Мільйони американців не мають влади під час цієї надзвичайної загальнонаціональної бурі. Ось чому

Бігун у Сіетлі, штат Вашингтон, 13 лютого 2021 року. (Девід Райдер/Getty Images)

Серед рекордно низьких температур і стрімкого зростання попиту на енергію комунальні служби в центральній частині США зробили замовлення постійні відключення електроенергії для раціонального використання електроенергії , виїжджаючи мільйони людей без світла . Енергетик Майкл Е. Веббер пояснює, чому екстремальні погодні умови можуть вимагати таких екстремальних заходів.

1. У рівнинних штатах дуже дика погода. Чому ця холодна хвиля є такою проблемою для комунальників?

У центральній частині США бувають морози, хвилі спеки, шторми, посухи та повені. Усі ці події впливають на електричну мережу, трубопровідні мережі, дороги, залізницю та водні шляхи.

Прямо зараз у моєму штаті Техас, ERCOT , некомерційна корпорація, яка керує електромережею більшої частини штату, запроваджує поступове відключення електроенергії, оскільки Попит на електричне опалення дуже великий . Так само Southwest Power Pool , яка обслуговує клієнтів у 14 штатах від Північної Дакоти до Оклахоми.



Близько 60 відсотків будинків у Техасі мають електричне опалення, а більшість решти використовують природний газ або пропан. Зазвичай наш пік електроенергії для кондиціонування повітря припадає на літні обідні години. Але в цей постійний холод попит на електроенергію стрімко зростає, щоб зберегти комфорт у домівках і захистити труби від замерзання. Цей шторм є більш екстремальний ніж у найсуворіших зимових умовах, які зазвичай планує ERCOT.

У цю пору року електростанції, які працюють на вугіллі або природному газі, часто зупиняються на планове технічне обслуговування перед літнім сезоном охолодження. Це означає, що зараз у нас менше доступних можливостей, ніж зазвичай.

Щоб задовольнити різницю між високим попитом і низькою потужністю, комунальні служби систематично вмикають і вимикають електроенергію в різних районах або регіонах Техасу, щоб підтримувати рівновагу.

Якби вони цього не зробили, виник би ризик значно більшого масштабу відключення електроенергії, яке було б катастрофічним і небезпечним для життя.

2. Як комунальні служби планують виходити з такої екстремальної погоди?

Комунальні служби всюди дуже уважно стежать за погодою. Зміни температури впливають на потребу в опаленні та охолодженні, що підвищує попит на електроенергію та природний газ. Метеорологічні умови впливають на наявність вітрової та сонячної енергії.

Теплові електростанції, які спалюють вугілля, природний газ або біомасу, також потребують багато води для охолодження для ефективної роботи, як і атомні електростанції. Якщо зміна клімату підігріває річки або знижує рівень їх води, це може змусити ці електростанції щоб вимкнути або зменшити їх вихід .

Прогнозування погоди покращилося, оскільки супутників стало більше, а комп’ютерні моделі стали складнішими. Комунальні служби можуть вжити заходів напередодні сильного шторму, наприклад попросити клієнтів попередньо нагріти свої будинки. Для платників, які зроблять це, комунальне підприємство може налаштувати їхні термостати, щоб зменшити потік електроенергії, коли попит високий.

Постачальники електроенергії також можуть попросити великих промислових споживачів тимчасово закрити заводи, щоб зменшити попит на електроенергію. Крім того, вони можуть щогодини чи щохвилини інформувати клієнтів про поточні відключення електроенергії та надавати карти відключень електроенергії в реальному часі.

Комунальні служби працюють цілий рік, щоб захистити мережу від екстремальних погодних умов. Вони можуть будувати берми для захисту електростанцій від повеней, наповнювати водосховища, готуючись до посухи, замінювати обладнання, яке може перегріватися влітку, або захищати електростанції від холоду.

Майже рівно десять років тому, у лютому 2011 року, Техас постраждав значна серія рухомих відключень коли холодна погода змусила десятки вугільних і газових електростанцій відключити. Це похолодання тестує утиліти оновлення, зроблені після цієї події.

3. Чи захищає різноманітна суміш палива від нестачі енергії?

Техас благословенний багатьма джерелами енергії. Значна частина його виробляється на місці, включаючи природний газ, вітрову та сонячну енергію. За останні 15 років штат диверсифікував свою паливну суміш: використання вугілля скоротилося, вітрової та сонячної енергії зросло, а використання атомної енергії та природного газу залишилося стабільним.

У кожного з цих варіантів є плюси і мінуси. Вітер і сонце не вимагають водяного охолодження, тому вони добре працюють під час посух і повеней. Але вони змінюються залежно від вітру, хмарності та часу доби.

Атомна енергетика є надійною, але інколи атомним станціям доводиться зменшувати свою потужність під час спеки чи посухи, якщо вода для охолодження надто гаряча або не вистачає.

Природний газ має високу ефективність, але під час різкого похолодання 2011 року в Техасі газові заводи не могли задовольнити попит, оскільки багато будинків і підприємств використовували паливо для опалення.

що знизив тиск у газопроводах , через що було важко фізично транспортувати газ до турбін, які потребували палива для виробництва електроенергії.

Велика частина вугілля, що спалюється на електростанціях Техасу, надходить із штату Вайомінг через розгалужену залізничну мережу, яка може бути порушена, якщо міст або ділянку колії вивести з ладу на ремонт. Комунальні підприємства зберігають вугілля на 30 або більше днів у штабелях біля своїх електростанцій, але ці купи можуть замерзнути або бути затоплені, як це траплялося, коли У 2017 році Х'юстон обрушився на ураган 'Харві'. .

Оскільки всі ці варіанти по-різному виявляються невдалими, різноманітне поєднання є найкращою основою для надійної системи. Сьогодні Техас має втричі більше вітряних потужностей, ніж у 2011 році, що може допомогти уникнути найгірших ризиків відключення електроенергії в усьому штаті.

Цей додатковий вітер буде особливо важливим, оскільки близько 30 відсотків генеруючих потужностей ERCOT зараз не працюють, як повідомляється, через дефіцит природного газу .

Деякі вітрові турбіни Західного Техасу також зупинилися через обледеніння, але турбіни в інших частинах штату зупинилися частково компенсуючи ці втрати . ERCOT дослідить усі втрати електроенергії після того, як цей шторм пройде, і використає отримані дані, щоб удосконалити свою систему.

4. Нещодавно в Каліфорнії також спостерігалися постійні відключення світла. Це національний ризик?

Каліфорнія є великим штатом з джерелами електроенергії в багатьох місцях, тому він покладається на розгалужену мережу проводів і стовпів для переміщення електронів з одного місця в інше. Ці лінії електропередач можуть провисати, коли надворі спекотно, і виходити з ладу, коли сильний вітер валить дерева на дроти.

Старіння мереж передачі та розподілу також може іскри лісових пожеж , що є зростаючим ризиком у зв’язку зі зміною клімату погіршити умови посухи на Заході . Щоб керувати цими ризиками, каліфорнійські оператори мережі будуть завчасно вимкнути живлення щоб запобігти лісовим пожежам.

Вони також зробили це в серпні 2020 року, щоб харчування під час спеки .

Пов’язані з погодою перебої з електроенергією зростають у США оскільки зміна клімату породжує більш екстремальні шторми та коливання температури.

Штатам, які проектують свої будівлі та інфраструктуру для спекотної погоди, можливо, доведеться планувати більше сильних холодів, а штатам з холодною погодою можна очікувати більше хвиль спеки. Як показують умови в Техасі, немає часу марнувати, щоб підготуватися до погодних умов.

Майкл Е. Веббер , Джосі Сентенніал, професор енергетичних ресурсів, Техаський університет в Остіні .

Ця стаття перепублікована з Розмова за ліцензією Creative Commons. Читати оригінальна стаття .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.