombang haba minggu lalu, California mempunyai lebih daripada 3.2 GW bateri yang menyokong grid, lebih kapasiti daripada loji kuasa nuklear Diablo Canyon. Bateri ini biasanya membekalkan empat jam tenaga, jadi 150 kali ganda lebih tenaga daripada hanya dua tahun lalu. Bateri memainkan peranan penting dalam memastikan grid berjalan, dan tanpanya kami akan mengalami pemadaman bergulir.

Grid California mempunyai kapasiti bateri terpasang paling banyak dipasang daripada mana-mana grid di seluruh dunia, dan Amerika Syarikat menerajui pelaburan global dalam storan bateri skala grid dengan hampir separuh daripada semua pelaburan tahun lepas. Dengan melabur dalam simpanan tenaga, negeri ini telah meningkatkan daya tahannya terhadap cuaca ekstrem.

Tetapi ini hanyalah permulaan - semakin banyak bateri akan datang dalam talian di California. Awal tahun ini, Suruhanjaya Kemudahan Awam California mengeluarkannya pelan sistem pilihan, yang merangkumi 15 GW storan baharu dan sumber tindak balas permintaan yang akan dipasang menjelang 2032. Lebih daripada 90 GW bateri dicadangkan dalam baris gilir sambung sambungan ISO California, menunjukkan minat komersial yang kukuh dalam storan bateri. Bateri akan menjadi sumber penting untuk memenuhi matlamat tenaga bersih California yang bercita-cita tinggi, memastikan kapasiti kukuh yang mencukupi untuk memastikan grid berjalan walaupun pada masa tanpa tenaga solar atau angin.

S: Pelanggan nampaknya telah memainkan peranan mereka juga, bertindak balas kepada makluman teks untuk menjimatkan kuasa. Bagaimanakah anda melihat hasil ini, dan apakah respons permintaan peranan yang lebih besar boleh menyumbang kepada kebolehpercayaan?

Tindak balas permintaan, di mana pelanggan mengurangkan penggunaan mereka sama ada secara sukarela atau melalui pampasan, memainkan peranan penting dalam kebolehpercayaan grid dan merupakan blok binaan utama dalam portfolio sumber yang mengimbangi bekalan dan permintaan. Dalam kes yang melampau seperti gelombang haba minggu lepas, pengendali grid tidak selalu mempunyai penjanaan yang mencukupi dalam talian untuk memenuhi beban. Malah, kebanyakan grid bercadang untuk mengalami beberapa gangguan kecil, kerana ia adalah sangat mahal untuk merancang untuk memenuhi beban sepanjang masa.

Amaran teks luar biasa pada hari Selasa yang meminta pelanggan mengurangkan permintaan elektrik mereka berjaya mengelak pemadaman berterusan – ia diikuti hampir serta-merta oleh penurunan kira-kira 2 GW dalam permintaan. Tetapi mekanisme semacam itu hanya boleh berfungsi dalam situasi terhad, dan tidak boleh dipanggil lebih daripada sekali atau dua kali setahun.

Sebaik-baiknya, California akan mengukuhkan program tindak balas permintaannya, di mana pengguna mendapat bayaran untuk mengurangkan permintaan, melalui automasi seperti termostat pintar dan teknologi baharu yang lain. Program baharu daripada utiliti PG&E memberi ganjaran kepada pelanggan yang mengurangkan permintaan semasa gelombang haba dengan $2 untuk setiap kilowatt-jam tenaga yang dijimatkan. Lebih daripada 1.5 juta pelanggan telah mendaftar dalam program ini, dan ia merupakan model yang menarik untuk dipertimbangkan di seluruh negeri.

S: Adakah grid mengalami gangguan, dan jika ya, apakah punca gangguan tersebut?

Beberapa gangguan setempat disebabkan oleh beban transformer pengedaran yang berlebihan akibat haba, dan City of Healdsburg salah faham tahap kecemasan pengendali grid dan mula menumpahkan beban (padam bergolek) sebelum mereka diminta, tetapi secara keseluruhan grid bertahan dengan baik.

Cuaca yang menghadap negeri itu, dan seluruh Barat, adalah berpanjangan dan melampau. Bukan sahaja cuaca panas bermakna beban memecahkan rekod untuk grid, ia juga bermakna menghukum suhu boleh memaksa peralatan di luar talian. Perancang grid perlu mengakui perubahan iklim mendorong suhu bersejarah daripada melampau kepada normal dan merancang untuk lebih banyak ribut haba yang melampau, seluruh Barat, dan tahan lama ini.

S: Bagaimanakah output solar dan angin membantu mengimbangi bekalan dan permintaan? Adakah pelaburan tenaga boleh diperbaharui California datang dalam talian dengan cukup pantas untuk bersaing dengan keperluan kebolehpercayaan?

Panel SolarSOLAR3
memberikan konsisten 1313
GW kuasa ke grid California minggu lepas dari 9:00 pagi hingga 5:00 petang setiap hari, kira-kira satu perempat daripada jumlah permintaan. Waktu petang dari 4:00 petang hingga 9:00 malam adalah masa tekanan grid yang paling besar, apabila keluaran solar menurun tetapi permintaan kekal tinggi. Ini adalah apabila bateri membantu grid, mengecas semasa tengah hari dan menyahcas pada awal petang. Pada hari Selasa, hari terpanas gelombang haba dan hari tekanan grid terbesar, angin meningkat pada waktu petang dan memberikan kuasa 2.7 GW.

Walaupun kami berjaya melalui minggu lepas dengan grid yang utuh, California tidak sepatutnya mengalami panggilan rapat sedemikian pada masa hadapan. Negeri ini berlumba-lumba untuk memasang lebih banyak solar, angin, bateri, serta penghantaran untuk menyambungkan semua sumber baharu ini ke grid.

Walau bagaimanapun, cabaran rantaian bekalan dengan kedua-dua solar dan bateri telah menangguhkan banyak projek, menyebabkan negeri itu tidak dapat memenuhi matlamatnya. Di samping itu, kadar pembangunan penghantaran tidak memenuhi permintaan, menyebabkan banyak projek terperangkap dalam baris gilir menunggu untuk menyambung ke grid. Negeri memerlukan rancangan yang komprehensif untuk menggunakan projek baharu dan menyahsekat logjam pembangunan penghantaran supaya ia dapat memenuhi matlamat tenaga bersihnya.