Texas y The Polar Vortex Cortes de energía: 6 cosas que debe saber sobre el suministro, la demanda y nuestro futuro de electricidad

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Cortesía de Unión de científicos interesados.
Por John Rogers

los Vórtice polar golpear gran parte de los EE. UU. ha causado estragos no solo en carreteras y aeropuertos, sino también en nuestras sistemas de electricidad, como muchos están experimentando de primera mano en este momento. Los hogares, las instituciones y las comunidades de la región, y los amigos y familiares, se han visto afectados por cortes de energía y todo lo que los acompaña. Aquí hay seis cosas a tener en cuenta mientras lo superamos.

Imagen cortesía del Observatorio de la Tierra de la NASA, NASA

1. Restaurar la energía (de forma segura) es el trabajo 1.

Primero: algunas cosas sobre todo esto no las sabremos hasta que tengamos el beneficio de unos días, o meses, de retrospectiva y datos. Pero una cosa que sí sabemos en este momento es que la electricidad, que tan a menudo damos por sentada, es crucial para muchos aspectos de nuestras vidas.

Para algunos, los cortes de energía son un inconveniente. Para otros, son potencialmente mortal. Así que mantener el flujo de energía, o recuperarlo lo más rápido posible, es clave. Los operadores de la red deben evitar afectar a las poblaciones vulnerables y la infraestructura crítica tanto como sea posible cuando implementan apagones continuos, y deben priorizarlos cuando están restaurando el servicio.

Si bien todos los que se enfrentan a cortes de energía o cuasi accidentes están en deuda con quienes trabajan las 24 horas del día para evitar que las cosas empeoren, mantener a las cuadrillas a salvo también es clave. Un clima como este, combinado con la pandemia en curso, no hace que las condiciones de trabajo sean las más fáciles, por lo que los operadores de servicios públicos y redes deberán usar un juicio realmente sólido sobre dónde pueden enfocar a las personas de manera segura y cuándo, para las reparaciones necesarias.

2. Los cortes de energía se deben tanto a la oferta como a la demanda.

Las empresas de servicios públicos y los operadores de redes se han visto afectadas por el doble impacto de una demanda sin precedentes y grandes desafíos en el lado de la oferta. Por el lado de la demanda, por ejemplo, Texas en el día de San Valentín destrozada su récord anterior de invierno máximo en casi un 5%. El pico fue 11.000 MW por encima de lo que ERCOT, el operador de la red eléctrica de Texas, estaba proyectando y planificando en noviembre, lo que equivale a unas 15-20 plantas de energía de buen tamaño.

Y en el lado de la oferta, las líneas eléctricas cortadas por el clima son una parte, como era de esperar. Pero también resulta que todo tipo de plantas de energía se han desconectado, por una variedad de razones. Tome el gas natural, por ejemplo:

3. Las plantas de gas natural se han visto muy afectadas.

Las plantas de gas sufren sus propios problemas de oferta y demanda. Una parte es el hecho de que el mismo gas que les suministra también es necesario para calentar hogares y negocios. Y si una planta de energía no tiene contratos firmes para obtener gas cuando lo necesita, como lo harían las empresas de servicios de gas, la planta de energía pierde. Las leyes de la física también pueden estar entrando en juego, ya que cualquier humedad en las líneas de gas sucumbe al frío extremo y encierra las obras, por ejemplo, las válvulas.

Y, de hecho, los primeros indicios apuntan a que gran parte de la capacidad perdida se debe a gas natural. Datos de Southwest Power Pool (SPP), el operador de la red de gran parte de Great Plains, show que el 70% de sus megavatios (MW) “apagados” eran plantas de gas natural.

ERCOT, que funciona principalmente con gas natural y viento, fue advertencia ayer que “Las condiciones climáticas extremas hicieron que muchas unidades generadoras, en todos los tipos de combustible, se desconectaran y dejaran de estar disponibles”. Eso aclarado en otros lugares, sin embargo, la mayor parte de la capacidad que había perdido durante la noche eran “generadores térmicos, como la generación alimentada por gas, carbón o nuclear”. En total, Texas estaba fuera más de un tercio de su capacidad total.

4. No crea que una estrategia de “todo lo anterior” hubiera salvado el día.

Como sugieren los mensajes de ERCOT, esto no es solo un problema de gas, y estos últimos días de ninguna manera deberían ser alimento para el tipo de impulsos libres de hechos sobre “todo lo anterior” favorecido por la administración anterior.

Por ejemplo, muchas centrales eléctricas, incluidas todas las centrales nucleares, prácticamente todas las centrales de carbón y muchas plantas de gas natural, dependen de agua para enfriar el vapor que impulsa las turbinas que producen electricidad. Cualquier planta de energía que dependa del agua de refrigeración tendrá problemas si esa agua de refrigeración está realmente congelada. Y pueden tener sus propios problemas con la disponibilidad de combustible durante el frío extremo.

(Ya que estamos en el tema de los combustibles fósiles: tenga en cuenta que el clima extremo también ha golpear la producción de petróleo, con la cuenca del Pérmico, por ejemplo, con una caída estimada de 1 millón de barriles por día).

5. Las turbinas eólicas se pueden acondicionar para el invierno (¿pero Texas…?).

Las turbinas eólicas no son inmunes al frío extremo, y los informes iniciales muestran que ellas también han sido afectadas por esta ola. En SPP, el viento era el # 1 fuente de electricidad el año pasado, y los datos iniciales de ayer sugirieron que representaba casi una quinta parte de la capacidad desconectada.

ERCOT también menciona que las turbinas eólicas se desconectan; una fuente sugiere 4.000 MW de energía eólica se desconectaron ayer por la mañana, en comparación con 26.000 MW de capacidad térmica derribada (principalmente gas). El viento es el segundo mayor proveedor de energía de ERCOT, representando el 23% de su electricidad el año pasado (de un líder nacional 33.000 MW).

Pero la desconexión de los parques eólicos parece ser un pieza mucho más pequeña de la imagen de lo que sugieren los detractores. Y la energía eólica ha jugado un papel importante en mantener las luces encendidas en eventos pasados ​​de frío extremo (recuerde el Ciclón bomba?). También se pueden proteger al menos parcialmente para el invierno, endureciendo los sistemas de control, usando los fluidos adecuados y descongelando las cuchillas. Pero si no ve venir un tiempo como este…

6. Necesitamos estar preparados para un clima más extremo.

Y esa es una de las lecciones que debemos aprender de este episodio, una vez que vamos más allá de la inmediatez de todo: el desempeño pasado no es una indicación de lo que vendrá sobre nosotros. Sabemos que el cambio climático está trayendo no solo un calentamiento general, sino también más extremos en ambos termina. También sabemos que hay todo tipo de formas en las que el cambio climático afecta nuestra capacidad para mantener las luces encendidas.

Por eso, debemos estar preparados, o más preparados, para situaciones como esta. Y resulta que hay de muchas maneras podemos ser. Los enlaces de transmisión más fuertes pueden permitir que las regiones se respalden entre sí cuando no todos enfrentan los mismos desafíos al mismo tiempo. Una diversidad de opciones de energía (limpia) puede significar que algunas pueden estar disponibles incluso cuando otras no lo están. (ERCOT anticipó ayer por la mañana poder reconectar a los clientes más tarde ese día en parte debido a la “producción eólica y solar adicional”).

Nosotros también no tienes que tomar la demanda de electricidad como una cantidad fija, no se puede hacer nada. Las empresas de servicios públicos (incluida la mía, hace unos días) pidieron a los clientes ser lo más eficiente posible para superar los últimos crujidos. Los programas implementados con anticipación pueden recompensar a los clientes por retrasar o cambiar su uso de electricidad.

Y el almacenamiento de energía puede ser un intermediario importante entre la oferta y la demanda, desde la gran escala hasta los paquetes de baterías en nuestros garajes y sótanos.

Superando esto y más allá

En este momento, la tarea es volver a encenderla. A más largo plazo, el objetivo no debería ser garantizar el 100% de confiabilidad (debido al costo prohibitivo de eliminar la última fracción de una posibilidad de un apagón), sino hacerlos tan poco frecuentes y de duración tan limitada como sea posible. Sin embargo, debería tratarse de asegurarnos de que decisiones que nos sirven bien a corto plazo y, ante el cambio climático, a largo plazo.

Se producirán apagones; eso no significa que seamos impotentes contra ellos. La necesidad está ahí, pero también las herramientas.

Imágenes cortesía del Observatorio de la Tierra de la NASA, NASA.

Historia relacionada: El clima invernal extremo provoca apagones en EE. UU.


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