Pada Musim Panas Rekod Panas, Grid Kuasa AS Bertahan–Setakat ini

Walaupun amaran awal daripada pengendali grid dan pakar kebolehpercayaan grid kuasa, gelombang haba yang tidak pernah berlaku sebelum ini pada musim panas ini tidak menyebabkan pemadaman bergulir di AS—sekurang-kurangnya tidak setakat ini.

Manakala penduduk di beberapa negeri termasuk Texas, Indiana, Illinois and Iowa, telah digalakkan untuk mengurangkan penggunaan tenaga mereka pada waktu puncak untuk mengelakkan pemadaman bergulir, hanya sedikit yang terpaksa menanggungnya pada peringkat ini.

Penduduk Grosse Pointe, Michigan, di utara Detroit, terputus bekalan elektrik pada lewat Julai kerana gangguan penghantaran. DTE EnergyDTE
naib presiden operasi pengedaran memberitahu tempatan sekutu ABC bahawa gangguan itu mungkin disebabkan oleh infrastruktur yang semakin tua tetapi "sudah tentu, suhu tinggi boleh memainkan peranan." Di tempat lain, penduduk di Bandar New York and tengah California menghadapi gangguan akibat panas.

Kebanyakan pemadaman masih disebabkan oleh acara tempatan, seperti kereta yang melanggar tiang utiliti, menurut profesor Jay Apt, pengarah bersama Pusat Industri Elektrik Carnegie Mellon. "Sangat sedikit gangguan disebabkan oleh penjanaan kuasa yang tidak mencukupi dan talian penghantaran yang gagal... punca terbesar adalah ribut yang akan meniup pokok ke dalam talian elektrik," katanya.

"Secara umum, saya akan mengatakan grid telah bertahan dengan baik, tetapi ia sangat awal pada musim panas," North American ElectricAEP
Ketua Pegawai Eksekutif dan Presiden Reliability Corporation (NERC) Jim Robb berkata pada podcast Public Power Now pada bulan Julai. “Tempoh ketegangan sebenar untuk grid akan datang pada Ogos dan awal September, terutamanya di barat. Jadi saya sama sekali tidak akan mengatakan bahawa kita sudah keluar dari hutan, tetapi setakat ini, pengendali grid telah dapat mengatur armada generasi mereka untuk dapat memenuhi permintaan yang mereka lihat.”

An penilaian oleh NERC pada bulan Mei mendapati Majlis Kebolehpercayaan Elektrik Texas, kesemua 14 negeri AS di bawah Majlis Penyelarasan Elektrik Barat dan negeri tengah AS di bawah Kolam Kuasa Barat Daya berada pada risiko bermusim yang tinggi — bermakna mereka menghadapi “potensi untuk operasi yang tidak mencukupi rizab dalam keadaan [cuaca] melebihi normal.” Pengendali Sistem Bebas Midcontinent - yang menguruskan penjanaan dan penghantaran kuasa di 15 negeri termasuk Illinois dan Michigan - berada pada "berisiko tinggi" dan boleh berdepan "berpotensi untuk rizab operasi yang tidak mencukupi dalam keadaan puncak biasa."

Robb memberitahu Forbes dalam satu kenyataan bahawa penilaian musim panas ini "adalah antara NERC yang paling menyedihkan telah diterbitkan setakat ini."

"Sejak 2018, kami telah melihat peningkatan bilangan risiko terhadap kebolehpercayaan sistem kuasa pukal yang berlaku pada kadar yang semakin pantas," kata Robb. "Memandangkan grid mengalami transformasi asas, mengurus rentak perubahan adalah cabaran utama untuk memastikan kebolehpercayaan dan daya tahan terhadap peristiwa yang semakin kerap dan ekstrem."

Ramalan suhu tinggi dan kemarau adalah faktor besar dalam pandangan suram NERC, dengan Perkhidmatan Cuaca Kebangsaan pada Mei mengatakan kebarangkalian hampir semua AS mengalami suhu di atas normal pada musim panas ini adalah "condong" atau "kemungkinan" melebihi normal. NWS juga mendapati bahawa kebanyakan Barat Laut, sebahagian besar AS tengah dan kebanyakan Texas menghadapi "condong di bawah" dan "kemungkinan di bawah" paras kerpasan normal.

Ramalan cuaca telah terbukti benar: kebanyakan Barat dan Barat Daya mengalami kemarau dan beberapa bandar di seluruh negara telah merekodkan rekod suhu.

Cuaca semacam itu "melakukan sesuatu dari segi permintaan [dan] ia melakukan sesuatu dari segi penawaran," menurut Apt. Permintaan yang meningkat daripada gelombang haba biasanya boleh diurus untuk beberapa hari pertama melalui program tindak balas permintaan, yang membolehkan institusi dan syarikat memperoleh hasil dengan mengurangkan penggunaan kuasa mereka semasa tempoh puncak. Tetapi keberkesanan program tersebut hilang selepas beberapa hari kerana "keletihan tindak balas permintaan." Dalam erti kata lain, selepas beberapa hari, perniagaan penat memetakan penggunaan tenaga mereka lebih awal daripada masa.

Walau bagaimanapun, implikasi yang lebih besar pada grid daripada haba yang tinggi dan hujan yang rendah bukanlah permintaan yang meningkat, tetapi keupayaan yang lebih rendah. Hidroelektrik dikurangkan apabila kurang air tersedia dan "apabila anda mengalami hari panas yang melampau, anda mempunyai had pada loji arang batu dan loji gas asli," kata Apt. “Udara yang membekalkan oksigen untuk pembakaran adalah kurang tumpat apabila keluar 100 darjah berbanding ketika keluar 20 darjah. Oleh itu, loji gas asli…perlu mengurangkan pengeluarannya kerana mereka tidak mendapat terlalu banyak atom oksigen seperti yang berlaku semasa cuaca sejuk. Dengan loji arang batu, air penyejuk yang menyejukkan cerek teh besar, loji arang batu, tidaklah sedingin dulu. Oleh itu, mereka perlu menghentikan pengeluaran mereka untuk tidak mencairkan peralatan mereka.” Perkara yang sama berlaku untuk banyak loji nuklear yang tidak terletak berhampiran lautan.

Walaupun senario kes terburuk pemadaman dan pemanjangan di seluruh negara yang disebabkan oleh haba tidak menjadi kenyataan, penggubal undang-undang dan pegawai telah mengendahkan amaran teruk utiliti dan telah mendorong pemodenan grid dan meningkatkan kebolehpercayaan dalam beberapa cara.

Rep. Jerry McNerney (D-Calif.), ahli Jawatankuasa Dewan Tenaga dan Perdagangan, berkata bahawa krisis kuasa di Texas pada Februari 2021 di mana sekurang-kurangnya 200 orang meninggal dunia membuatkan beberapa penggubal undang-undang menyedari kebolehpercayaan grid adalah "inisiatif kami semua perlu risau.”

McNerney memperkenalkan Akta Ketahanan Grid pada bulan Julai, yang memerlukan kerajaan persekutuan menjalankan kajian tentang keperluan dan kebolehlaksanaan piawaian yang akan memastikan loji kuasa termoelektrik dapat beroperasi semasa kemarau. Ia meluluskan Dewan sebagai sebahagian daripada Akta Tindak Balas Kebakaran Liar dan Ketahanan Kemarau pada 29 Julai dengan undian 218-199. Rang undang-undang itu juga termasuk undang-undang penggubal undang-undang lain untuk melabur dalam simpanan tenaga dan mikrogrid serta membenarkan wilayah berkongsi kuasa sekiranya berlaku kecemasan tenaga.

McNerney berkata bahawa dia menyokong rancangan untuk memastikan loji kuasa nuklear Diablo Canyon di selatan California dibuka. Kilang itu menyumbang 9% daripada pengeluaran tenaga negeri dan telah dijadualkan untuk ditutup pada 2025, tetapi Gavin Newsom (D) telah mendorong agar garis masa dilanjutkan dalam menghadapi permintaan tenaga yang semakin meningkat.

"Dengan kemarau, kami bukan sahaja menghadapi kebakaran hutan dan ancaman kepada grid kami, tetapi kami menghadapi kurang keupayaan untuk menghasilkan kuasa hidro," kata McNerney. “Kami mempunyai acara ekstrem, kami tidak boleh mengimbanginya…Memastikan Diablo Canyon terbuka sangat masuk akal pada ketika ini, sekurang-kurangnya untuk beberapa tahun. Sekarang, kita mempunyai isu berkaitan kuasa nuklear yang saya fikir perlu ditangani. Tetapi ia adalah sumber tenaga rendah karbon dan ia boleh menghasilkan banyak kuasa, jadi kita perlu berfikiran terbuka tentang bagaimana kita boleh menghasilkan kuasa itu.”

Walaupun Akta Ketahanan Kebakaran Liar dan Kemarau masih perlu melalui Senat, ia bukan satu-satunya kali Kongres mempertimbangkan langkah-langkah ketahanan grid baru-baru ini. Akta Pengurangan Inflasi, yang meluluskan Senat pada hari Ahad dalam undian parti dan dijangka mudah melalui Dewan yang dikawal Demokrat pada hari Jumaat, mengandungi banyak peruntukan iklim yang akan menyokong kebolehpercayaan grid, seperti subsidi untuk tenaga solar dan tenaga boleh diperbaharui yang lain . Dan perjanjian infrastruktur dwipartisan, yang ditandatangani menjadi undang-undang oleh Presiden Joe Biden, mengandungi banyak peruntukan yang berkaitan dengan pengukuhan infrastruktur grid kuasa dan mengurus beban.

Sebagai sebahagian daripada undang-undang infrastruktur, Jabatan Tenaga mengumumkan pada bulan Julai program geran $2.3 bilion yang direka untuk menyokong usaha negeri dan suku kaum untuk memodenkan grid. Program geran akan menyediakan $459 juta setiap tahun untuk jangka masa lima tahun di seluruh negeri dan suku kaum untuk menyokong perkara seperti menyepadukan mikrogrid, menambah komponen tahan api dan peralatan bawah tanah.

"Kita perlu meletakkan seberapa banyak talian kuasa di bawah tanah yang mungkin, itu pasti akan membuat perbezaan dari segi kebolehpercayaan dalam kebakaran hutan dan isu berkaitan penting lain," kata McNerney. Suhu yang melampau menjejaskan kestabilan talian kuasa dan punca, antara isu struktur lain, terkulai, tambahnya.

Tetapi McNerney, Apt dan pakar lain bersetuju bahawa $2.3 bilion adalah hampir sama dengan jumlah yang diperlukan untuk membuat peningkatan sebenar dalam infrastruktur. "$2 bilion, walaupun membantu, adalah penurunan dalam baldi," kata Apt. McNerney juga menyatakan bahawa jumlah itu tidak mencukupi untuk menaik taraf grid di California sahaja, tetapi berharap ia dapat "menggalakkan perkongsian awam-swasta dan [utiliti] untuk merancang lebih awal dan memahami perkara yang akan diperlukan sebelum itu sebelum terlambat. ”

Paul Alvarez, Ketua Pegawai Eksekutif firma perancangan grid pengedaran dan perundingan pelaburan yang dipanggil Wired Group, berkata beberapa tekanan yang dihadapi grid semasa waktu puncak boleh diimbangi dengan pengurusan penggunaan tenaga yang betul, seperti melalui meter pintar. Bagaimanapun, beliau berpendapat sesetengah utiliti mungkin tidak bermotivasi untuk mempromosikan meter pintar kerana penggunaan elektrik yang lebih rendah akan diterjemahkan kepada keuntungan yang lebih rendah. “Daripada hanya sentiasa membina sistem untuk mencapai puncak, tembak dengan baik, bagaimana jika kita boleh menguruskan puncak untuk memenuhi sistem? Ia sangat masuk akal, ia semestinya dapat mengurangkan bilangan panggilan bagi mereka yang terputus dan putus asa dan ia sepatutnya meningkatkan keupayaan kita untuk mengambil lebih banyak tenaga suria dan angin pada sistem. Tetapi utiliti pengedaran benar-benar tidak mempunyai motivasi untuk melakukannya, jadi kami berada dalam sedikit masalah di sini.”

Dengan pelaburan berterusan dalam grid, seseorang boleh menjangkakan kebolehpercayaan akan bertambah baik — tetapi Alvarez dan Apt mencadangkan banyak isu mengenai pemodenan grid akan kekal melainkan insentif pasaran dan pengawasan perbelanjaan utiliti bertambah baik.

Walaupun Alvarez tidak menentang pelaburan tertentu, seperti untuk menampung tenaga angin dan suria, beliau memberi amaran bahawa utiliti terdorong untuk terus mencari modal, yang boleh membawa kepada pelaburan berlebihan. "Kami perlu melakukan lebih banyak tolak balik, kami perlu mempunyai pemeriksaan yang lebih berkelayakan tentang perkara yang diberitahu oleh utiliti kepada kami," katanya, sambil menyatakan bahawa ia amat mencabar memandangkan kekurangan pengetahuan yang kerap daripada penggubal undang-undang dan bilangan kecil pakar yang berkelayakan tidak bekerja untuk utiliti.

Apt memandang kekurangan insentif pasaran sebagai penghalang jalan yang berpotensi untuk meningkatkan kebolehpercayaan, dengan menyatakan bahawa syarikat tidak bermotivasi kewangan untuk membina loji gas asli di bahagian atas pertengahan barat selepas beberapa perancangan. persaraan loji arang batu sejak beberapa tahun kebelakangan ini.

"Sekarang pada musim panas ini, kami mempunyai situasi di mana margin rizab di bahagian barat tengah atas agak skosh, ia agak rendah," katanya. “Sehingga kami mendapat isyarat harga yang mencukupi untuk menarik orang lain ke pasaran, itu adalah kelemahan, sama seperti fakta bahawa pasaran tidak menghantar sebarang isyarat di Texas untuk memujuk loji mereka dan sememangnya memujuk infrastruktur gas asli. Tidak ada sebab harga untuk berbuat demikian supaya orang ramai tidak melakukannya.”

Sebahagiannya kerana kekurangan insentif pasaran dan sebahagiannya kerana perubahan iklim, perbualan mengenai kebolehpercayaan grid adalah jauh daripada baharu — tetapi musim panas ini telah membawa lebih banyak perhatian kepada isu itu. "Kami telah mengeluarkan amaran mengenai grid selama beberapa tahun," kata Mark Denzler, ketua eksekutif Persatuan Pengilang Illinois kepada Washington Post. “Tetapi kepantasan perkara ini berlaku telah mengejutkan orang ramai. Mereka tidak menyangka kami akan menghadapi masalah ini selama beberapa tahun.”

Walaupun kebimbangan yang dinyatakan pada awal tahun ini mengenai pemodenan grid agak reda, apabila AS berjaya melewati Julai tanpa sebarang isu kebolehpercayaan utama, masalah yang mendorong kebimbangan itu mula-mula berlarutan. Dan dengan mengandaikan grid berjaya melalui musim panas dengan utuh, musim sejuk hampir tiba.