کالیفرنیا می تواند تا سال 85 بدون خطر قطعی به 2030٪ انرژی پاک دست یابد - در مسیر یک شبکه 100٪ تمیز

بحران های برق در طول موج گرمای اوت 2020 کالیفرنیا سوالاتی را در مورد اینکه شبکه ایالتی تا سال 100 در مسیر رسیدن به هدف انرژی پاک 2045% خود تا چه حد قابل اعتماد خواهد بود، ایجاد کرد.

اما تحقیقات جدید پاسخ های روشنی را ارائه می دهد: کالیفرنیا می تواند تا سال 85 با اطمینان 2030 درصد از شبکه برق پاک دست یابد با ترکیبی متنوع از انرژی‌های تجدیدپذیر و باتری‌ها، تقاضای منعطف، تجارت با کشورهای همسایه و برخی نیروگاه‌های موجود - تحت فرضیه‌های ساخت‌وساز متعدد و شرایط احتمالی آینده. به نظر می رسد که یک شبکه تمیزتر شبکه قابل اطمینان تری است.

تنظیم‌کننده‌های ایالتی و مقامات منتخب می‌توانند از طریق اقدامات سیاستی که استقرار انرژی‌های پاک متنوع را تسریع می‌کنند، وابستگی تولید گاز را کاهش می‌دهند، منابع طرف تقاضا را تشویق می‌کنند و هماهنگی تجارت برق منطقه‌ای با کشورهای همسایه را بهبود می‌بخشند، به این گام مهم به سوی آینده انرژی پاک 100% دولت برسند.

سیاست هایی برای حرکت رو به جلو

کالیفرنیا یک رهبر بین‌المللی در کاهش آلودگی گازهای گلخانه‌ای است و در عین حال انرژی پاکیزه‌تر را برای جمعیت بزرگ و متنوعی از کاربران برق - 40 میلیون نفر و 5 نفر در جهان فراهم می‌کند.^th بزرگترین اقتصاد اقدامات بهره وری انرژی کل مصرف برق دولتی را برای سال‌های متمادی ثابت نگه داشته‌اند، در حالی که یک سری جاه‌طلبی‌های فزاینده استانداردهای بازاریابی تجدید پذیر منجر به پذیرش سریع تامین انرژی پاک از منابع تجدیدپذیر مانند باد و خورشید شده است.

جاه طلبی های رگولاتور ایالتی فشار تازه ای داشته است. کمیسیون خدمات عمومی کالیفرنیا (CPUC) اخیراً دستورات تدارکاتی را برای منابع جدید پاک صادر کرده است طرح سیستم ترجیحی جدید را تصویب کرد برای تامین‌کنندگان برق خود با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به 38 میلیون تن (MMT) تا سال 2030 و 35 MMT تا سال 2032، ایجاد یک تولید برق بدون انتشار 86 درصدی تا سال 2032.

اما حتی با وجود این جاه طلبی های فزاینده، کالیفرنیا باید برای رسیدن به اهداف خود برای آینده ای قابل اعتماد و بدون کربن تلاش بیشتری کند. یک جدید گزارش فنی از Telos Energy و GridLab و همراه گزارش سیاست توسط Energy Innovation چگونگی مقابله دولت با این چالش را تشریح می کند.

رویکردی بدیع

گزارش فنی یک روش جدید برای کمک به سیاست گذاران ارائه می دهد تا به سرعت بسیاری از منابع و مفروضات منابع آینده را برای تضمین یک شبکه انرژی پاک در آینده ارزیابی کنند. با گنجاندن سناریوها و حساسیت‌هایی که قابلیت اطمینان را با استفاده از جزئیاتی مانند داده‌های ساعتی باد و خورشیدی مطابق با داده‌های تقاضای ساعتی برای هشت سال ممکن در سراسر ایالات متحده غربی بررسی می‌کنند، مدل‌سازان می‌توانند مزایای مجموعه‌های منابع مختلف را نسبتاً سریع و با هزینه کم مقایسه کنند.

سپس سیاستگذاران می‌توانند ببینند که چگونه هر مجموعه از سهم 75 درصدی خود از منابع تجدیدپذیر در سال‌های مختلف بیشترین استفاده را می‌کند: به حداقل رساندن مواردی مانند تلفات رفت و برگشت باتری، استفاده متمرکز از منابع گاز داخلی و وابستگی بیش از حد به همسایگان در شرایط منطقه‌ای. تقاضا زیاد است

این گزارش فنی همچنین «شرایط استرسی» کلیدی را که ممکن است قابلیت اطمینان را تهدید کند، مانند انرژی کم آبی به دلیل خشکسالی، محدودیت‌های واردات، بازنشستگی نیروگاه‌های گاز، بازنشستگی کارخانه زغال سنگ در کشورهای همسایه مدل‌سازی می‌کند و نشان می‌دهد که هر 85 درصد سبد برق پاک قابل اعتماد است. به طور خاص، مدل‌سازان شرایط آب و هوایی گرم را که باعث قطع برق در آگوست 2020 شد، شبیه‌سازی کردند و دریافتند که یک سیستم برق تمیز 85 درصدی در یک رویداد مشابه، برق کافی خواهد داشت.

بهینه سازی برای برنامه استقرار بلندپروازانه

این رویکرد جدید به‌ویژه زمانی برجسته است که شتاب بی‌نظیر در ساخت انرژی پاک مورد نیاز دولت برای دستیابی یا فراتر از ۸۰ درصد هدف سالانه انرژی پاک برای سال ۲۰۳۰ باشد. ، گاز و واردات برای یک سیستم عمدتاً مبتنی بر خورشید و بادی فراهم می کند و این که چگونه وقتی منابع ثابت تری مانند بادهای زمین گرمایی و بادهای فراساحلی به مجموعه اضافه می شود، تغییر می کند.

بررسی عملکرد قابلیت اطمینان پورتفولیوهای منابع مختلف تحت عوامل استرس‌زای کلیدی، پس از اینکه پورتفولیوهای پیشنهادی از تمام حلقه‌های نظارتی عبور کردند، خرید کارآمدتر را تقویت می‌کند.

نمونه موردی: مجموعه «تنوع منابع» گزارش فنی که در بالا نشان داده شده است، نیاز به ساخت هر چه بیشتر نیروگاه‌های بادی خورشیدی و خشکی را کاهش می‌دهد، تلفات انرژی رفت و برگشت ناشی از ذخیره باتری دوچرخه‌سواری را کاهش می‌دهد و برای قابلیت اطمینان کمتر به نیروگاه‌های سوخت فسیلی متکی است. این کار را با گنجاندن منابع جدید تولید بادی و زمین گرمایی فراساحلی انجام می‌دهد که به طور مداوم انرژی تولید می‌کنند و سایر انرژی‌های تجدیدپذیر را تکمیل می‌کنند، اما با قیمت بالاتر. افزودن پاسخ تقاضای قابل توجه به ترکیب، نیازهای ذخیره باتری بزرگ را جبران می کند. مدل‌سازی GridLab و Telos مزایای قابلیت اطمینان غیر هزینه‌ای تنوع منابع را برجسته می‌کند و می‌تواند ابزار ارزشمندی برای همه کشورهایی باشد که به سمت اهداف برق پاک کار می‌کنند.

به عنوان آژانس های انرژی کالیفرنیا و اپراتور شبکه آن CAISO ادامه اجرا در دستور کار سیاست انرژی پاک دولت، آنها باید رویکرد جدید گزارش فنی را برای ارزیابی مجموعه گسترده تری از پورتفولیوها و در عین حال ادامه همکاری نزدیک در زمینه قابلیت اطمینان و تدارکاتی که از موج گرمای اوت 2020 به نمایش گذاشته اند، بگنجانند.

تلاش‌های ویژه برای برنامه‌ریزی برای استقرار باد در دریا در آینده و الزام مستقیم به تهیه منابع تولید متنوع‌تر مانند انرژی‌های تجدیدپذیر شرکت تمیز (معمولاً زمین گرمایی) و ذخیره‌سازی طولانی مدت می‌تواند مفید باشد، اما گزارش‌ها به این نکته اشاره می‌کنند که چگونه می‌توان این کار را به صورت ارگانیک‌تر و شفاف‌تر انجام داد. این نوع تجزیه و تحلیل می تواند مکمل اخیر CPUC باشد افزایش جاه طلبی ها در برنامه ریزی منابع و CAISO دوراندیش جدید چشم انداز انتقال 20 ساله.

آینده عادلانه تر از یک شبکه تمیزتر

انتقال عادلانه برق پاک بستگی به سرمایه گذاری و ایجاد بازارهایی برای مقرون به صرفه بودن دارد پرتفوی انرژی پاک که به بازنشستگی واحدهای گاز طبیعی کمک می کند تا به جوامع آلوده کالیفرنیا آسیب برساند. انتقال عادلانه برای جوامع تحت تأثیر نیز شامل افزایش انعطاف پذیری جامعه، ایجاد منابع پاک با مزایای شغلی و اقتصادی، و استفاده از مشاوره محلی در انتخاب سرمایه گذاری های جدید است.

سناریوهای چندگانه این مطالعه فنی نشان داد که شبکه ایالتی حتی پس از بازنشستگی 11.5 گیگاوات (GW) یا حدود یک سوم ظرفیت گاز موجود کالیفرنیا قابل اعتماد خواهد بود. اگرچه فراتر از محدوده مطالعه فنی، گزارش سیاست همراه توصیه می‌کند که نیروگاه‌های گاز بازنشسته واقع در نزدیکی یا در جوامع محروم را حداکثر تا سال 2030 اولویت‌بندی کنید، در حالی که اتکای دولت به گاز در اسرع وقت به صفر برسد. برخی از آژانس ها از جمله CPUC، با فراگیری و عدالت زیست محیطی پیشرفت هایی داشته اند، اما توقف تلاش ها برای بازنشستگی گاز نشان می دهد که هنوز کار بیشتری برای انجام دادن وجود دارد.

آژانس‌های ایالتی و سیاست‌گذاران باید روی دلایل اصلی استفاده مداوم از گاز طبیعی در کالیفرنیا تمرکز کنند و برنامه‌ای برای حذف تدریجی آن ایجاد کنند. این مستلزم بررسی مجدد این است که چگونه پرتفوی جدید انرژی پاک و استفاده از منابع سمت تقاضا می تواند جایگزین گاز طبیعی در ارائه ارزش قابلیت اطمینان در سیستم و سطوح محلی شود.

برنامه ریزان باید تنوع منابع را دوچندان کنند

با استفاده از بینش های حاصل از مطالعه فنی، گزارش سیاست نشان می دهد که چگونه یک مجموعه متنوع تر از منابع پاک می تواند مزایای مهم تری را برای شبکه ایالتی که به سرعت در حال تغییر است فراهم کند. این مزایا شامل کاهش نیازهای استفاده از زمین و انتقال، افزایش امکان سنجی دستیابی به اهداف برق پاک، اثرات کمتر بر جوامع محروم و افزایش انعطاف پذیری است.

تنوع منابع می تواند به اشکال مختلفی باشد: منابع عرضه (به عنوان مثال، باد دریایی، زمین گرمایی یا خورشیدی پراکنده)، مکان منابع (مکان های مختلف می توانند پروفایل های مکمل را ارائه دهند)، انعطاف پذیری تقاضا، و هماهنگی نزدیک تر با کشورهای همسایه. مطالعه فنی نشان می دهد که برق وارداتی از این همسایگان اغلب نقش کلیدی در تعادل شبکه ایفا می کند. با توجه به یافته های این مطالعه مبنی بر اینکه ذخایر انرژی در سراسر غرب زمانی که کالیفرنیا به آن نیاز دارد در دسترس است، هماهنگی نزدیک تر به کالیفرنیا اجازه می دهد تا با اطمینان بیشتری به همسایگان خود تکیه کند.

انتقال سریع انرژی پاک کالیفرنیا یک فرصت است

پیشروی در تحول انرژی پاک کالیفرنیا چالش‌های زیادی را برای ادامه روشن نگه داشتن چراغ‌ها فراهم می‌کند، مانند چگونگی حفظ زیرساخت‌های جدید، تعامل عمیق‌تر با مصرف‌کنندگان برق برای باز کردن قفل منابع توزیع‌شده، و درک پیامدهای وابستگی به منابع جدید مانند باتری‌هایی که ارائه می‌کنند. قدرت در یک خرج کردن، اما نیاز به شارژ مجدد.

با این حال، این تحول همچنین فرصت‌های باورنکردنی را از طریق برنامه‌ریزی و سیاست‌های هوشمندانه‌تر مانند مبارزه با تغییرات آب و هوایی، بهبود کیفیت هوا در جوامع محروم، اتخاذ رویکردهای جدید برای ارزیابی مؤثرترین ترکیب منابع برق پاک، ایجاد عرصه‌ای برای شکوفایی انواع نوآوری‌های تکنولوژیکی ارائه می‌کند. و ایجاد یک شبکه انعطاف پذیرتر که الگویی برای سایر کشورها و کشورها خواهد بود.