Kalifornia voi saavuttaa luotettavasti 85 % puhtaan energian vuoteen 2030 mennessä ilman sähkökatkojen riskiä – matkalla 100 % puhtaaseen verkkoon

Sähkökriisit Kalifornian elokuun 2020 helleaaltojen aikana herättivät kysymyksiä siitä, kuinka luotettava osavaltion verkko on matkalla kohti 100 % puhtaan energian tavoitetta vuoteen 2045 mennessä.

Mutta uusi tutkimus antaa selkeät vastaukset: Kalifornia voi luotettavasti saavuttaa 85 % puhtaan sähköverkon vuoteen 2030 mennessä Monipuolinen uusiutuvien energialähteiden ja akkujen yhdistelmä, joustava kysyntä, kauppa naapurivaltioiden kanssa ja jotkin olemassa olevat voimalaitokset – useiden rakentamisoletusten ja mahdollisten tulevien olosuhteiden mukaan. Osoittautuu, että puhtaampi verkko on luotettavampi verkko.

Valtion sääntelijät ja vaaleilla valitut virkamiehet voivat saavuttaa tämän tärkeän askeleen kohti osavaltion 100 % puhtaan energian tulevaisuutta poliittisilla toimilla, jotka nopeuttavat monipuolista puhtaan energian käyttöönottoa, vähentävät riippuvuutta kaasuntuotannosta, kannustavat kysyntäpuolen resursseja ja parantavat alueellista sähkökaupan koordinointia naapurivaltioiden kanssa.

Politiikkaa eteenpäin viemiseksi

Kalifornia on kansainvälinen johtaja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisessä samalla kun se tarjoaa yhä puhtaampaa sähköä suurelle ja monipuoliselle sähkönkäyttäjäjoukolle – 40 miljoonalle ihmiselle ja maailman 5^th suurin talous. Energiatehokkuustoimenpiteet ovat pitäneet valtion kokonaisvirrankulutuksen tasaisena useiden vuosien ajan samalla kun joukko yhä kunnianhimoisempia uusiutuvien salkkujen standardit ovat johtaneet uusiutuvista luonnonvaroista, kuten tuuli- ja aurinkoenergiasta, peräisin olevan puhtaan energian nopeaan käyttöön.

Valtion sääntelyviranomaisten tavoitteet ovat saaneet uutta sysäystä. California Public Utility Commission (CPUC) antoi äskettäin hankintatilaukset uusista puhtaista resursseista ja hyväksyi uuden ensisijaisen järjestelmäsuunnitelman energiantarjoajilleen, jotka pyrkivät vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä 38 miljoonaan tonniin (MMT) vuoteen 2030 mennessä ja 35 miljoonaan tonniin vuoteen 2032 mennessä, mikä luo 86 % päästöttömän sähköntuotannon vuoteen 2032 mennessä.

Mutta vaikka nämä tavoitteet lisääntyvät, Kalifornian on tehtävä enemmän saavuttaakseen tavoitteensa luotettavan, hiilidioksidittoman tulevaisuuden saavuttamiseksi. Uusi tekninen raportti Telos Energyltä ja GridLabilta ja mukana toimintakertomus by Energy Innovation hahmottelee, miten valtio voi vastata tähän haasteeseen.

Uusi lähestymistapa

Tekninen raportti tarjoaa uuden menetelmän, joka auttaa päätöksentekijöitä arvioimaan nopeasti monia tulevia resurssisalkkuja ja oletuksia tulevaisuuden puhtaan energiaverkon turvaamiseksi. Mallinnajat voivat verrata eri resurssisalkkujen etuja suhteellisen nopeasti ja alhaisin kustannuksin sisällyttämällä skenaariot ja herkkyydet, jotka tarkastelevat luotettavuutta käyttämällä yksityiskohtia, kuten tuntikohtaisia ​​tuuli- ja aurinkotietoja, jotka on sovitettu tuntikohtaisiin kysyntätietoihin kahdeksan mahdollisen vuoden ajalta kaikkialla Länsi-Yhdysvalloissa.

Päättäjät näkevät sitten, kuinka kukin salkku hyödyntää tehokkaimmin 75 prosentin osuuttaan uusiutuvista luonnonvaroista eri vuosina: Minimoi esimerkiksi akkujen meno-paluuhäviöt, valtion kaasuvarojen keskittyneen käytön ja liiallisen riippuvuuden naapureista, kun se on alueellista. kysyntä on korkea.

Tekninen raportti mallintaa myös keskeisiä "stressiolosuhteita", jotka saattavat uhata luotettavuutta, kuten vähäinen vesivoima kuivuuden vuoksi, tuontirajoitukset, kaasuvoimaloiden käytöstä poistaminen, hiilivoimaloiden käytöstä poistaminen naapurivaltioissa, ja todettiin, että jokainen 85 % puhtaasta sähköstä on luotettava. Erityisesti mallintajat simuloivat kuumia sääolosuhteita, jotka aiheuttivat rullaavat sähkökatkot elokuussa 2020 ja havaitsivat, että 85 % puhtaalla sähköjärjestelmällä olisi runsaasti sähköä vastaavassa tapahtumassa.

Optimointi kunnianhimoiseen käyttöönottoaikatauluun

Tämä uusi lähestymistapa on erityisen tärkeä, kun otetaan huomioon puhtaan energian rakentamisen uraauurtava kiihtyvyys, jota valtio tarvitsee saavuttaakseen tai ylittääkseen 80 %:n puhtaan sähkön vuositavoitteen vuodelle 2030. Eri portfolioiden mallintamisen ansiosta päättäjät voivat harkita tärkeitä kompromisseja, kuten akkuvaraston luotettavuuden roolia. , kaasu ja tuonti tarjoavat enimmäkseen aurinko- ja tuulipohjaisia ​​järjestelmiä, ja miten se muuttuu, kun portfolioon lisätään johdonmukaisempia resursseja, kuten geoterminen ja merituuli.

Erilaisten resurssisalkkujen luotettavuuden tarkastelu keskeisten stressitekijöiden alla mahdollistaa tehokkaamman hankinnan sen jälkeen, kun ehdotetut portfoliot ovat käyneet läpi kaikki säädöskehät.

Esimerkki: Yllä esitetty teknisen raportin "Resource Diversity" -portfolio vähentää tarvetta rakentaa mahdollisimman monta aurinko- ja maatuulipuistoa, vähentää pyöräilyakkujen varastoinnista aiheutuvia energiahäviöitä ja luotettavuutta vähemmän fossiilisia polttoaineita käyttäviin voimaloihin. Se tekee tämän sisällyttämällä siihen merkittäviä uusia offshore-tuuli- ja geotermisen tuotantoresursseja, jotka tuottavat sähköä johdonmukaisemmin ja täydentävät muita uusiutuvia energialähteitä, mutta korkeammalla hinnalla. Merkittävä kysyntävasteen lisääminen yhdistelmään kompensoi suuret akun varastointitarpeet. GridLabin ja Teloksen mallinnus korostaa resurssien monipuolistamisen ei-kustannusluotettavuuden etuja ja voi olla arvokas työkalu kaikille puhtaan sähkön tavoitteita kohti työskenteleville valtioille.

Kalifornian energiavirastoina ja sen verkko-operaattorina CAISO jatkaa täytäntöönpanoa osavaltion puhtaan energian politiikan asialistalla, niiden tulisi sisällyttää teknisen raportin uusi lähestymistapa laajemman portfoliovalikoiman arvioimiseksi ja jatkaa samalla tiivistä yhteistyötä luotettavuuden ja hankinnan alalla, jota he ovat osoittaneet elokuun 2020 helleaaltojen jälkeen.

Erityiset toimet, joilla suunnitellaan tulevaa offshore-tuulivoiman käyttöönottoa ja velvoitetaan suoraan hankkimaan monipuolisempia tuotantoresursseja, kuten puhtaita, uusiutuvia energialähteitä (yleensä geoterminen) ja pitkäkestoista varastointia, voivat olla hyödyllisiä, mutta raportit osoittavat, kuinka tämä voitaisiin tehdä orgaanisemmin ja avoimemmin. Tämäntyyppinen analyysi täydentäisi CPUC:n viimeaikaista analyysia lisääntyneet tavoitteet resurssien suunnittelussa ja uudessa kaukonäköisessä CAISOssa 20 vuoden lähetysnäkymät.

Tasa-arvoisempi tulevaisuus puhtaamman verkon kautta

Tasapuolinen siirtyminen puhtaaseen sähköön riippuu investoinnista ja taloudellisesti kannattavien markkinoiden luomisesta puhtaan energian portfoliot jotka auttavat luopumaan maakaasuyksiköistä vahingoittaen Kalifornian saastuneimpia yhteisöjä. Oikeudenmukainen siirtymä vaikutuksesta kärsiville yhteisöille sisältää myös yhteisön vastustuskyvyn lisäämisen, puhtaiden resurssien rakentamisen työllisyyden ja taloudellisen hyödyn kera sekä paikallisen konsultoinnin käyttämisen uusien investointien valinnassa.

Teknisen tutkimuksen useissa skenaarioissa havaittiin, että osavaltion verkko olisi luotettava myös sen jälkeen, kun 11.5 gigawattia (GW) eli noin kolmannes Kalifornian nykyisestä kaasukapasiteetista poistetaan. Vaikka se ei kuulukaan teknisen tutkimuksen piiriin, kumppanipolitiikkaraportissa suositellaan, että etusijalle asetetaan lähellä tai heikossa asemassa olevissa yhteisöissä sijaitsevat kaasulaitokset viimeistään vuonna 2030, samalla kun valtion kaasuriippuvuus poistetaan mahdollisimman pian. Jotkut virastot, mukaan lukien CPUC, ovat edistyneet jonkin verran osallisuuden ja ympäristöoikeuden alalla, mutta jarrutusyritykset kaasun lopettamiseksi näytä, että työtä on vielä tekemättä.

Valtion virastojen ja päättäjien on keskityttävä maakaasun jatkuvan käytön perimmäisiin syihin Kaliforniassa ja laadittava suunnitelma sen poistamiseksi käytöstä. Tämä edellyttää uudelleen tarkastelua, kuinka uudet puhtaan energian portfoliot ja kysyntäpuolen resurssien käyttö voisivat korvata maakaasun luotettavuusarvon tuottamisessa järjestelmässä ja paikallisella tasolla.

Suunnittelijoiden tulisi kaksinkertaistaa resurssien monimuotoisuus

Teknisen tutkimuksen oivalluksia hyödyntäen politiikkaraportti osoittaa, kuinka monipuolisempi puhtaiden resurssien kokonaisuus voi tarjota entistä merkittävämpiä etuja valtion nopeasti muuttuvalle verkolle. Näitä etuja ovat vähentyneet maankäyttö- ja siirtotarpeet, parantunut puhtaan sähkön tavoitteiden saavuttaminen, pienemmät vaikutukset heikossa asemassa oleviin yhteisöihin ja lisääntynyt joustavuus.

Resurssien monimuotoisuus voi ilmetä monissa muodoissa: tarjonnan resurssit (esim. merituuli, geoterminen tai hajautettu aurinko), resurssien sijainti (eri paikat voivat tarjota toisiaan täydentäviä profiileja), kysynnän joustavuus ja tiiviimpi koordinointi naapurivaltioiden kanssa. Tekninen tutkimus osoittaa, että näistä naapureista tuodulla sähköllä on usein keskeinen rooli verkon tasapainottamisessa. Ottaen huomioon tutkimuksen havainnon, että voimavarat ovat saatavilla kaikkialla lännessä, kun Kalifornia sitä tarvitsee, tiiviimmän koordinoinnin ansiosta Kalifornia voi luottaa naapureihinsa luottavaisemmin.

Kalifornian nopeutettu puhtaan energian siirtyminen on mahdollisuus

Kalifornian puhtaan energian muutoksen eteneminen tarjoaa runsaasti haasteita valojen jatkamiselle, kuten uuden infrastruktuurin rakentamisen jatkaminen, syvempi yhteistyö sähkönkuluttajien kanssa hajautettujen resurssien vapauttamiseksi ja uusien resurssien, kuten akkujen, riippuvuuden seurausten ymmärtäminen. virtaa on vähän, mutta se on ladattava.

Tämä muutos tarjoaa kuitenkin myös uskomattomia mahdollisuuksia älykkäämmän suunnittelun ja politiikan avulla, kuten ilmastonmuutoksen torjunta, ilmanlaadun parantaminen heikommassa asemassa olevissa yhteisöissä, uusien lähestymistapojen omaksuminen puhtaiden sähköresurssien tehokkaimman yhdistelmän arvioimiseksi ja areenan luominen kaikenlaisille teknologisille innovaatioille. ja rakentaa entistä kestävämpi verkko, joka on malli muille valtioille ja maille.