Kalifornija može pouzdano postići 85% čiste energije do 2030. bez rizika od prekida - na putu do 100% čiste mreže

Krize električne energije tokom toplotnih talasa u Kaliforniji u avgustu 2020. pokrenule su pitanja o tome koliko će državna mreža biti pouzdana na putu ka svom cilju 100% čiste energije do 2045. godine.

Ali nova istraživanja pružaju jasne odgovore: Kalifornija može pouzdano postići 85% čistu električnu mrežu do 2030 sa raznolikom mješavinom obnovljivih izvora i baterija, fleksibilnom potražnjom, trgovinom sa susjednim državama i nekim postojećim elektranama—pod višestrukim pretpostavkama izgradnje i mogućim budućim uvjetima. Ispostavilo se da je čistija mreža pouzdanija mreža.

Državni regulatori i izabrani zvaničnici mogu postići ovaj važan korak ka budućnosti države 100% čiste energije kroz političke akcije koje ubrzavaju raznovrsnu primjenu čiste energije, smanjuju ovisnost o proizvodnji plina, podstiču resurse na strani potražnje i poboljšavaju regionalnu koordinaciju trgovine električnom energijom sa susjednim državama.

Politike za napredovanje

Kalifornija je međunarodni lider u smanjenju zagađenja stakleničkim plinovima, a istovremeno pruža sve čistiju energiju za veliku i raznoliku populaciju korisnika električne energije – 40 miliona ljudi i 5 svjetskih^th najveća ekonomija. Mjere energetske efikasnosti drže ukupnu državnu potrošnju električne energije na istom već dugi niz godina, a niz sve ambicioznijih standardi obnovljivog portfelja doveli su do brzog usvajanja čistog snabdijevanja energijom iz obnovljivih izvora poput vjetra i sunca.

Ambicije državnog regulatora doživjele su novi poticaj. Komisija za javna komunalna preduzeća Kalifornije (CPUC) nedavno je izdala naloge za nabavku novih čistih resursa i odobrio novi preferirani sistemski plan za svoje dobavljače električne energije koji imaju za cilj smanjenje emisije stakleničkih plinova na 38 miliona metričkih tona (MMT) do 2030. i 35 MMT do 2032. godine, stvarajući proizvodnju električne energije bez emisija od 86% do 2032. godine.

Ali čak i sa ovim povećanim ambicijama, Kalifornija mora učiniti više da ispuni svoje ciljeve za pouzdanu budućnost bez ugljika. Novi tehnički izvještaj iz Telos Energy i GridLab i prateće izvještaj o politici by Energy Innovation opisuje kako država može odgovoriti na ovaj izazov.

Novi pristup

Tehnički izvještaj pruža novu metodologiju koja pomaže kreatorima politike da brzo procijene mnoge buduće portfelje resursa i pretpostavke kako bi osigurali buduću mrežu čiste energije. Uključujući scenarije i osjetljivosti koji ispituju pouzdanost koristeći detalje kao što su podaci o vjetru i solaru po satu koji se podudaraju s podacima o potražnji po satu za osam mogućih godina širom Zapadnog SAD-a, modeli mogu relativno brzo i po niskoj cijeni usporediti prednosti različitih portfelja resursa.

Kreatori politike tada mogu vidjeti kako svaki portfelj najefikasnije koristi svojih 75% udjela obnovljivih resursa u različitim godinama: minimiziranje stvari kao što su gubici baterije pri povratnom putu, koncentrirana upotreba plinskih resursa u državi i prevelika ovisnost o susjedima kada je regionalno potražnja je velika.

Tehnički izvještaj također modelira ključne “stresne uvjete” koji bi mogli ugroziti pouzdanost, kao što su niska hidroenergetika zbog suše, ograničenja uvoza, penzionisanje plinskih postrojenja, povlačenje elektrana na ugalj u susjednim državama, i utvrđeno je da je svaki portfelj čiste električne energije od 85% pouzdan. Konkretno, modelari su simulirali vruće vremenske uslove koji su izazvali nestanke struje u kolovozu 2020. i otkrili da bi 85% čistog električnog sistema imao dovoljno napajanja u sličnom slučaju.

Optimizacija za ambiciozan raspored implementacije

Ovaj novi pristup je posebno istaknut kada se uzme u obzir revolucionarno ubrzanje izgradnje čiste energije potrebno da država postigne ili premaši godišnji cilj od 80% čiste energije za 2030. Modeliranje različitih portfelja omogućava kreatorima politike da razmotre važne kompromise – poput uloge pouzdanosti koju skladište baterija , plin i uvoz obezbjeđuju sistem koji se uglavnom bazira na solarnoj i vjetroelektrani, i kako se to mijenja kada se u portfelj dodaju konzistentniji resursi poput geotermalne energije i vjetra na moru.

Ispitivanje performansi pouzdanosti različitih portfelja resursa pod ključnim stresorima omogućava efikasniju nabavku nakon što predloženi portfelji prođu sve regulatorne obruče.

Slučaj za to: Portfolio „Različitost resursa“ u tehničkom izvještaju prikazan gore smanjuje potrebu za izgradnjom što većeg broja solarnih i vjetroelektrana na kopnu, smanjuje povratne gubitke energije iz biciklističkih baterija za skladištenje i manje se oslanja na elektrane na fosilna goriva radi pouzdanosti. To čini tako što uključuje značajne nove izvore energije vjetra i geotermalne energije na moru, koji proizvode energiju dosljednije i nadopunjuju druge obnovljive izvore energije, ali po višoj cijeni. Dodavanje značajnog odgovora na potražnju mješavini nadoknađuje velike potrebe za skladištenjem baterije. Modeliranje GridLaba i Telosa ističe prednosti diverzifikacije resursa u pogledu pouzdanosti bez troškova i može biti vrijedan alat za sve države koje rade na ciljevima čiste električne energije.

Kao kalifornijske energetske agencije i njen mrežni operater CAISO nastaviti sa implementacijom državnom dnevnom redu politike čiste energije, trebalo bi da uključe novi pristup tehničkog izvještaja za procjenu šireg skupa portfelja uz nastavak bliske saradnje na pouzdanosti i nabavci koju su izlagali od toplotnih talasa u avgustu 2020. godine.

Konkretni napori za planiranje buduće primjene vjetroelektrana na moru i direktno nalaganje nabavke raznovrsnijih proizvodnih resursa kao što su čisti čvrsti obnovljivi izvori (obično geotermalni) i dugotrajno skladištenje mogu biti korisni, ali izvještaji ukazuju na to kako bi se to moglo učiniti organskije i transparentnije. Ova vrsta analize bi dopunila nedavnu CPUC povećane ambicije u planiranju resursa i novom dalekovidnom CAISO 20-godišnji izgledi za prijenos.

Pravednija budućnost od čistije mreže

Pravedna tranzicija čiste električne energije zavisi od ulaganja i stvaranja ekonomski održivih tržišta portfelji čiste energije koji pomažu penzionisanju jedinica prirodnog gasa nanose štetu zajednicama u Kaliforniji koje su najviše zagađene. Pravedna tranzicija za pogođene zajednice također uključuje povećanje otpornosti zajednice, izgradnju čistih resursa sa radnim i ekonomskim prednostima, te korištenje lokalnih konsultacija u odabiru novih investicija.

Višestruki scenariji tehničke studije pokazali su da će državna mreža biti pouzdana čak i nakon povlačenja 11.5 gigavata (GW), ili oko jedne trećine postojećeg gasnog kapaciteta Kalifornije. Iako izvan opsega tehničke studije, prateći izvještaj o politici preporučuje da se prioritet penzionisanja gasnih postrojenja koja se nalaze u blizini ili u ugroženim zajednicama ne kasnije od 2030. godine, dok se zavisnost države od gasa ukida što je prije moguće. Neke agencije, uključujući CPUC, postigle su određeni napredak u pogledu inkluzivnosti i ekološke pravde, ali obustavio napore da se gas povuče pokazati da ima još posla.

Državne agencije i kreatori politike moraju se fokusirati na korijenske uzroke kontinuirane upotrebe prirodnog plina u Kaliforniji i razviti plan za njegovo postepeno ukidanje. Ovo podrazumijeva preispitivanje kako bi novi portfelji čiste energije i korištenje resursa na strani potražnje mogli zamijeniti prirodni plin u obezbjeđivanju vrijednosti pouzdanosti na nivou sistema i na lokalnom nivou.

Planeri bi trebali udvostručiti raznolikost resursa

Koristeći uvide iz tehničke studije, izvještaj o politici pokazuje kako raznovrsniji skup čistih resursa može pružiti još značajnije prednosti državnoj mreži koja se brzo transformiše. Ove prednosti uključuju smanjenu upotrebu zemljišta i potrebe za prijenosom, povećanu izvodljivost postizanja ciljeva čiste električne energije, manji utjecaj na zajednice u nepovoljnom položaju i povećanu otpornost.

Raznolikost resursa može doći u mnogim oblicima: izvori snabdijevanja (npr. vjetroelektrana na moru, geotermalna ili distribuirana solarna energija), lokacija resursa (različite lokacije mogu pružiti komplementarne profile), fleksibilnost potražnje i bliža koordinacija sa susjednim državama. Tehnička studija pokazuje da uvozna energija iz ovih susjeda često igra ključnu ulogu u balansiranju mreže. S obzirom na nalaz studije da su rezerve snage dostupne širom Zapada kada je Kaliforniji zatreba, bliža koordinacija će omogućiti Kaliforniji da se pouzdanije osloni na svoje susjede.

Ubrzana tranzicija Kalifornije na čistu energiju je prilika

Kretanje naprijed s transformacijom čiste energije u Kaliforniji pruža mnoštvo izazova za nastavak održavanja upaljenih svjetala, kao što je kako nastaviti graditi novu infrastrukturu, dublje surađivati ​​s potrošačima električne energije kako bi se otključali distribuirani resursi i razumijevanje implikacija ovisnosti o novim resursima kao što su baterije koje pružaju snaga u malom, ali treba da se napuni.

Međutim, ova transformacija također nudi nevjerovatne mogućnosti kroz pametnije planiranje i politiku kao što su borba protiv klimatskih promjena, poboljšanje kvaliteta zraka u ugroženim zajednicama, usvajanje novih pristupa za procjenu najefikasnije kombinacije izvora čiste električne energije, stvaranje arene za procvat svih vrsta tehnoloških inovacija. i izgradnju otpornije mreže koja će biti model za druge države i zemlje.