Высокие цены на электроэнергию станут еще выше, если мы не изменим курс

Инфляция остается упорно высокий несмотря на повышение процентной ставки Федеральной резервной системы. Энергетика была одним из крупнейших факторов инфляции: она выросла на 8.7% по сравнению с прошлым годом. Даже с мягкая зима, цены на электроэнергию и природный газ выдавливание потребителей во многих частях страны. Снижение цен на энергоносители и поддержание их на низком уровне требует осмотрительных инвестиций в энергоснабжение и линии электропередач. К сожалению, администрация Байдена и правительства нескольких штатов усложняют, а не упрощают такие инвестиции.

Цены на электроэнергию по всей стране, но некоторые места действительно чувствуют боль. Как показано на рисунке ниже, цены на электроэнергию за киловатт-час (кВтч) начали расти почти во всех частях страны к началу 2022 года. В Новой Англии Отдел переписи населения— который включает Коннектикут, Род-Айленд, Массачусетс, Вермонт, Нью-Гэмпшир и Мэн — и без того высокая цена на электроэнергию была на 57% выше в январе 2023 года, чем в январе 2021 года. % за тот же период. Наименьший рост был в западно-северо-центральном районе, где цена увеличилась всего на 36%.

Нам нужно производить больше энергии, чтобы поддерживать низкие и стабильные цены. Администрация Байдена сосредоточилась на расширении поставок энергии ветра и солнца. Закон об инвестициях в инфраструктуру и рабочих местах выделил миллиарды долларов для финансирования НИОКР, субсидируемых кредитов и налоговых льгот для ветровых и солнечных проектов. Ветровая и солнечная энергия могут быть полезной частью энергосистемы, но сами по себе они не будут генерировать энергию, на которую рассчитывают американцы.

В недавнее эссе, Пол Бонифас и Тимоти Дж. Консидайн объясняют, почему переменные возобновляемые источники энергии (VRE), такие как ветер и солнечная энергия, не могут поддерживать энергосистему США. В отличие от управляемых источников энергии, которые могут быть увеличены или уменьшены в зависимости от спроса и включают в себя природный газ, атомные и угольные электростанции, для работы ПВИЭ требуются особые условия, а именно солнечная погода и ветер. Это создает некоторые проблемы.

Во-первых, ветер и солнце несколько привередливы и не всегда рядом, когда мы этого хотим. Сети, которые зависят от ветра и солнца, нуждаются в резервных управляемых источниках энергии, которые могут сгладить ежедневные колебания погоды.

Второе пиковая потребность в энергии обычно происходит ближе к вечеру или ранним вечером, но пик выработки солнечной энергии обычно происходит на несколько часов раньше, а пик выработки ветра обычно приходится на ночь. Опять же, это означает, что несоответствие между спросом и предложением должно быть исправлено с помощью управляемых источников или энергии ветра и солнца, которые либо хранятся, либо генерируются где-то еще и передаются туда, где они необходимы.

Наконец, есть сезонная проблема. Среднее потребление электроэнергии в Америке в июле выше, чем в январе или апреле, но этот спрос не всегда совпадает с необходимым предложением солнца или ветра.

Поскольку ПВИЭ должны быть подкреплены другими источниками энергии, такими как природный газ или ядерная энергия, по мере того, как в сеть добавляется больше ПВИЭ, также необходимо добавлять больше управляемых источников. В настоящее время о 21% электроэнергии США генерация происходит от ветра, гидроэнергетики и солнца. Все это поколение требует какой-то резервной копии для поддержания отказоустойчивости и надежности, и со временем эта избыточность может резко увеличить затраты. Как отмечают Бонифас и Консидайн, «неизвестно, какой уровень VRE можно добавить в сеть, прежде чем она выйдет из строя или станет недоступной».

В дополнение к проблемам синхронизации, ветровая и солнечная энергия также сталкиваются с проблемами местоположения. Пустыни восточной Калифорнии и западной Аризоны очень солнечные, но не содержат много людей. Ветроэнергетика имеет ту же проблему. Южная Дакота и Вайоминг, два наименее населенных штата Америки, также обладают одними из лучших потенциальных источников энергии ветра. Для максимизации ценности солнечной и ветровой энергии необходимо генерировать энергию в источнике, а затем передавать ее, возможно, на большие расстояния, туда, где живут люди.

Это не непреодолимая проблема, но она значительно усложняется законами штатов, которые препятствуют прокладке линий электропередач. Как Джим Росси объясняет, в недавнем эссе многие линии электропередачи в США нуждаются в замене и модернизации. К сожалению, некоторые штаты, такие как Техас, имеют или рассматривают право первого отказа (ROFR), которое предоставляет действующим коммунальным компаниям исключительное право на строительство новых линий электропередачи в своих штатах. ROFR предотвращают процесс конкурентных торгов между разработчиками линий электропередачи за пределами штата и внутри штата. Это снижает количество инноваций в строительстве линий электропередачи и увеличивает вероятность перерасхода средств, которые затем частично передаются потребителям по мере увеличения тарифа.

Разработчикам линий электропередачи трудно собрать необходимые сервитуты для собственности, которые позволят построить новые линии. Такая сборка усложняется, когда ЛЭП пересекают государственные границы, что часто происходит, поскольку электрические сети носят региональный характер. ROFR усугубляют эту сложность тем, что, по сути, требуют, чтобы разные компании работали на одной линии, если она пересекает государственную границу, что усложняет и без того сложные проекты за счет дополнительной координации.

Государства без ROFR должны использовать процесс конкурентных торгов, который позволяет разработчикам в штате и за его пределами конкурировать друг с другом, чтобы обеспечить ценность для потребителей. Штаты с ROFR, такие как Техас, должны отменить их, чтобы снизить расходы на электроэнергию.

Когда мы рассматриваем вопросы синхронизации и передачи, ценность VRE, привносимая в сеть, становится менее очевидной. Сторонники ветра и солнца часто указывают на снижение приведенной стоимости электроэнергии (LCOE), которая является мерой, используемой для количественной оценки конкурентоспособности различных энергетических технологий. В их эссе, Бонифас и Консидайн признают, что на основе LCOE береговые ветряные и автономные солнечные установки относительно дешевы. Но когда учитываются затраты на прерывистость и хранение, комбинированный цикл природного газа (которая использует газ и паровую турбину для выработки энергии) сравнима с автономной солнечной энергией и лучше, чем гибридная солнечная или ветровая. Когда налоговые льготы на солнечную энергию не включены, комбинированный цикл природного газа является явным победителем.

Проблемы со сроками и передачей означают, что в обозримом будущем нам потребуются природный газ, нефть, ядерные и другие виды энергии, не связанные с ПВИЭ. Несмотря на важность этих источников энергии, администрация Байдена по-прежнему затрудняет поиск новых источников. Администрация недавно разрешила Министерству внутренних дел программа нефтегазового лизинга для внешнего континентального шельфа истекает, что беспрецедентно. Компании может потребоваться от семи до десяти лет, чтобы производить энергию после заключения договора аренды, поэтому, хотя истечение этой программы не повлияет на энергоснабжение сегодня, оно сократит поставки в будущем, если она не будет оперативно возобновлена.

Америка благословлена ​​обильными запасами энергии: природный газ, нефть и пространство для ветра, солнца и атомной энергии легко доступны. Мы также являемся инновационным обществом, и технологии использования этих ресурсов все время совершенствуются. Только политические неудачи, игнорирующие реальность, могут помешать нам наслаждаться доступной и надежной энергией в далеком будущем.