California suudab 85. aastaks saada usaldusväärselt 2030% puhta energia, ilma katkestusteta – teel 100% puhta võrguni

Californias 2020. aasta augusti kuumalainete ajal tekkinud elektrikriisid tekitasid küsimusi selle kohta, kui usaldusväärne on osariigi võrk teel oma eesmärgini, milleks on 100. aastaks 2045% puhas energia.

Kuid uued uuringud annavad selged vastused: California suudab 85. aastaks usaldusväärselt saavutada 2030% puhta elektrivõrgu taastuvate energiaallikate ja patareide mitmekesise kombinatsiooni, paindliku nõudluse, kaubavahetuse naaberriikidega ja mõne olemasoleva elektrijaamaga – mitme ehituse eelduse ja võimalike tulevikutingimuste korral. Selgub, et puhtam võrk on usaldusväärsem võrk.

Riigi reguleerivad asutused ja valitud ametnikud saavad saavutada selle olulise sammu riigi 100% puhta energia tuleviku suunas poliitiliste meetmete abil, mis kiirendavad mitmekülgset puhta energia kasutuselevõttu, vähendavad sõltuvust gaasitootmisest, stimuleerivad nõudluse ressursse ja parandavad piirkondlikku elektrikaubanduse koordineerimist naaberriikidega.

Poliitikad edasiliikumiseks

California on kasvuhoonegaaside saaste vähendamisel rahvusvaheline liider, pakkudes samal ajal üha puhtamat energiat suurele ja mitmekesisele elektritarbijale – 40 miljonile inimesele ja maailma 5^th suurim majandus. Energiatõhususe meetmed on hoidnud riigi koguenergiatarbimist aastaid tasasel tasemel, samas kui rida järjest ambitsioonikamaid taastuva portfelli standardid on ajendanud taastuvatest ressurssidest, nagu tuule- ja päikeseenergia, toodetud puhta energia kiire kasutuselevõttu.

Riigi reguleerivate asutuste ambitsioonid on saanud uue tõuke. California kommunaalteenuste komisjon (CPUC) andis hiljuti välja hanketellimused uute puhaste ressursside ja kiitis heaks uue eelistatud süsteemiplaani oma elektritarnijatele, kelle eesmärk on vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid 38. aastaks 2030 miljoni tonnini (MMT) ja 35. aastaks 2032 miljoni tonnini, luues 86. aastaks 2032% heitmevaba elektritootmise.

Kuid isegi nende suurenenud ambitsioonidega peab California tegema rohkem, et täita oma eesmärgid usaldusväärse ja süsinikdioksiidivaba tuleviku nimel. Uus tehniline aruanne Telos Energy ja GridLab ning nendega kaasnevad poliitikaaruanne by Energy Innovation kirjeldab, kuidas riik saab selle väljakutsega toime tulla.

Uudne lähenemine

Tehniline aruanne pakub uudset metoodikat, mis aitab poliitikakujundajatel kiiresti hinnata paljusid tulevasi ressursiportfelle ja eeldusi, et tagada tulevane puhas energiavõrk. Kaasates stsenaariume ja tundlikkust, mis uurivad usaldusväärsust, kasutades selliseid üksikasju nagu tunnised tuule- ja päikeseandmed, mis on vastavuses tunninõudluse andmetega kaheksa võimaliku aasta jooksul kogu USA lääneosas, saavad modelleerijad võrrelda erinevate ressursiportfellide eeliseid suhteliselt kiiresti ja madalate kuludega.

Seejärel saavad poliitikakujundajad näha, kuidas iga portfell kasutab oma 75%list taastuvressursside osakaalu erinevatel aastatel kõige tõhusamalt ära: minimeerides selliseid asju nagu akude edasi-tagasi kadu, osariigi gaasiressursside kontsentreeritud kasutamine ja liigne sõltuvus naabritest, kui see on piirkondlik. nõudlus on suur.

Tehniline aruanne modelleerib ka peamisi "stressitingimusi", mis võivad ohustada töökindlust, nagu põua tõttu vähene hüdroenergia, impordipiirangud, gaasijaamade sulgemine, naaberriikide söejaamade sulgemine, ning leiti, et iga 85% puhta elektri portfell on usaldusväärne. Eelkõige simuleerisid modelleerijad kuumi ilmastikutingimusi, mis põhjustasid 2020. aasta augustis elektrikatkestusi ja leidsid, et 85% puhtal elektrisüsteemil oleks sarnasel juhul piisavalt elektrit.

Optimeerimine ambitsioonika kasutuselevõtu ajakava jaoks

See uudne lähenemine on eriti silmapaistev, kui võtta arvesse teerajajat kiirendust puhta energia ehitamisel, mis on vajalik selleks, et riik saavutaks või ületaks 80. aastaks seatud 2030% puhta energia aastaeesmärki. Erinevate portfellide modelleerimine võimaldab poliitikakujundajatel kaaluda olulisi kompromisse – näiteks akusalvestuse usaldusväärsuse rolli. , gaas ja import pakuvad peamiselt päikese- ja tuulepõhiseid süsteeme ning kuidas see muutub, kui portfelli lisatakse ühtsemad ressursid, nagu geotermiline ja avamere tuul.

Erinevate ressursiportfellide usaldusväärsuse toimivuse uurimine peamiste stressitegurite all võimaldab tõhusamalt hankida pärast seda, kui pakutud portfellid on läbinud kõik regulatiivsed rõngad.

Näide: ülaltoodud tehnilise aruande „Ressursi mitmekesisus” portfell vähendab vajadust ehitada võimalikult palju päikese- ja maismaatuuleparke, vähendab edasi-tagasi energiakadusid jalgrattaga akude salvestamisel ja toetub töökindluse tagamiseks vähem fossiilkütustel töötavatele elektrijaamadele. See teeb seda, kaasates olulisi uusi avamere tuule- ja geotermilisi ressursse, mis toodavad elektrit järjepidevamalt ja täiendavad teisi taastuvaid energiaallikaid, kuid kõrgema hinnaga. Märkimisväärse nõudlusreaktsiooni lisamine segule korvab suured aku salvestusvajadused. GridLabi ja Telose modelleerimine tõstab esile ressursside mitmekesistamisest tulenevat mittekululist usaldusväärsust ja võib olla väärtuslik tööriist kõikidele osariikidele, kes töötavad puhta elektrienergia eesmärkide nimel.

Nagu California energiaagentuurid ja selle võrguoperaator CAISO rakendamist jätkata osariigi puhta energia poliitika kava, peaksid nad hõlmama tehnilise aruande uudset lähenemisviisi, et hinnata portfellide laiemat kogumit, jätkates samal ajal tihedat koostööd usaldusväärsuse ja hangete vallas, mida nad on näidanud alates 2020. aasta augusti kuumalainetest.

Kasulikud võivad olla konkreetsed jõupingutused avamere tuuleenergia tulevase kasutuselevõtu kavandamiseks ja otsese volituse hankimiseks mitmekesisemate tootmisressursside, nagu puhtad kindlad taastuvad (tavaliselt geotermilised) ja pikaajaline ladustamine, hankimine, kuid aruanded osutavad sellele, kuidas seda saaks teha orgaanilisemalt ja läbipaistvamalt. Seda tüüpi analüüs täiendaks CPUC hiljutist analüüsi suurenenud ambitsioonid ressursside planeerimises ja uues ettenägelikus CAISOs 20-aastane edastamise väljavaade.

Õiglasem tulevik puhtamast võrgust

Õiglane puhtale elektrile üleminek sõltub majanduslikult elujõuliste turgude investeerimisest ja turgude loomisest puhta energia portfellid mis aitavad kõrvaldada maagaasiüksused, mis kahjustavad California kõige saastekoormatud kogukondi. Mõjutatud kogukondade õiglane üleminek hõlmab ka kogukonna vastupanuvõime suurendamist, puhaste ressursside loomist töökohtade ja majandusliku kasuga ning kohalike konsultatsioonide kasutamist uute investeeringute valimisel.

Tehnilise uuringu mitmed stsenaariumid näitasid, et osariigi võrk oleks usaldusväärne isegi pärast 11.5 gigavatti (GW) või umbes kolmandiku California olemasoleva gaasivõimsuse kaotamist. Kuigi tehnilist uuringut ei hõlma, soovitatakse kaaspoliitika aruandes seada prioriteediks ebasoodsas olukorras olevate kogukondade läheduses või nendes asuvate gaasijaamade sulgemine hiljemalt 2030. aastal, samal ajal kui võimalikult kiiresti kõrvaldada riigi sõltuvus gaasist. Mõned agentuurid, sealhulgas CPUC, on kaasamise ja keskkonnaalase õigluse vallas teinud mõningaid edusamme, kuid seiskusid jõupingutused gaasi lõpetamiseks näita, et tööd on veel teha.

Riigiasutused ja poliitikakujundajad peavad keskenduma maagaasi jätkuva kasutamise algpõhjustele Californias ja töötama välja kava selle järkjärguliseks kaotamiseks. See eeldab uuesti läbivaatamist, kuidas uued puhta energia portfellid ja nõudluspoolsete ressursside kasutamine võiksid asendada maagaasi, pakkudes süsteemi ja kohalikul tasandil usaldusväärsust.

Planeerijad peaksid kahekordistama ressursside mitmekesisust

Kasutades tehnilisest uuringust saadud teadmisi, näitab poliitikaaruanne, kuidas mitmekesisem puhaste ressursside komplekt võib anda riigi kiiresti muutuvale võrgule veelgi märkimisväärsemaid eeliseid. Need eelised hõlmavad väiksemaid maakasutuse ja ülekandevajadusi, puhta elektri eesmärkide saavutamise suuremat teostatavust, väiksemat mõju ebasoodsas olukorras olevatele kogukondadele ja suuremat vastupanuvõimet.

Ressursside mitmekesisus võib esineda mitmel kujul: tarnida ressursse (nt avamere tuul, geotermiline või hajutatud päike), ressursside asukoht (erinevad asukohad võivad pakkuda üksteist täiendavaid profiile), nõudluse paindlikkus ja tihedam koostöö naaberriikidega. Tehniline uuring näitab, et nendelt naabritelt imporditud võimsus mängib sageli võrgu tasakaalustamisel võtmerolli. Arvestades uuringu järeldust, et energiavarud on saadaval kogu läänes, kui California seda vajab, võimaldab tihedam kooskõlastamine Californial oma naabritele enesekindlamalt loota.

California kiirendatud üleminek puhtale energiale on võimalus

Californias puhta energia ümberkujundamisega edasi liikumine pakub palju väljakutseid, et jätkata tulede põlemist, näiteks kuidas jätkata uue infrastruktuuri ehitamist, tihedamalt suhelda elektritarbijatega, et avada hajutatud ressursse, ja mõista uutest ressurssidest, näiteks akudest, sõltumise tagajärgedest. toide on näpuotsaga, kuid vajab laadimist.

Kuid see ümberkujundamine pakub ka uskumatuid võimalusi nutikama planeerimise ja poliitika kaudu, nagu võitlus kliimamuutustega, õhukvaliteedi parandamine ebasoodsas olukorras olevates kogukondades, uudsete lähenemisviiside kasutuselevõtt puhta elektriressursside kõige tõhusama kombinatsiooni hindamiseks, areeni loomine igasuguste tehnoloogiliste uuenduste õitsenguks. ja vastupidavama võrgu ehitamine, mis on eeskujuks teistele osariikidele ja riikidele.