Экстремальная жара проверяет способ производства, доставки и продажи энергии и повышает вероятность постоянных чрезвычайных ситуаций.
Эта статья опубликована в Нью-Йорк Таймс.
Вообще то злорадствовать не хорошо, но я буду. Маленькая справка о том , что такое Калифорния. Этот штат с населением в 39 млн чел. То есть по этому показателю сопоставим с такими государствами как Польша или Украина.
Автор: Иван Пенн
Иван Пенн, который много писал об электросети, сообщил из Лос-Анджелеса.
25 сентября 2022 г.
Калифорния как никогда остро ощущает сохраняющийся страх: угрозу веерных отключений на долгие годы.
Несмотря на добавление новых электростанций, строительство огромных систем хранения аккумуляторов и перезапуск некоторых закрытых генераторов ископаемого топлива за последние пару лет, Калифорния в значительной степени зависит от энергии из других штатов — кавалерии, мчащейся по далекому холму.
Иногда поддержка не появляется, когда ожидается, или вообще. Так было в этом месяце, когда миллионы жителей получили оповещения по мобильным телефонам, призывающие их сократить потребление энергии, поскольку штат балансировал на грани отключения электроэнергии из-за палящей жары.
Поскольку изменение климата приводит к учащению экстремальных погодных явлений, опасность только возросла.
“Непостоянство погоды наносит ущерб энергетическим системам”, - сказал Эван Карон, 20-летний ветеран энергетической отрасли в качестве трейдера и инвестора, который занимается венчурными инвестициями в Riverstone Holdings, частной инвестиционной компании в Нью-Йорке. “Они создали сложные системы, чтобы попытаться выяснить, как сбалансировать спрос, но система несовершенна”.
Там, где местные коммунальные службы когда-то производили, передавали и доставляли электроэнергию своим клиентам, теперь группа игроков управляет обслуживанием в большинстве районов страны. Есть владельцы электростанций, торговцы энергией, которые покупают и продают избыточную мощность, не оговоренную в контрактах, коммунальные предприятия, которые поставляют электроэнергию потребителям, менеджеры электросетей, которые все это координируют.
Сеть Калифорнии соединена линиями электропередачи с другими западными штатами и канадскими провинциями, что позволяет ей импортировать и экспортировать электроэнергию. Как и любой крупный рынок, система обладает преимуществами масштаба, позволяя перенаправлять ресурсы туда, где они необходимы. Но опыт Калифорнии выявил ряд уязвимостей — в конструкции системы и в генерирующих мощностях региона, — которые создают потенциал для сбоев.
Переход от ископаемого топлива усложнил энергетические операции, поскольку все большая доля электроэнергии поступает от солнечных и ветряных электростанций, которые вырабатывают энергию только тогда, когда светит солнце или дует ветер, что делает доступное снабжение более изменчивым в течение 24-часового периода.
Частью стратегии президента Байдена по сокращению выбросов и противодействию последствиям изменения климата является увеличение поставок чистой энергии из одного района, штата или региона в другой — скажем, от ветряных электростанций Вайоминга или солнечных электростанций Аризоны до домов и офисов в Калифорнии — усилия, подкрепленные сотнями миллиардов долларов в Закон о сокращении инфляции в этом году и другие меры.
Но пока эти планы не приведут к значительному увеличению производства и передачи энергии, управляющие сетями, такие как Калифорнийский независимый системный оператор или CAISO, который управляет 80 процентами электрической системы штата, должны зависеть от соседей и конкурировать с ними за то, что продается на энергетических рынках. Это означает, что Калифорния рискует потерпеть неудачу в периоды пикового спроса, подобного тому, который произошел 6 сентября.
В связи с резким повышением температуры по всему Западу CAISO столкнулся с ростом цен на региональном рынке, на котором он работает для покупки и продажи энергии. По мере того, как спрос на электроэнергию продолжал расти, росли и цены, некоторые почти до 2000 долларов за мегаватт-час, по сравнению с обычными ценами менее 100 долларов.
“Риск возникает, если мы не сможем добиться достаточно высоких цен по сравнению с остальным Западом, чтобы получать какие-либо импортные товары”, - сказала Кэрри Бентли, соучредитель и исполнительный директор Gridwell Consulting, которая специализируется на энергетических рынках на Западе. “Цены на юго-западе пустыни были немного выше, поэтому мы конкурировали с ними. Просто не хватило питания ”.
Преодоление кризиса
Когда наступило 6 сентября, Эллиот Майнцер, исполнительный директор CAISO, знал, что он переживает один из самых сложных дней в своей организации.
Ее метеорологи вместе с сотрудниками Национальной метеорологической службы прогнозировали рекордную жару. С ночными минимумами в 80-х годах на большей части штата, не потребовалось много времени, чтобы температура вернулась к 100-м годам, а в Сакраменто был установлен рекордный уровень в 116 градусов.
Незадолго до того, как г-н Майнцер и сотня других сотрудников коммунальных служб, небольших сетевых операторов и аварийных служб позвонили в 9 утра губернатору. Прогнозисты из офиса Гэвина Ньюсома, CAISO, прогнозировали самый высокий спрос, который когда-либо видела система, - 51 276 мегаватт. Пик, установленный 16 годами ранее, составил 50 270
“Мы видели, что будут некоторые значительные перебои в подаче электроэнергии”, - сказал г-н Майнцер. “Дело не только в спросе и жаре, но и в лесных пожарах, дыме и облачности, которые влияли на систему”.
Около 2000 мегаватт природного газа, которых достаточно для питания почти 1,5 миллиона домов, были отключены или работали на полную мощность.
Одна из проблем заключалась в том, что установки, работающие на природном газе, становятся чрезмерно напряженными в условиях сильной жары. Электростанция Ormond Beach, газовая электростанция 51-летней давности, расположенная в часе езды вверх по побережью от Лос-Анджелеса, неоднократно отключалась в первые дни аномальной жары. Теперь мощность завода была почти на пределе, хотя и не достигла 100 процентов.
Коммунальные службы начали запускать резервные генераторы.
Ничего из этого было недостаточно. В 4:57 вечера спрос на электроэнергию в системе CAISO достиг 52 061 мегаватт, что почти на 4 процента превышает рекорд.
“Высокие температуры, которые происходили снаружи, просто продолжали увеличивать нагрузку”, - сказал г-н Майнцер. “Это просто росло, росло и росло. Мы также встречаем закат ”.
Это означало, что поставки солнечной энергии вот-вот резко сократятся, а у сетевого оператора заканчивались резервные инструменты.
Около 5:17 вечера был объявлен самый высокий из трех уровней аварийного оповещения, и CAISO приказал коммунальным службам подготовиться к отключению электроэнергии для сотен тысяч потребителей.
В 5:40 вечера CAISO сообщил г-ну Ньюсому, что “мы были глубоко в чрезвычайной ситуации”, - сказал г-н Майнцер. “Это было то, где мы были, в одном шаге от чередующихся отключений”.
Приняв решительные меры, г-н Ньюсом приказал отправить экстренные предупреждения на 27 миллионов мобильных телефонов в районах с высоким спросом, таких как Лос-Анджелес. В сообщениях содержится призыв к людям избегать ненужного потребления электроэнергии, поддерживать температуру в термостатах не ниже 78 градусов и заряжать электромобили только ночью, после того, как спрос спадет.
За считанные минуты потребление электроэнергии упало более чем на 2000 мегаватт — или производственные мощности двух крупных электростанций.
аже когда Калифорния столкнулась с рекордным спросом, ее линии электропередач передавали электроэнергию в другие части региона, в некоторых случаях для выполнения контрактов между производителями и коммунальными службами. По словам Тайсона Сигеле, аналитика Фонда Protect Our Communities, группы защиты интересов энергетики, в течение нескольких часов в течение дня через систему CAISO было экспортировано более 5000 мегаватт электроэнергии в течение нескольких часов.
Даже с учетом экспорта штат импортировал в тот день больше электроэнергии, чем делился, и, по словам г-жи Бентли из Gridwell Consulting, мощность сети никогда не опускалась ниже 4000 мегаватт.
Тем не менее, г-н Майнцер осознает важность экспорта в такое критическое время.
“Я думаю, мы немного напуганы, - сказал г-н Майнцер, - что нас будут критиковать за то, что мы занимались экспортом”.
Поиск решений
Летом 2000 года, через два года после того, как Калифорния открыла свой оптовый рынок электроэнергии, розничные цены на электроэнергию в штате достигли рекордно высокого уровня, а нехватка электроэнергии привела к веерным отключениям — проблемам, вызванным манипулированием системой участниками рынка.
Законодатели и регулирующие органы штата и федерального уровня приняли меры для защиты от будущих манипуляций, волатильности цен и постоянных отключений, но эти шаги не устранили неопределенность и риски, присущие финансовым рынкам, включая оптовые энергетические рынки.
То, что г-н Майнцер назвал системой соседей, помогающих друг другу в кризис, на практике также является конкуренцией.
В обзоре чрезвычайной ситуации в этом месяце, проведенном Gridwell Consulting, г-жа Бентли определила, что Калифорния получает всю электроэнергию, которую она может приобрести, с тихоокеанского северо-запада, а также гидроэлектростанцию из Британской Колумбии. Дополнительное электричество должно было бы поступать с юго-запада, но ограничения оптовых цен в Калифорнии затрудняли конкуренцию с Аризоной и Нью-Мексико, где оптовики могли получать больше денег за свою электроэнергию.
“Ни один из других штатов ничего не мог нам дать”, - сказала мисс Бентли.
Джон Веллингхофф, бывший председатель Федеральной комиссии по регулированию энергетики, считает, что CAISO и калифорнийским регуляторам нужно потратить больше времени на то, чтобы их прогнозы были правильными. Рынки являются наиболее эффективным способом управления энергоснабжением в разных штатах, сказал он, но без надлежащего планирования электроэнергия становится слишком дорогой.
“Да, в Калифорнии не было веерных отключений, но какой ценой?” - сказал он о недавней чрезвычайной ситуации. “Какова была общая стоимость для потребителей в Калифорнии?” Пока нет авторитетного ответа.
Даже в отсутствие чрезвычайной ситуации калифорнийцы остро страдают от повышения цен на электроэнергию, что отражает нормативные требования к коммунальным предприятиям делать больше для предотвращения возникновения лесных пожаров, а также необходимость в большем количестве электростанций и накопителей энергии для удовлетворения растущего спроса. По данным Управления энергетической информации, типичный потребитель в Калифорнии платит за электроэнергию около 290 долларов в месяц по сравнению со 154 долларами для среднего жителя США.
Г-н Веллингхофф считает, что часть проблемы Калифорнии можно решить, изменив способ управления электроэнергией на Западе. CAISO управляет рынком торговли энергией во многих западных штатах, но контролирует только электрическую сеть Калифорнии.
В дополнение к региональному торговому рынку, г—н Веллингхофф хочет регионального оператора электросетей, а не отдельных операторов в отдельных штатах - идея, которая в прошлом встречала жесткую оппозицию, потому что правление CAISO назначается губернатором Калифорнии, а другие штаты не хотят, чтобы их крупный сосед диктовал политику. Со своей стороны, в Калифорнии некоторые чиновники не хотели передавать контроль над своим сетевым менеджером меньшим штатам.
Но г-н Веллингхофф сказал, что региональный сетевой менеджер мог бы лучше распределять ресурсы, не полагаясь только на энергетический рынок для доставки электроэнергии из района в район.
“Более широкие полномочия немедленно принесут пользу”, - сказал г-н Веллингхофф. “Систему необходимо сделать более эффективной. Да, мы могли бы быть в лучшем положении ”.
Г-н Майнцер сказал, что его сотрудникам придется просмотреть данные о чрезвычайной ситуации 6 сентября для получения более подробной информации о работе электростанций, импорте и экспорте, но Калифорния помогла соседним штатам, пострадавшим от сильной жары, в частности, Неваде, так же, как другие штаты оказали поддержку Калифорнии. По его словам, более серьезной проблемой является необходимость адаптации к меняющимся требованиям, которые изменение климата предъявляет к электросети, в том числе путем улучшения планирования.
“Нам приходится обновлять наши прогнозы ресурсов”, - сказал г-н Майнцер. “Прошлое больше не предсказывает будущее”.