Kalifornija var droši sasniegt 85% tīras enerģijas līdz 2030. gadam, neriskējot ar pārtraukumiem — ceļā uz 100% tīru elektrotīklu

Energoapgādes krīzes Kalifornijas 2020. gada augusta karstuma viļņu laikā radīja jautājumus par to, cik uzticams būs štata tīkls ceļā uz 100% tīras enerģijas mērķi līdz 2045. gadam.

Bet jaunie pētījumi sniedz skaidras atbildes: Kalifornija līdz 85. gadam var droši sasniegt 2030% tīru elektrotīklu ar daudzveidīgu atjaunojamo energoresursu un bateriju kombināciju, elastīgu pieprasījumu, tirdzniecību ar kaimiņvalstīm un dažām esošām spēkstacijām — saskaņā ar vairākiem pieņēmumiem un iespējamiem nākotnes apstākļiem. Izrādās, ka tīrāks režģis ir uzticamāks režģis.

Valsts regulatori un vēlētas amatpersonas var sasniegt šo svarīgo soli ceļā uz valsts 100% tīras enerģijas nākotni, veicot politikas pasākumus, kas paātrina daudzveidīgu tīras enerģijas ieviešanu, samazina atkarību no gāzes ražošanas, stimulē pieprasījuma puses resursus un uzlabo reģionālo elektroenerģijas tirdzniecības koordināciju ar kaimiņvalstīm.

Politikas virzībai uz priekšu

Kalifornija ir starptautisks līderis siltumnīcefekta gāzu piesārņojuma samazināšanā, vienlaikus nodrošinot arvien tīrāku enerģiju lielai un daudzveidīgai elektroenerģijas lietotāju grupai — 40 miljoniem cilvēku un pasaules 5^th lielākā ekonomika. Energoefektivitātes pasākumi daudzus gadus ir noturējuši valsts kopējo elektroenerģijas patēriņu nemainīgu, vienlaikus virkni arvien ambiciozāku atjaunojamo portfeļa standarti ir veicinājuši tīras enerģijas piegādes ātru ieviešanu no atjaunojamiem resursiem, piemēram, vēja un saules.

Valsts regulatoru ambīcijas ir piedzīvojušas jaunu grūdienu. Kalifornijas sabiedrisko pakalpojumu komisija (CPUC) nesen izdeva iepirkuma pasūtījumus par jauniem tīriem resursiem un apstiprināja jaunu vēlamās sistēmas plānu saviem elektroenerģijas piegādātājiem, kuru mērķis ir samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas līdz 38 miljoniem metrisko tonnu (MMT) līdz 2030. gadam un 35 MMT līdz 2032. gadam, līdz 86. gadam radot elektroenerģijas ražošanu bez emisijām par 2032%.

Bet pat ar šīm palielinātajām ambīcijām Kalifornijai ir jādara vairāk, lai sasniegtu savus mērķus attiecībā uz uzticamu nākotni bez oglekļa emisijām. Jauns tehniskais ziņojums no Telos Energy un GridLab un pavada politikas ziņojums Energy Innovation izklāsta, kā valsts var risināt šo izaicinājumu.

Jauna pieeja

Tehniskajā ziņojumā ir sniegta jauna metodoloģija, kas palīdz politikas veidotājiem ātri novērtēt daudzus nākotnes resursu portfeļus un pieņēmumus, lai nodrošinātu nākotnes tīru enerģijas tīklu. Iekļaujot scenārijus un jutīgumu, kas pārbauda uzticamību, izmantojot tādu informāciju kā stundas vēja un saules dati, kas saskaņoti ar stundas pieprasījuma datiem par astoņiem iespējamiem gadiem visā ASV rietumos, modelētāji var salīdzinoši ātri un ar zemām izmaksām salīdzināt dažādu resursu portfeļu priekšrocības.

Pēc tam politikas veidotāji var redzēt, kā katrs portfelis visefektīvāk izmanto savu 75% atjaunojamo resursu daļu dažādos gados: samazinot tādas lietas kā akumulatoru zudumi turp un atpakaļ, koncentrēta valsts gāzes resursu izmantošana un pārmērīga atkarība no kaimiņiem, ja reģionālā līmenī. pieprasījums ir liels.

Tehniskajā ziņojumā ir arī modelēti galvenie “stresa apstākļi”, kas varētu apdraudēt uzticamību, piemēram, zems hidroenerģijas patēriņš sausuma dēļ, importa ierobežojumi, gāzes rūpnīcu pārtraukšana, ogļu rūpnīcu pārtraukšana kaimiņvalstīs, un konstatēts, ka katrs 85% tīras elektroenerģijas portfelis ir uzticams. Konkrēti, modelētāji simulēja karstos laika apstākļus, kas izraisīja nepārtrauktus elektroenerģijas padeves pārtraukumus 2020. gada augustā, un konstatēja, ka līdzīgā gadījumā 85% tīrai elektroenerģijas sistēmai būtu pietiekami daudz elektroenerģijas.

Optimizēšana vērienīgam izvietošanas grafikam

Šī jaunā pieeja ir īpaši pamanāma, apsverot vērienīgo paātrinājumu tīras enerģijas veidošanā, kas valstij nepieciešams, lai sasniegtu vai pārsniegtu 80% tīras enerģijas gada mērķi 2030. gadam. Dažādu portfeļu modelēšana ļauj politikas veidotājiem apsvērt svarīgus kompromisus, piemēram, akumulatoru uzglabāšanas uzticamības lomu. , gāze un imports nodrošina galvenokārt uz saules un vēja enerģiju balstītām sistēmām, un kā tas mainās, ja portfelim tiek pievienoti konsekventāki resursi, piemēram, ģeotermālais un jūras vējš.

Pārbaudot dažādu resursu portfeļu uzticamības veiktspēju galveno stresa faktoru ietekmē, tiek nodrošināta efektīvāka iepirkuma veikšana pēc tam, kad piedāvātie portfeļi ir izgājuši visus normatīvos aktus.

Piemērs: Tehniskā ziņojuma “Resursu daudzveidības” portfelis, kas parādīts iepriekš, samazina vajadzību būvēt pēc iespējas vairāk saules un sauszemes vēja parku, samazina enerģijas zudumus turp un atpakaļ no veloakumulatoru uzglabāšanas un mazāk paļaujas uz fosilā kurināmā spēkstacijām, lai nodrošinātu uzticamību. Tas tiek darīts, iekļaujot nozīmīgus jaunus jūras vēja un ģeotermālās enerģijas ražošanas resursus, kas ražo enerģiju konsekventāk un papildina citus atjaunojamos energoresursus, bet par augstāku cenu. Ievērojama pieprasījuma reakcijas pievienošana kombinācijai kompensē lielas akumulatora uzglabāšanas vajadzības. GridLab un Telos modelēšana izceļ resursu dažādošanas priekšrocības, kas nav saistītas ar izmaksām, un var būt vērtīgs instruments visām valstīm, kas strādā, lai sasniegtu tīras elektroenerģijas mērķus.

Kā Kalifornijas enerģētikas aģentūras un tās tīkla operators CAISO turpināt īstenot valsts tīras enerģijas politikas darba kārtībā, tām būtu jāiekļauj tehniskā ziņojuma jaunā pieeja, lai novērtētu plašāku portfeļu kopumu, vienlaikus turpinot ciešo sadarbību uzticamības un iepirkumu jomā, ko viņi ir izrādījuši kopš 2020. gada augusta karstuma viļņiem.

Var būt noderīgi īpaši centieni plānot turpmāko jūras vēja enerģijas ieviešanu un tieši pilnvarot iepirkt daudzveidīgākus ražošanas resursus, piemēram, tīrus un stabilus atjaunojamos energoresursus (parasti ģeotermālo) un ilgtermiņa uzglabāšanu, taču ziņojumos norādīts, kā to varētu izdarīt organiskāk un pārredzamāk. Šāda veida analīze papildinātu CPUC nesen veikto palielinātas ambīcijas resursu plānošanā un jaunajā tālredzīgajā CAISO 20 gadu pārraides perspektīva.

Taisnīgāka nākotne no tīrāka tīkla

Taisnīga pāreja uz tīru elektroenerģiju ir atkarīga no ieguldījumiem ekonomiski dzīvotspējīgos tirgos un to radīšanas tīras enerģijas portfeļi kas palīdz izbeigt dabasgāzes blokus, kaitējot Kalifornijas kopienām, kuras visvairāk noslogo piesārņojums. Taisnīga pāreja ietekmētajām kopienām ietver arī kopienas noturības palielināšanu, tīru resursu veidošanu ar darba un ekonomiskiem ieguvumiem, kā arī vietējo konsultāciju izmantošanu jaunu investīciju izvēlē.

Tehniskā pētījuma vairāki scenāriji atklāja, ka štata tīkls būtu uzticams pat pēc 11.5 gigavatu (GW) vai aptuveni vienas trešdaļas no Kalifornijas esošās gāzes jaudas pārtraukšanas. Lai gan tas ir ārpus tehniskā pētījuma darbības jomas, pavadošajā politikas ziņojumā ir ieteikts ne vēlāk kā 2030. gadā par prioritāti izbeigt gāzes stacijas, kas atrodas netālu no nelabvēlīgām kopienām vai tajās, vienlaikus pēc iespējas ātrāk novēršot valsts atkarību no gāzes. Dažas aģentūras, tostarp CPUC, ir panākušas zināmu progresu iekļaušanas un vides taisnīguma jomā, taču apstājušies centieni pārtraukt gāzi parādiet, ka vēl ir daudz darāmā.

Valsts aģentūrām un politikas veidotājiem jākoncentrējas uz dabasgāzes turpmākās izmantošanas pamatcēloņiem Kalifornijā un jāizstrādā plāns tās pakāpeniskai pārtraukšanai. Tas nozīmē, ka ir jāpārskata, kā jauni tīras enerģijas portfeļi un pieprasījuma puses resursu izmantošana varētu aizstāt dabasgāzi, nodrošinot uzticamības vērtību sistēmas un vietējā līmenī.

Plānotājiem vajadzētu dubultot resursu daudzveidību

Izmantojot tehniskā pētījuma atziņas, politikas pārskats parāda, kā daudzveidīgāks tīro resursu kopums var sniegt vēl būtiskākas priekšrocības valsts strauji mainīgajam tīklam. Šīs priekšrocības ietver samazinātas zemes izmantošanas un pārvades vajadzības, lielāku iespēju sasniegt tīras elektroenerģijas mērķus, mazāku ietekmi uz nelabvēlīgā situācijā esošām kopienām un palielinātu noturību.

Resursu daudzveidība var izpausties dažādos veidos: piegādes resursi (piemēram, jūras vēja, ģeotermālā vai izkliedētā saules enerģija), resursu atrašanās vieta (dažādas vietas var nodrošināt papildu profilus), pieprasījuma elastība un ciešāka koordinācija ar kaimiņvalstīm. Tehniskais pētījums liecina, ka no šiem kaimiņiem importētai jaudai bieži ir galvenā loma tīkla līdzsvarošanā. Ņemot vērā pētījumā konstatēto, ka jaudas rezerves ir pieejamas visā Rietumos, kad Kalifornijai tas ir nepieciešams, ciešāka koordinācija ļaus Kalifornijai daudz pārliecinošāk paļauties uz saviem kaimiņiem.

Kalifornijas paātrinātā tīrās enerģijas pāreja ir iespēja

Kalifornijas tīrās enerģijas pārveidošanas virzība uz priekšu rada daudz izaicinājumu, lai turpinātu ieslēgt apgaismojumu, piemēram, kā turpināt veidot jaunu infrastruktūru, ciešāk sadarboties ar elektroenerģijas patērētājiem, lai atbloķētu sadalītos resursus, un izprast ietekmi, ko rada atkarība no jauniem resursiem, piemēram, akumulatoriem, kas nodrošina jauda ir šķipsnā, bet tā ir jāuzlādē.

Tomēr šī pārveide piedāvā arī neticamas iespējas, izmantojot gudrāku plānošanu un politiku, piemēram, cīnoties pret klimata pārmaiņām, uzlabojot gaisa kvalitāti nelabvēlīgās kopienās, pieņemot jaunas pieejas, lai novērtētu visefektīvāko tīras elektroenerģijas resursu kombināciju, radot arēnu visu veidu tehnoloģiskajām inovācijām. un veidojot elastīgāku tīklu, kas būs paraugs citām valstīm un valstīm.