К 85 году Калифорния может надежно обеспечить 2030% чистой энергии без риска перебоев — на пути к 100% чистой энергосистеме

Энергетические кризисы во время аномальной жары в Калифорнии в августе 2020 года подняли вопросы о том, насколько надежной будет энергосистема штата на пути к достижению цели по обеспечению 100% чистой энергии к 2045 году.

Но новое исследование дает четкие ответы: Калифорния может обеспечить 85-процентную чистоту электросети к 2030 году. с разнообразным сочетанием возобновляемых источников энергии и батарей, гибким спросом, торговлей с соседними государствами и некоторыми существующими электростанциями - при многочисленных предположениях о строительстве и возможных будущих условиях. Оказывается, более чистая сетка — более надежная.

Регулирующие органы штатов и выборные должностные лица могут добиться этого важного шага на пути к 100% экологически чистому энергетическому будущему штата посредством политических действий, которые ускорят разностороннее внедрение экологически чистой энергии, уменьшат зависимость от производства газа, стимулируют ресурсы со стороны спроса и улучшат региональную координацию торговли электроэнергией с соседними штатами.

Политика продвижения вперед

Калифорния является международным лидером в сокращении загрязнения парниковыми газами, обеспечивая при этом все более чистую энергию для большого и разнообразного населения потребителей электроэнергии – 40 миллионов человек и 5 стран мира.^th крупнейшая экономика. Меры по повышению энергоэффективности в течение многих лет удерживали общее потребление электроэнергии в штате на неизменном уровне, в то время как ряд все более амбициозных стандарты возобновляемого портфеля привели к быстрому внедрению экологически чистой энергии из возобновляемых источников, таких как ветер и солнечная энергия.

Амбиции государственного регулятора получили новый импульс. Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии (CPUC) недавно опубликовала заказы на закупку новых экологически чистых ресурсов и утвердил новый план предпочтительной системы для своих поставщиков электроэнергии, стремящихся сократить выбросы парниковых газов до 38 миллионов метрических тонн (ММТ) к 2030 году и 35 ММТ к 2032 году, создав к 86 году производство электроэнергии без выбросов на 2032%.

Но даже несмотря на эти возросшие амбиции, Калифорния должна сделать больше для достижения своих целей по созданию надежного будущего с нулевым выбросом углерода. новый технический отчет от Telos Energy и GridLab и сопутствующих отчет о политике by Energy Innovation описывает, как государство может решить эту проблему.

Новый подход

Технический отчет представляет собой новую методологию, которая поможет политикам быстро оценить многие будущие портфели ресурсов и предположения для обеспечения будущей чистой энергетической сети. Включив сценарии и чувствительность, которые проверяют надежность с использованием таких деталей, как почасовые данные о ветре и солнечной энергии, сопоставленные с почасовыми данными о спросе за восемь возможных лет на западе США, разработчики моделей могут сравнительно быстро и с низкими затратами сравнить преимущества различных портфелей ресурсов.

Затем политики смогут увидеть, как каждый портфель наиболее эффективно использует свою 75-процентную долю возобновляемых ресурсов в разные годы: минимизация таких вещей, как потери батареи туда и обратно, концентрированное использование газовых ресурсов внутри штата и чрезмерная зависимость от соседей при региональном развитии. спрос высок.

В техническом отчете также моделируются ключевые «стрессовые условия», которые могут угрожать надежности, такие как низкий уровень гидроэнергетики из-за засухи, ограничения на импорт, вывод из эксплуатации газовых и угольных электростанций в соседних штатах, и установлено, что каждый портфель экологически чистой электроэнергии, составляющий 85%, надежен. В частности, авторы модели смоделировали жаркие погодные условия, которые вызвали постоянные отключения электроэнергии в августе 2020 года, и обнаружили, что система электроснабжения, чистая на 85%, будет иметь достаточное количество электроэнергии в аналогичном случае.

Оптимизация для амбициозного графика развертывания

Этот новый подход особенно заметен при рассмотрении новаторского ускорения развития чистой энергетики, необходимого штату для достижения или превышения годовой цели по производству чистой энергии в 80% к 2030 году. Моделирование различных портфелей позволяет политикам учитывать важные компромиссы, такие как роль надежности, которую играют аккумуляторные батареи. , газ и импорт обеспечивают систему, основанную в основном на солнечной и ветровой энергии, и как это изменится, когда в портфель добавятся более стабильные ресурсы, такие как геотермальная энергия и морской ветер.

Изучение показателей надежности различных портфелей ресурсов в условиях ключевых стрессовых факторов позволяет повысить эффективность закупок после того, как предлагаемые портфели прошли все нормативные проверки.

Показательный пример: показанный выше портфель «Разнообразие ресурсов» технического отчета снижает потребность в строительстве как можно большего количества солнечных и наземных ветряных электростанций, сокращает потери энергии в обоих направлениях от циклических аккумуляторных батарей и меньше полагается на электростанции, работающие на ископаемом топливе, в плане надежности. Это достигается за счет включения значительных новых ресурсов морской ветровой и геотермальной генерации, которые производят электроэнергию более стабильно и дополняют другие возобновляемые источники энергии, но по более высокой цене. Добавление значительного реагирования на спрос компенсирует большие потребности в аккумуляторных батареях. Моделирование GridLab и Telos подчеркивает незатратные преимущества диверсификации ресурсов в плане надежности и может стать ценным инструментом для всех штатов, работающих над достижением целей в области экологически чистой электроэнергии.

Как энергетические агентства Калифорнии и ее сетевой оператор CAISO продолжать реализацию В повестку дня государственной политики в области чистой энергетики им следует включить новый подход, изложенный в техническом отчете, для оценки более широкого набора портфелей, продолжая при этом тесное сотрудничество в области надежности и закупок, которое они продемонстрировали после аномальной жары в августе 2020 года.

Конкретные усилия по планированию будущего развертывания морской ветроэнергетики и непосредственному обязательному приобретению более разнообразных генерирующих ресурсов, таких как экологически чистые возобновляемые источники энергии (обычно геотермальные) и долговременное хранение энергии, могут быть полезными, но отчеты указывают на то, как это можно сделать более органично и прозрачно. Этот тип анализа мог бы дополнить недавний доклад CPUC. возросшие амбиции в планировании ресурсов и новом дальновидном CAISO 20-летний прогноз передачи.

Более справедливое будущее благодаря более чистой энергосистеме

Справедливый переход на чистую электроэнергию зависит от инвестиций и создания рынков для экономически жизнеспособных портфолио чистой энергии которые помогают вывести из эксплуатации газовые установки, нанося вред наиболее загрязненным населенным пунктам Калифорнии. Справедливый переход для пострадавших сообществ также включает повышение устойчивости сообществ, создание экологически чистых ресурсов с созданием рабочих мест и экономической выгодой, а также использование местных консультаций при выборе новых инвестиций.

Многочисленные сценарии технического исследования показали, что энергосистема штата будет надежной даже после вывода из эксплуатации 11.5 гигаватт (ГВт), или примерно одной трети существующих газовых мощностей Калифорнии. Хотя это выходит за рамки технического исследования, в сопутствующем политическом докладе рекомендуется отдать приоритет выводу из эксплуатации газовых заводов, расположенных вблизи или в неблагополучных населенных пунктах, не позднее 2030 года, одновременно сведя на нет зависимость государства от газа как можно скорее. Некоторые агентства, включая CPUC, добились определенного прогресса в инклюзивности и экологической справедливости, но зашли в тупик попытки отказаться от газа показать, что впереди еще много работы.

Государственные агентства и политики должны сосредоточиться на коренных причинах продолжающегося использования природного газа в Калифорнии и разработать план по его постепенному отказу. Это влечет за собой пересмотр того, как новые портфели чистой энергии и использование ресурсов со стороны спроса могут заменить природный газ в обеспечении надежности на системном и местном уровнях.

Планировщикам следует удвоить внимание к разнообразию ресурсов

Используя данные технического исследования, политический отчет показывает, как более разнообразный набор экологически чистых ресурсов может обеспечить еще более значительные преимущества для быстро трансформирующейся энергосистемы штата. Эти преимущества включают снижение потребностей в землепользовании и передаче электроэнергии, повышение осуществимости достижения целей в области чистой электроэнергии, снижение воздействия на обездоленные сообщества и повышение устойчивости.

Разнообразие ресурсов может проявляться во многих формах: ресурсы поставок (например, прибрежные ветровые, геотермальные или распределенные солнечные батареи), местоположение ресурсов (разные места могут обеспечивать взаимодополняющие профили), гибкость спроса и более тесная координация с соседними государствами. Техническое исследование показывает, что импортируемая электроэнергия от этих соседей часто играет ключевую роль в балансировке энергосистемы. Учитывая выводы исследования, что резервы энергии доступны на Западе, когда Калифорния в них нуждается, более тесная координация позволит Калифорнии более уверенно полагаться на своих соседей.

Ускоренный переход Калифорнии на чистую энергию — это возможность

Продвижение вперед в преобразовании чистой энергии в Калифорнии ставит множество задач, чтобы продолжать поддерживать свет, например, как продолжать строить новую инфраструктуру, более тесно взаимодействовать с потребителями электроэнергии, чтобы разблокировать распределенные ресурсы, и понимать последствия зависимости от новых ресурсов, таких как батареи, которые обеспечивают мощность в крайнем случае, но нужно подзарядить.

Однако эта трансформация также открывает невероятные возможности благодаря более разумному планированию и политике, таким как борьба с изменением климата, улучшение качества воздуха в малообеспеченных сообществах, принятие новых подходов для оценки наиболее эффективного сочетания ресурсов чистой электроэнергии, создание арены для процветания всех видов технологических инноваций. и построение более устойчивой энергосистемы, которая станет моделью для других штатов и стран.