Uzasadnienie zmiany klimatu dla przekształcenia amerykańskiej sieci energetycznej

Sieć linii przesyłowych, które przenoszą energię elektryczną w całych Stanach Zjednoczonych, jest stara i nie jest przystosowana do zaspokojenia przewidywanego zapotrzebowania na źródła czystej energii, takie jak wiatr i słońce.

Obecnie wytwarzanie energii elektrycznej skutkuje m.in 32% emisji dwutlenku węgla w Stanach Zjednoczonych, głównie ze spalania paliw kopalnych, takich jak ropa naftowa, węgiel i gaz ziemny. Paliwa te są transportowane i spalane tam, gdzie potrzebna jest energia elektryczna.

Ale niedrogie, bezemisyjne źródła energii, takie jak energia słoneczna i wiatrowa, występują w obfitości tylko w miejscach, gdzie świeci słońce lub wieje wiatr, i to niekoniecznie w pobliżu domów i firm. Co więcej, zapotrzebowanie na energię elektryczną będzie rosło, ponieważ paliwa kopalne będą stopniowo zastępowane przez cały szereg innych zastosowań, takich jak pojazdy elektryczne i pompy ciepła.

Utrzymanie włączonych świateł i czystego powietrza będzie wymagało wielu nowych transmisji.

„Podwójne uderzenie”: Wiek i lokalizacja

Większość amerykańskiej sieci elektrycznej była zbudowany w latach 1960-tych i 1970-tych. Obecnie ponad 70% sieci elektroenergetycznej w USA ma więcej niż 25 lat, według Białego Domu.

Że stwarza „podatność na zagrożenia”, Departament Energii USA powiedział w ogłoszeniu inicjatywy zawartej w ponadpartyjnej ustawie o infrastrukturze prezydenta Bidena, mającej na celu przyspieszenie inwestycji w krajową sieć.

W 2021 roku, ostatnim roku, dla którego dostępne są dane, amerykańscy odbiorcy energii elektrycznej byli bez prądu średnio przez nieco ponad siedem godzin, zgodnie z dane z US Energy Information Administration. Ponad pięć z tych siedmiu godzin przypadło na to, co EIA nazywa „ważnymi wydarzeniami”, w tym burze śnieżne, huragany i pożary. To znaczny wzrost w stosunku do średniej trwającej od trzech do czterech godzin w przypadku przerw w dostawie prądu w okresie od 2013 r. (pierwszy rok, w którym dostępne są dane) do 2016 r., a głównym winowajcą są ekstremalne warunki pogodowe.

„Ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak Dixie Wildfire, huragan Ida i zamrożenie Teksasu w 2021 r., jasno pokazały, że istniejąca infrastruktura energetyczna Ameryki nie wytrzyma ciągłych skutków ekstremalnych zjawisk pogodowych wywołanych zmianami klimatycznymi” — poinformował Departament Energii USA.

Infrastruktura przesyłowa wytrzymuje od 50 do 80 lat, według prezentacji firmy doradczej z 2021 r., Grupa Brattle'a. Wymiana infrastruktury transmisyjnej, która zbliża się do swojego wieku, prawdopodobnie będzie kosztować około 10 miliardów dolarów rocznie, według analizy Brattle Group.

American Electric Power, firma energetyczna, która jest właścicielem 40,000 mil transmisji mil, powiedział, że 30% jego linii przesyłowych będzie wymagało wymiany w ciągu najbliższych 10 lat, jak podkreślił a Raport z 2022 r. sporządzony przez grupę ds. polityki przesyłowej, Grid Strategies.

Oprócz starzenia się, problemem jest lokalizacja istniejących linii przesyłowych.

Paliwa kopalne, takie jak ropa naftowa, węgiel i gaz ziemny, są zwykle transportowane koleją lub rurociągami, a następnie spalane w elektrowniach w pobliżu miast.

Przemysł energetyczny w USA rozwinął się dzięki zlepkowi lokalnych przedsiębiorstw użyteczności publicznej zaspokajających lokalne zapotrzebowanie, Roba Gramlicha, Założyciel Strategie sieciowe, powiedział CNBC. System linii przesyłowych w USA został zbudowany pod kątem tego modelu wytwarzania energii.

Czyste źródła energii, takie jak wiatr i słońce, nie powodują emisji gazów cieplarnianych, ale wytwarzana energia musi być przenoszona z miejsc, w których wiatr i słońce są najsilniejsze, do miejsc, w których energia elektryczna jest faktycznie wykorzystywana.

Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku wykorzystania najwyższej jakości energii wiatrowej, wyjaśnił profesor Princeton Jessego Jenkinsa, inżynier systemów energetycznych w skali makro.

„Moc turbiny wiatrowej skaluje się wraz z sześcienną prędkością wiatru. Oznacza to, że najlepsze elektrownie wiatrowe są osiem razy bardziej produktywne niż te najgorsze, w porównaniu z tylko dwa razy bardziej produktywnymi elektrowniami słonecznymi” – powiedział Jenkins.

„Większy stopień zmienności potencjału energii wiatrowej oznacza, że ​​musimy budować farmy wiatrowe tam, gdzie jest naprawdę wietrznie, a zwykle nie tam, gdzie mieszka zbyt wielu ludzi! Tak więc rozwój energetyki wiatrowej jest dużym motorem zwiększonych potrzeb w zakresie przesyłu” – powiedział Jenkins w rozmowie z CNBC.

Łatwiej jest budować panele słoneczne blisko miejsca, w którym są potrzebne, ale „nie w przypadku farm wiatrowych” – powiedział Jenkins.

Połączenie starzejącej się infrastruktury, która wymaga kosztownych modernizacji, z siecią energetyczną, która nie trafia tam, gdzie znajdują się czyste – i tanie – formy energii odnawialnej, jest „niestety podwójnym ciosem dla konsumentów” – powiedział Gramlich w rozmowie z CNBC.