ЛОС-АНДЖЕЛЕС, Калифорния (Фото Дэвида МакНью/Getty Images)
Getty Images
За несколько дней до выходных, посвященных Дню труда, Калифорнийский совет по воздушным ресурсам проголосовал за запрет продажи бензиновых автомобилей к 2035 г. Соединенные Штаты. Позже на той же неделе калифорнийский оператор электросети, известный как Калифорнийский независимый системный оператор, выпустил предупреждение о надвигающемся чрезмерном использовании электросети и попросил всех калифорнийцев, которые владеют или управляют электромобилями, добровольно либо не заряжать их с 31 августа по 6 сентября. по сути, в выходные, посвященные Дню труда, или, по крайней мере, не взимать с них плату с 4:00 до 9:00. Сопоставление этих двух событий, столь близкое по времени, как нельзя лучше иллюстрирует неудачное планирование Калифорнии, когда речь идет о переходе на энергетическую среду, не основанную на ископаемом топливе.
Во-первых, описанные выше добровольные ограничения на зарядку электромобилей могут работать для тех, кто использует свои электромобили по своему усмотрению, но поскольку государство спешит электрифицировать практически все остальное, а такие крупные города, как Сан-Франциско и Беркли, запрещают использование природного газа в будущем строительстве зданий, будущие нагрузки на электросеть могут и будут иметь более глубокие и драматические последствия, которые нельзя так легко смягчить, просто попросив добровольцев не использовать и не заряжать свои электромобили (или использовать электричество для любых нужд). другие обычные и часто необходимые цели).
Между тем, в конце недели Калифорния приняла бюджет, в котором были введены новые ограничения на бурение нефтяных и газовых скважин, выделены миллиарды на программы экологически чистой энергии, продвинулся штат в сторону большей электрификации и было предписано получать 90% своей энергии из возобновляемых источников к 2030 году.
Учитывая важность надежной и рентабельной энергии практически для всех аспектов нашей повседневной жизни, возможно, стоит попытаться изучить, что на самом деле нужно Калифорнии, чтобы полностью перейти к своей цели стать штатом, работающим на электричестве. Таким образом, мы можем «следить за наукой» и исследовать, существует ли вообще реалистичный и достижимый путь к полной электрификации Калифорнии, и если да, то определить, что это на самом деле повлечет за собой, вместо того, чтобы предлагать банальности и оптимистичные прогнозы, которые могут не соответствовать действительности. соответствует реальности.
Ниже представлена диаграмма Санки текущего потребления и отдачи энергии в Калифорнии. Данные взяты за 2019 год, самый последний доступный год. Он показывает следующее:
- Калифорния производит всего около 596 триллионов британских тепловых единиц (ТБТ).
ТБТ У) электричества. Золотой штат также импортирует еще 258. Таким образом, общее потребление электроэнергии в Калифорнии составило 854 ТБТЕ во всех областях.
- Транспорт потребляет 3069 ТБТЕ для производства 644 ТБТЕ «полезной» энергии. Большая часть этих потерь связана с неэффективностью двигателей внутреннего сгорания (ДВС), которые теряют тепло внутри двигателя и другими механическими потерями.
- Только 2.6 ТБТЕ из 3069 ТБТЕ, поступающих на транспорт, приходится на электроэнергию. Это будет включать все поезда, троллейбусы, автомобили и другие транспортные средства. Министерство энергетики США оценивает эффективность использования электроэнергии для привода в 60% (у ДВС этот показатель ближе к 21%).
- Предполагая, что весь нефтяной маршрут для транспортных средств является электрическим, без изменения общего трафика, мы можем оценить, что Калифорния нуждается в тех же 644 ТБТЕ полезной энергии. При эффективности 60% это означает, что Калифорнии требуется 644/0.60= 1073 ТБТЕ электроэнергии ТОЛЬКО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ.
- Это увеличение потребления электроэнергии на 1073-2.6 = 1071.4 ТБТЕ.
- Это сверх уже потребленных 854 ТБТЕ, поэтому (1071.4 + 854)/854 = 2.25-кратное текущее потребление электроэнергии.
- Делая предположение, что Калифорния должна производить столько электроэнергии, чтобы удовлетворить свои общие потребности, мы говорим об увеличении (1071.4+ 596)/596= 2.79x текущего производства электроэнергии.
- Таким образом, предполагая, что существующая электрическая сеть Калифорнии может даже справиться с дополнительной мощностью (что, как видно из последних дней, очень маловероятно), Калифорния должна радикально увеличить свою электрическую мощность более чем в два раза по сравнению с тем, что она производит в настоящее время, чтобы генерировать достаточно электроэнергии для удовлетворить свои будущие потребности, особенно при переходе на автомобили, не работающие на бензине.
Очевидно, что маловероятно, что эти предположения и текущие уровни использования и транспортировки энергии останутся неизменными до 2035 года, поэтому планировщики должны исходить из того, что им потребуется больше энергии, чем предусмотрено в этих цифрах, чтобы удовлетворить спрос на электроэнергию в 2035 году. Однако ISO Калифорнии (т. е. независимая и регулируемая на федеральном уровне организация, координирующая региональную передачу по электрической сети) должна быть в состоянии улучшить электрическую сеть, чтобы она могла, по крайней мере, обрабатывать такое количество энергии и делать это эффективно и безопасно. Это, вероятно, потребует миллиардов долларов новых инвестиций.
Если бы все или хотя бы большая часть этого была выполнима, тогда оставались бы два главных вопроса о том, почему и как это можно было бы сделать:
Во-первых, позволят ли калифорнийские экологи вообще улучшить электрическую инфраструктуру штата и генерирующие мощности? Кажется странным задавать этот вопрос, учитывая, что вся причина перехода на электричество состоит в том, чтобы спасти нашу экологию и окружающую среду, но это взгляд на вещи на макроуровне, а не на микроуровне. Каждая запланированная модернизация электросети Калифорнии, вероятно, столкнется с противодействием со стороны местных властей, как и почти вся новая инфраструктура. Готов ли политический класс Калифорнии противостоять экологической оппозиции ради большего потенциального блага для окружающей среды? На данный момент существует мало доказательств того, что это произойдет. На самом деле нечто подобное недавно произошло, когда в 2021 году защитники окружающей среды штата Мэн и другие группы, выступавшие против плана Массачусетса по прокладке междугородной линии электропередач в отдаленных районах штата Мэн для подачи экологически чистой гидроэлектроэнергии из провинции Квебек в Массачусетс, проголосовали за Государственный референдум по срыву планов Массачусетса. Верховный суд штата Мэн с тех пор постановил, что референдум был неконституционным, но суть остается в том, что даже от экологического сообщества нельзя ожидать поддержки улучшений электрической инфраструктуры, цель которых состоит в том, чтобы облегчить переход от ископаемого топлива к более чистым формам производства электроэнергии.
Во-вторых, и, возможно, самое главное, как Калифорния будет генерировать такое необычайное увеличение производства электроэнергии? Только что принятый государственный бюджет на 2023 год требует 90% производства энергии из возобновляемых источников к 2030 году, но также отменяет закрытие атомных станций в каньоне Дьябло, которые планировалось законсервировать к 2025 году, но только до 2030 года, установленного срока. для 90% перехода на возобновляемые источники энергии.
Так что же будет источником этого бесспорно необходимого увеличения производства электроэнергии? Государство требует, чтобы это был не уголь или природный газ. Вместо этого ответом, как по выбору, так и теперь по решению штата Калифорния, являются возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия и ветер. Калифорния, конечно, обладает одними из самых благоприятных условий для производства обеих форм возобновляемой энергии. Тем не менее, предположение о том, что это массовое увеличение производства электроэнергии будет происходить только из возобновляемых источников в ближайшие восемь лет, кажется довольно натянутым, и трудно понять, как это может ответить на вопрос надежности. Мы говорим о политических, социальных и экономических изменениях в нашем самом густонаселенном штате в таких масштабах и в такие сроки, которые никогда раньше не предпринимались. Вполне разумно скептически относиться к шансам Калифорнии на успех.
Однако будем искренне надеяться, что у Калифорнии все получится. Мы все согласны с тем, что как можно более быстрый переход к более чистым источникам энергии — это не только хорошая политика, но и необходимость, особенно с учетом все более очевидных разрушительных последствий изменения климата. Тем не менее, делать это в основном по распоряжению правительства, предваряя, казалось бы, незначительные размышления и не имея реального плана того, как это будет сделано, редко является рецептом успеха. Другими словами, желание — или, в данном случае, декретирование — не делает его таковым. Возможно, альтернативой было бы провести расчеты, следовать научным данным, чтобы выяснить, что нам на самом деле нужно сделать и как мы действительно сможем этого добиться, а затем попытаться собрать для этого политическую волю. Это потребует больших жертв и компромиссов по всему политическому и экономическому спектру, и для этого нет короткого пути. Лучше начать сейчас.
Источник: https://www.forbes.com/sites/danielmarkind/2022/09/08/by-the-numberssaving-california-from-an-energy-apocalypse/