Una transición de energía limpia puede mejorar la confiabilidad y resistencia de la red en Texas

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Cortesía de RMI.
Por Mark Dyson Y Becky Xilu Li

Con un frío extremo que se extiende por la mitad de los Estados Unidos, la semana pasada se produjeron cortes de energía sin precedentes en la parte central del país, y particularmente en Texas. Millones de personas permanecen sin electricidad mientras el operador de la red del estado, ERCOT, lucha por satisfacer la demanda histórica de electricidad, incluso cuando los generadores, en su mayoría plantas de energía a gas, funcionan mal debido al clima helado o no pueden asegurar el combustible para operar.

Similar a los apagones en California el verano pasado, las causas fundamentales de esta emergencia en curso son complejas y tomará meses evaluarlas por completo. Pero ya hay una proliferación de declaraciones falsas o equivocadas lo que sugiere que la gran proporción de electricidad generada por el viento en Texas es un factor dominante en los cortes, y que solo las plantas de energía basadas en combustibles fósiles pueden garantizar la confiabilidad y resistencia de la red. Estas afirmaciones no solo no son ciertas, sino que se desvían del trabajo real que debe realizarse para evitar que se repita.

Como se ha demostrado una y otra vez, las plantas de energía basadas en combustibles fósiles, y los sistemas de energía que hemos construido a su alrededor durante los últimos cien años, son especialmente vulnerables al clima extremo que ahora se está volviendo común debido al cambio climático. Y en lugar de buscar soluciones falsas basadas en el pasado, es decir, duplicar costoso y inseguro Sistemas de energía centralizados y que dependen del combustible: la crisis actual debe abordarse con una visión de futuro que responda a las causas fundamentales del problema.

Los desafíos sistémicos, no las energías renovables, están causando cortes

Un factor fundamental tanto de los apagones en curso en Texas como de la experiencia del año pasado en California es el cambio climático. El cambio climático hace que los eventos de calor extremo y frío extremo sean más comunes, y hace hincapié en los sistemas, incluidas las centrales eléctricas y las redes que los conectan con los clientes, más allá de las condiciones de diseño que se desarrollaron para el clima del siglo pasado.

En Texas, los resultados del actual evento de frío extremo están apareciendo tanto en el lado de la demanda como en el lado de la oferta del sistema eléctrico. Por el lado de la demanda, sobre 60% de los tejanos usan electricidad para calentar sus hogares, y la gran mayoría de esas casas usan calefacción de resistencia ineficiente, no bombas de calor modernas y altamente eficientes. Entonces, cuando las temperaturas cayeron a mínimos casi récord en una amplia franja del estado, la demanda de electricidad se disparó a niveles muy por fuera de los planes de contingencia. En resumen, ERCOT no había anticipado los niveles de demanda de electricidad que puede generar el cambio climático.

La alta demanda en la minoría de hogares de Texas que dependen del gas para calefacción también llevó a problemas para la red eléctrica. Primero, el suministro de gas en general fue limitado debido a las bajas temperaturas que limitaron el flujo a través de los gasoductos. En segundo lugar, el suministro de gas disponible fue priorizado para la calefacción de edificios, lo que lleva a una mayor escasez en las centrales eléctricas. E incluso si el gas pudiera llegar a las centrales eléctricas de gas, a menudo no funcionaban: las temperaturas frías también provocaban fallas mecánicas en los propios generadores de gas.

Y si bien hubo algunas fallas en la generación eólica debido a la formación de hielo, es importante distinguir entre las contribuciones menores que ERCOT espera del viento durante emergencias como esta, versus el papel principal que los operadores de la red esperan que jueguen los generadores de gas para satisfacer la demanda máxima. . La formación de hielo en las turbinas eólicas es el “factor menos significativo” para provocar las interrupciones, según un portavoz de ERCOT. Además, es notable que este es un problema relativamente sencillo de resolver. Por ejemplo, en Canadá “paquetes para clima frío” permitir que los aerogeneradores funcionen a temperaturas muy bajas.

Además, los planificadores de la red saben y esperan que la energía eólica a menudo no está disponible durante los picos del sistema y, en cambio, aprovechan el viento para su beneficio principal: energía rentable y libre de contaminación cada vez que sopla el viento. Por otro lado, una justificación principal para la generación dependiente del combustible es su capacidad teórica para generar independientemente del clima, lo que no se ha realizado en la práctica en Texas esta semana, con más de 40% de la flota de carbón, gas y nuclear fuera de línea debido al frío.

Las soluciones sistémicas son el único camino a seguir

Para responder a un disruptor tan fundamental como el cambio climático y sus impactos no solo en la red eléctrica sino también en la economía energética en su conjunto, debemos mirar más allá de las estrategias familiares arraigadas en la tecnología del siglo pasado. Estas soluciones heredadas suelen centrarse en “fortalecer” elementos individuales de la red, pero no abordan las interdependencias y Riesgos emergentes que pueden crear cortes de energía generalizados y catastróficos..

Tres categorías de soluciones que van más allá de las soluciones retrospectivas pueden comenzar a mitigar estos riesgos. En primer lugar, los planificadores de la red y los formuladores de políticas deben tener en cuenta las “nuevas normales” que enfrenta la red. En particular, los fenómenos meteorológicos extremos provocados por el cambio climático (incluidos calor, fuego, o la actual ola de frío) deben tenerse en cuenta en la planificación, así como su interacción con las tendencias emergentes de electrificación (en ambos vehiculos y edificios) que hacen que la electricidad sea aún más crítica.

En segundo lugar, la industria debería alejarse de los enfoques de resiliencia heredados y adoptar soluciones que reconozcan 21S t siglo y aprovechar la tecnología adecuada para abordarlos. Tecnologías que incluyen eficiencia energética específica, exigir flexibilidad, energía solar fotovoltaica a escala comunitaria y en la azotea, sistemas de almacenamiento de baterías y controles avanzados del sistema de distribución están ubicados cerca de los clientes de uso final y, por lo tanto, pueden mantener el servicio a instalaciones y cargas críticas durante cortes de red más amplios. Estas tecnologías también pueden ofrecer valor económico durante las operaciones normales de la red y apoyar los objetivos energéticos de la comunidady, por lo tanto, proporcionan una resiliencia de menor costo y mayor valor que las costosas inversiones en generadores de combustibles fósiles redundantes.

En tercer lugar, la industria también debe continuar dando prioridad a las inversiones que modernizan la infraestructura de red envejecida. Para lograr las reducciones de emisiones de carbono necesarias para evitar los peores efectos del cambio climático y, por lo tanto, abordar realmente una de las principales causas de inestabilidad de la red que, de lo contrario, empeoraría, debemos ampliar las redes eléctricas para impulsar una mayor participación de la economía. Hacerlo teniendo en cuenta la resiliencia desde el principio puede reducir los costos y riesgos asociados con la transición. Por ejemplo, La expansión de las redes de transmisión para acceder a recursos energéticos renovables de bajo costo también puede impulsar la diversidad de la oferta., mejorando la confiabilidad y la resistencia de la red a las interrupciones extremas provocadas por el clima.

Las empresas de servicios públicos, grandes y pequeñas, ya están demostrando el caso de estas soluciones para la confiabilidad y resiliencia de la red en un sistema climático y energético que cambia rápidamente. Y aunque algunos de los cambios necesarios pueden resultar desconocidos, el costo de la inacción es alto. Tendremos pocas oportunidades para reimaginar la resiliencia de la red para responder eficazmente a los riesgos emergentes. Tendremos incluso menos oportunidades de hacerlo de una manera consciente de los costos que logre la resiliencia por diseño, en lugar de como un sumador costoso solo después de que los efectos del cambio climático se vuelvan cada vez más graves.

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

Historia relacionada: cortes de energía en Texas y The Polar Vortex: 6 cosas que debe saber sobre el suministro, la demanda y nuestro futuro de electricidad.

Ahora, nos vemos en una próxima noticia. ¡Hasta la vista!

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