Kalifornija može pouzdano postići 85% čiste energije do 2030. bez rizika zastoja – na putu do 100% čiste mreže

Krize električne energije tijekom toplinskih valova u Kaliforniji u kolovozu 2020. pokrenule su pitanja o tome koliko će državna mreža biti pouzdana na putu do cilja 100% čiste energije do 2045. godine.

Ali nova istraživanja daju jasne odgovore: Kalifornija može pouzdano postići 85% čistu električnu mrežu do 2030 s raznolikom mješavinom obnovljivih izvora energije i baterija, fleksibilnom potražnjom, trgovinom sa susjednim državama i nekim postojećim elektranama - pod višestrukim pretpostavkama izgradnje i mogućim budućim uvjetima. Ispostavilo se da je čišća mreža pouzdanija mreža.

Državni regulatori i izabrani dužnosnici mogu postići ovaj važan korak prema budućnosti države 100% čiste energije kroz političke akcije koje ubrzavaju raznoliku primjenu čiste energije, smanjuju ovisnost o proizvodnji plina, potiču resurse na strani potražnje i poboljšavaju regionalnu koordinaciju trgovine električnom energijom sa susjednim državama.

Politike za napredak

Kalifornija je međunarodni lider u smanjenju onečišćenja stakleničkim plinovima, a istovremeno pruža sve čistiju energiju za veliku i raznoliku populaciju korisnika električne energije – 40 milijuna ljudi i 5 svjetskih^th najveća ekonomija. Mjere energetske učinkovitosti držali su ukupnu državnu potrošnju električne energije na razini već dugi niz godina dok je niz sve ambicioznijih standardi obnovljivog portfelja potaknule su brzo usvajanje čiste opskrbe energijom iz obnovljivih izvora poput vjetra i sunca.

Ambicije državnog regulatora doživjele su novi poticaj. Komisija za javne komunalne usluge Kalifornije (CPUC) nedavno je izdala naloge za nabavu novih čistih resursa i odobrio novi Preferred System Plan za svoje dobavljače električne energije s ciljem smanjenja emisija stakleničkih plinova na 38 milijuna metričkih tona (MMT) do 2030. i 35 MMT do 2032., stvarajući proizvodnju električne energije bez emisija od 86% do 2032. godine.

Ali čak i s ovim povećanim ambicijama, Kalifornija mora učiniti više kako bi ispunila svoje ciljeve za pouzdanu budućnost s nultom emisijom ugljika. Novi tehnička Prijava iz Telos Energy i GridLaba i popratne izvješće o politici by Energy Innovation opisuje kako država može odgovoriti na ovaj izazov.

Novi pristup

Tehničko izvješće pruža novu metodologiju koja pomaže kreatorima politike da brzo procijene mnoge buduće portfelje resursa i pretpostavke za osiguranje buduće čiste energetske mreže. Uključujući scenarije i osjetljivosti koji ispituju pouzdanost korištenjem detalja kao što su podaci o vjetru i solaru po satu koji se podudaraju s podacima o potražnji po satu za osam mogućih godina diljem Zapadnog SAD-a, modeli mogu usporediti prednosti različitih portfelja resursa relativno brzo i po niskoj cijeni.

Kreatori politike tada mogu vidjeti kako svaki portfelj na najučinkovitiji način koristi svojih 75% udjela obnovljivih izvora tijekom različitih godina: minimiziranje stvari kao što su gubici baterije pri povratnom putu, koncentrirana upotreba plinskih resursa u državi i prekomjerna ovisnost o susjedima kada je regionalno potražnja je velika.

Tehničko izvješće također modelira ključne “stresne uvjete” koji bi mogli ugroziti pouzdanost, kao što su niska hidroenergetika zbog suše, ograničenja uvoza, povlačenja plinskih postrojenja, umirovljenja elektrana na ugljen u susjednim državama, te je utvrđeno da je svaki portfelj čiste električne energije od 85% pouzdan. Konkretno, modelari su simulirali vruće vremenske uvjete koji su uzrokovali nestanke struje u kolovozu 2020. i otkrili da bi 85% čistog električnog sustava u sličnom slučaju imao dovoljno električne energije.

Optimiziranje za ambiciozan raspored implementacije

Ovaj novi pristup posebno je istaknut kada se uzme u obzir vrhunsko ubrzanje izgradnje čiste energije potrebno da država postigne ili premaši godišnji cilj od 80% čiste energije za 2030. Modeliranje različitih portfelja omogućuje kreatorima politike da razmotre važne kompromise – poput uloge pouzdanosti koju skladište baterija , plin i uvoz pružaju sustavu koji se uglavnom temelji na solarnom i vjetru, i kako se to mijenja kada se portfelju dodaju dosljedniji resursi poput geotermalnog vjetra i vjetra na moru.

Ispitivanje učinkovitosti pouzdanosti različitih portfelja resursa pod ključnim stresorima omogućuje učinkovitiju nabavu nakon što predloženi portfelji prođu sve regulatorne obruče.

Primjer: portfelj "Različitost resursa" u tehničkom izvješću prikazan gore smanjuje potrebu za izgradnjom što većeg broja solarnih i vjetroelektrana na kopnu, smanjuje povratne gubitke energije od pohranjivanja cikličnih baterija i manje se oslanja na elektrane na fosilna goriva radi pouzdanosti. To čini tako što uključuje značajne nove morske izvore vjetra i geotermalne proizvodnje, koji dosljednije proizvode energiju i nadopunjuju druge obnovljive izvore energije, ali s višom cijenom. Dodavanje značajnog odgovora na potražnju mješavini nadoknađuje velike potrebe za skladištenjem baterije. Modeliranje GridLaba i Telosa ističe prednosti netroškovne pouzdanosti diverzifikacije resursa i može biti vrijedan alat za sve države koje rade na ciljevima čiste električne energije.

Kao kalifornijske energetske agencije i njezin mrežni operater CAISO nastaviti s provedbom državnom dnevnom redu politike čiste energije, trebali bi uključiti novi pristup tehničkog izvješća za procjenu šireg niza portfelja uz nastavak bliske suradnje na pouzdanosti i nabavi koju su izlagali od toplinskih valova u kolovozu 2020. godine.

Konkretni napori za planiranje buduće primjene vjetroelektrana na moru i izravno nalaganje nabave raznovrsnijih proizvodnih resursa kao što su čisti čvrsti obnovljivi izvori (obično geotermalni) i dugotrajno skladištenje mogu biti korisni, ali izvješća ukazuju na to kako bi se to moglo učiniti organskije i transparentnije. Ova vrsta analize nadopunila bi nedavne CPUC-ove povećane ambicije u planiranju resursa i novom dalekovidnom CAISO 20-godišnji izgledi za prijenos.

Pravednija budućnost od čišće mreže

Pravedan prijelaz na čistu električnu energiju ovisi o ulaganju i stvaranju ekonomski održivih tržišta portfelji čiste energije koji pomažu u povlačenju jedinica prirodnog plina šteteći kalifornijskim zajednicama najopterećenijim zagađenjem. Pravedan prijelaz za pogođene zajednice također uključuje povećanje otpornosti zajednice, izgradnju čistih resursa s radnim i ekonomskim prednostima te korištenje lokalnih konzultacija u odabiru novih ulaganja.

Višestruki scenariji tehničke studije pokazali su da bi državna mreža bila pouzdana čak i nakon povlačenja 11.5 gigavata (GW), ili oko jedne trećine postojećeg plinskog kapaciteta Kalifornije. Iako izvan opsega tehničke studije, prateće izvješće o politici preporučuje davanje prioriteta povlačenju plinskih postrojenja koja se nalaze u blizini ili u ugroženim zajednicama najkasnije do 2030., dok se ovisnost države o plinu eliminira što je prije moguće. Neke agencije, uključujući CPUC, postigle su određeni napredak u pogledu uključivosti i ekološke pravde, ali obustavio napore za povlačenje plina pokazati da ima još posla.

Državne agencije i kreatori politike moraju se usredotočiti na temeljne uzroke daljnje upotrebe prirodnog plina u Kaliforniji i razviti plan za njegovo postupno ukidanje. To podrazumijeva preispitivanje kako bi novi portfelji čiste energije i korištenje resursa na strani potražnje mogli zamijeniti prirodni plin u pružanju vrijednosti pouzdanosti na razini sustava i na lokalnoj razini.

Planeri bi trebali udvostručiti raznolikost resursa

Koristeći uvide iz tehničke studije, izvješće o politici pokazuje kako raznolikiji skup čistih resursa može pružiti još značajnije prednosti državnoj mreži koja se brzo transformira. Te prednosti uključuju smanjenu upotrebu zemljišta i potrebe prijenosa, povećanu izvedivost postizanja ciljeva čiste električne energije, manji utjecaj na zajednice u nepovoljnom položaju i povećanu otpornost.

Raznolikost resursa može se pojaviti u mnogim oblicima: izvori opskrbe (npr. vjetar na moru, geotermalna ili distribuirana solarna energija), lokacija resursa (različite lokacije mogu pružiti komplementarne profile), fleksibilnost potražnje i bliža koordinacija sa susjednim državama. Tehnička studija pokazuje da uvozna energija iz ovih susjeda često igra ključnu ulogu u uravnoteženju mreže. S obzirom na nalaz studije da su rezerve snage dostupne diljem Zapada kada je Kaliforniji zatreba, bliža koordinacija omogućit će Kaliforniji da se pouzdanije osloni na svoje susjede.

Ubrzani prijelaz na čistu energiju u Kaliforniji prilika je

Napredak s transformacijom čiste energije u Kaliforniji pruža mnoštvo izazova za nastavak održavanja svjetla upaljenim, kao što je kako nastaviti graditi novu infrastrukturu, dublje surađivati ​​s potrošačima električne energije radi otključavanja distribuiranih resursa i razumijevanje implikacija ovisnosti o novim resursima kao što su baterije koje pružaju snaga u malom, ali treba se napuniti.

Međutim, ova transformacija također nudi nevjerojatne mogućnosti kroz pametnije planiranje i politiku kao što su borba protiv klimatskih promjena, poboljšanje kvalitete zraka u ugroženim zajednicama, usvajanje novih pristupa za procjenu najučinkovitije kombinacije izvora čiste električne energije, stvaranje arene za procvat svih vrsta tehnoloških inovacija , i izgradnju otpornije mreže koja će biti model za druge države i zemlje.