Het is bijna twee maanden geleden sinds Winterstorm Elliott, die in het grootste deel van de Verenigde Staten extreem koude omstandigheden veroorzaakte, energienoodsituaties veroorzaakte in het hele land en elektriciteitsuitval voor 1.5 miljoen huishoudens, inclusief doorlopende stroomuitval het zuidoosten. Terwijl sommige lokale storingen werden veroorzaakt door neergehaalde of bevroren elektriciteitsleidingen, werden veel veroorzaakt door tekorten in de stroomvoorziening en bevroren instrumentatie, inclusief de voortdurende black-outs die TVA in Tennessee en Duke Energy in North Carolina ondervonden. Deze problemen waren ook anders regionaal grids, maar leidde niet tot rondes van voortschrijdende black-outs zoals die in het zuidoosten.

Nu de sneeuw van de storm is neergedaald, kunnen federale en staatsregelgevers enkele geleerde lessen toepassen. Het belangrijkste was dat windenergie en interregionale transmissie een integraal onderdeel waren om de lichten aan te houden voor regio's met energietekorten en om de omvang van black-outs in andere gebieden te beperken. Bovendien suggereert RMI-analyse dat meer windenergie en interregionale transmissie mogelijk enkele van de rollende black-outs in het zuidoosten tijdens deze storm hadden kunnen voorkomen.

Windenergie was overvloedig en wijdverspreid

Hernieuwbare energiebronnen presteerden goed in het hele land tijdens Winter Storm Elliott, met name in de regionale elektriciteitsnetten SPP, MISO en PJM. Wind in deze regio's wekte gestaag elektriciteit op tijdens de storm en ervoer minder gedwongen uitval dan fossiele brandstoffen als gevolg van de extreme kou. In PJMZo suggereren voorlopige gegevens dat kolen- en gascentrales verantwoordelijk waren voor 87 procent van de gedwongen uitval op 24 december, waarbij gascentrales een onevenredig groot deel vertegenwoordigden (70 procent).

Een belangrijke redder van het elektriciteitsnet die wijdverspreide black-outs in het oosten van de Verenigde Staten voorkwam, was het transmissienetwerk dat verschillende regionale energiesystemen met elkaar verbond, waardoor energie kon worden verplaatst naar waar het nodig was. Interregionale transmissie is van cruciaal belang om het delen van bestaande bronnen mogelijk te maken in, strak voorwaarden de betrouwbaarheid van het net verbeteren. Winterstorm Elliott maakte dit volkomen duidelijk: tijdens de storm komt energie uit het noorden Canada werd in het hele land gebruikt toen generatoren op fossiele brandstoffen uitvielen vanwege de extreme kou. Als TVA, Duke en andere regio's met krappe netwerkomstandigheden geen toegang hadden gehad tot invoer van hun buren via transmissie, zouden black-outs ongetwijfeld veel vaker voorkomen.

Regio's in het zuidoosten die te maken kregen met black-outs tijdens Winter Storm Elliott, ondervonden ook sterke windomstandigheden die rijp zouden zijn geweest voor extra windopwekking als er meer windturbines waren geïnstalleerd, weergegeven in de onderstaande grafiek. Windsnelheden op oppervlakteniveau op luchthavens in Noord-Carolina werden bijvoorbeeld geregistreerd tot wel 33 mijl per uur, ver boven de reeks van de windsnelheden die nodig zijn om stroom op te wekken bij windturbines. Toch hebben Tennessee en North Carolina dat wel bleef achter En af en toe ronduit gekant tegen het bouwen van nieuwe windbronnen en in 2021 windenergie Tennessee en Noord Carolina vertegenwoordigde respectievelijk slechts 0.04 en 0.4 procent van de totale netto-opwekking van elke staat.

Hoewel de wind sterk was tijdens Winter Storm Elliot, zal dat niet noodzakelijkerwijs het geval zijn bij elke winterstorm. Bij extreem winterweer is een verscheidenheid aan middelen (waaronder windenergie uit andere regio's die wordt geleverd via adequate transmissie) essentieel om ervoor te zorgen dat de lichten blijven branden en om het risico op stroomuitval te minimaliseren wanneer een type generator niet kan leveren, zoals gas was tijdens deze recente winterstorm.

Beperkte transmissie betekende verspilde hernieuwbare energiebronnen

Hoewel energie met succes werd gedeeld via het bestaande transmissienetwerk, is dat netwerk tot het uiterste uitgerekt, en als gevolg daarvan werd overtollige energie, met name windenergie, ingeperkt (dwz verspild). Hoewel windbronnen plaatselijk overvloedig kunnen zijn, zal het worden beperkt als overtollige windopwekking niet kan worden opgeslagen of verzonden naar andere regio's die het nodig hebben. Dat is wat er gebeurde tijdens black-outs in het zuidoosten tijdens Winter Storm Elliot - de centrale Verenigde Staten hadden een overvloed aan windenergie die niet kon worden gebruikt in regio's met energietekorten en black-outs vanwege onvoldoende transmissie.

Op een gegeven moment, terwijl TVA op 23 december black-outs had, ondervond SPP alleen al ongeveer 3 GW aan windbeperkingen, zoals hieronder weergegeven. Die 3 GW aan verspilde windenergie is meer energie dan kan worden geproduceerd in de grootste kolencentrale van TVA, de Cumberland Fossil Plant, die volgens de planning zal worden gebouwd. gepensioneerd en vervangen in 2026. Als deze energie beschikbaar was geweest, had het het tekort in het zuidoosten kunnen verlichten, zowel qua omvang als qua duur, en het licht aan kunnen houden voor meer huishoudens tijdens de extreme kou.

Naast het verlichten van storingen, had extra transmissie aanzienlijke financiële voordelen kunnen opleveren voor nutsbedrijven en consumenten. Nieuwe analyses hebben uitgewezen dat extra interregionale transmissie tijdens Winter Storm Elliott bijna had kunnen veroorzaken $ 100 miljoen in voordelen, en dat potentiële besparingen als gevolg van interregionale transportinvesteringen nooit zijn geweest hoger.

Leren van dit evenement

Lopend onderzoeken van NERC, FERC en staatscommissarissen zullen extra inzicht geven in wat er precies is misgegaan en wat nutsbedrijven kunnen doen om te zorgen voor een betrouwbaarder net bij extreem winterweer. Tot die tijd kunnen federale en staatsregulatoren de volgende inzichten overwegen:

Een gevarieerde reeks koolstofvrije hulpbronnen (waaronder transmissie, hernieuwbare energie, batterijopslag, energie-efficiëntie en vraagflexibiliteit) is een integraal onderdeel van het behoud van de betrouwbaarheid van het net tijdens extreem winterweer. Om het risico te vermijden dat ze afhankelijk zijn van een enkel type hulpbron om een ​​adequate energievoorziening te garanderen, moeten regelgevers en beleidsmakers van de staat ervoor zorgen en soms eisen dat er bij de planning van nutsvoorzieningen en betrouwbaarheidsplanning rekening wordt gehouden met een diverse reeks hulpbronnen.

Het Amerikaanse elektriciteitsnet is tegenwoordig te gefragmenteerd, en meer interregionale transmissie kan zowel de betrouwbaarheid van het net verbeteren als belastingbetalers geld besparen. Federale regelgevers bij FERC zouden moeten overwegen om zowel een minimale hoeveelheid energieoverdrachtscapaciteit tussen regionale netten als een robuust interregionaal planningsproces te eisen, aangezien het opties overweegt om de interregionale transmissieplanning te verbeteren.

We kunnen vandaag meer uit ons bestaande transmissiesysteem halen door aanvullende oplossingen te implementeren die het efficiënter maken, zoals reconductoring, dynamische lijnclassificaties en andere netverbeterende technologieën (GET's). Deze technologieën kunnen snel en betaalbaar de opname van hernieuwbare energie op het net vergroten, wat zelfs nog waardevoller is in krappe netomstandigheden. Zowel overheidsbeleidsmakers als FERC zouden moeten nadenken over GET's en manieren om het meeste uit onze bestaande netwerkinfrastructuur te halen.

Realiseren van een betrouwbaar energienet in periodes van extreem winterweer is geen sinecure, maar nadenken over stormen uit het verleden kan waardevolle inzichten opleveren over wat er moet gebeuren om te zorgen voor een veerkrachtiger en betrouwbaarder netwerk bij extreem winterweer. Als u dit doet, zorgt u ervoor dat wanneer de temperatuur in de toekomst daalt, niemand zich zorgen hoeft te maken of de stroom aan blijft.

Door Ashtin Massie, Sarah Toth. © 2023 Rocky Mountain Instituut. Gepubliceerd met toestemming. Oorspronkelijk gepost op RMI.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• Bron: https://cleantechnica.com/2023/02/20/wasted-wind-energy-tenable-transmission-during-winter-storm-elliott/