แคลิฟอร์เนียสามารถเข้าถึงพลังงานสะอาด 85% ได้อย่างน่าเชื่อถือภายในปี 2030 โดยไม่ต้องเสี่ยงกับไฟฟ้าดับ – บนเส้นทางสู่กริดที่สะอาด 100%

วิกฤตการณ์ด้านพลังงานในช่วงคลื่นความร้อนในเดือนสิงหาคม 2020 ของรัฐแคลิฟอร์เนียทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของกริดของรัฐที่จะอยู่บนถนนสู่เป้าหมายของพลังงานสะอาด 100% ภายในปี 2045

แต่การวิจัยใหม่ให้คำตอบที่ชัดเจน: แคลิฟอร์เนียสามารถบรรลุโครงข่ายไฟฟ้าสะอาด 85% ได้อย่างน่าเชื่อถือภายในปี 2030 ด้วยส่วนผสมของพลังงานหมุนเวียนและแบตเตอรี่ที่หลากหลาย ความต้องการที่ยืดหยุ่น การค้ากับรัฐเพื่อนบ้าน และโรงไฟฟ้าที่มีอยู่บางส่วน ภายใต้สมมติฐานที่ขยายออกไปหลายประการและสภาวะที่เป็นไปได้ในอนาคต ปรากฎว่ากริดที่สะอาดกว่านั้นเป็นกริดที่น่าเชื่อถือกว่า

หน่วยงานกำกับดูแลของรัฐและเจ้าหน้าที่ที่มาจากการเลือกตั้งสามารถบรรลุขั้นตอนที่สำคัญนี้เพื่อมุ่งสู่อนาคตพลังงานสะอาด 100% ของรัฐผ่านการดำเนินการตามนโยบายที่เร่งการปรับใช้พลังงานสะอาดที่หลากหลาย ลดการพึ่งพาการผลิตก๊าซ สร้างแรงจูงใจให้กับทรัพยากรด้านอุปสงค์ และปรับปรุงการประสานงานการค้าไฟฟ้าระดับภูมิภาคกับรัฐเพื่อนบ้าน

นโยบายก้าวต่อไป

แคลิฟอร์เนียเป็นผู้นำระดับสากลในการลดมลพิษของก๊าซเรือนกระจกในขณะที่ให้พลังงานสะอาดเพิ่มขึ้นสำหรับผู้ใช้ไฟฟ้าจำนวนมากและหลากหลาย – 40 ล้านคนและ 5 ของโลก^th เศรษฐกิจที่ใหญ่ที่สุด มาตรการประหยัดพลังงาน ได้ใช้อำนาจรัฐโดยรวมทรงตัวเป็นเวลาหลายปีในขณะที่มีความทะเยอทะยานมากขึ้น มาตรฐานผลงานทดแทน ได้ผลักดันให้มีการนำพลังงานสะอาดมาใช้อย่างรวดเร็วจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและพลังงานแสงอาทิตย์

ความทะเยอทะยานของหน่วยงานกำกับดูแลของรัฐได้เห็นการผลักดันครั้งใหม่ คณะกรรมการสาธารณูปโภคแห่งรัฐแคลิฟอร์เนีย (CPUC) ได้ออกคำสั่งจัดซื้อจัดจ้างสำหรับทรัพยากรใหม่ที่สะอาดและ อนุมัติแผนระบบที่ต้องการใหม่ สำหรับผู้ให้บริการไฟฟ้าที่มีเป้าหมายที่จะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกให้เหลือ 38 ล้านเมตริกตัน (MMT) ภายในปี 2030 และ 35 MMT ภายในปี 2032 ทำให้เกิดการผลิตไฟฟ้าที่ปลอดการปล่อยมลพิษ 86% ภายในปี 2032

แต่ถึงแม้จะมีความทะเยอทะยานที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้ แคลิฟอร์เนียก็ยังต้องทำมากขึ้นเพื่อให้บรรลุเป้าหมายเพื่ออนาคตที่ปลอดคาร์บอนที่เชื่อถือได้ ใหม่ รายงานทางเทคนิค จาก Telos Energy และ GridLab และที่มาพร้อมกัน รายงานนโยบาย โดยนวัตกรรมด้านพลังงานจะสรุปว่ารัฐจะรับมือกับความท้าทายนี้ได้อย่างไร

แนวทางใหม่

รายงานทางเทคนิคได้จัดทำระเบียบวิธีใหม่ๆ เพื่อช่วยให้ผู้กำหนดนโยบายประเมินพอร์ตทรัพยากรในอนาคตและข้อสมมติต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วเพื่อรักษาความปลอดภัยให้กับโครงข่ายพลังงานสะอาดในอนาคต การรวมสถานการณ์และความละเอียดอ่อนที่ตรวจสอบความน่าเชื่อถือโดยใช้รายละเอียด เช่น ข้อมูลลมและแสงอาทิตย์รายชั่วโมงที่ตรงกับข้อมูลความต้องการรายชั่วโมงเป็นเวลาแปดปีที่เป็นไปได้ทั่วทั้งสหรัฐอเมริกาตะวันตก ผู้สร้างแบบจำลองสามารถเปรียบเทียบประโยชน์ของพอร์ตทรัพยากรต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วและมีค่าใช้จ่ายต่ำ

ผู้กำหนดนโยบายสามารถเห็นได้ว่าแต่ละพอร์ตโฟลิโอใช้ประโยชน์จากส่วนแบ่ง 75% ของทรัพยากรหมุนเวียนอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดในช่วงหลายปีที่ผ่านมาได้อย่างไร: ลดสิ่งต่างๆ เช่น การสูญเสียแบตเตอรี่ไปและกลับ การใช้ทรัพยากรก๊าซในรัฐอย่างเข้มข้น และการพึ่งพาเพื่อนบ้านมากเกินไปเมื่ออยู่ในภูมิภาค ความต้องการสูง

รายงานทางเทคนิคยังจำลอง “สภาวะความเครียด” ที่สำคัญที่อาจคุกคามความน่าเชื่อถือ เช่น ไฟฟ้าพลังน้ำต่ำเนื่องจากภัยแล้ง ข้อจำกัดในการนำเข้า การเลิกใช้โรงไฟฟ้าก๊าซ การเลิกใช้โรงไฟฟ้าถ่านหินในรัฐใกล้เคียง และพบว่าพอร์ตโฟลิโอไฟฟ้าสะอาด 85% แต่ละพอร์ตมีความน่าเชื่อถือ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้สร้างแบบจำลองได้จำลองสภาพอากาศร้อนที่ทำให้ไฟฟ้าดับในเดือนสิงหาคม 2020 และพบว่าระบบไฟฟ้าสะอาด 85% จะมีการจ่ายไฟฟ้าเพียงพอในกรณีเดียวกัน

เพิ่มประสิทธิภาพสำหรับกำหนดการปรับใช้ที่ทะเยอทะยาน

แนวทางใหม่นี้มีความโดดเด่นเป็นพิเศษเมื่อพิจารณาถึงการเร่งสร้างพลังงานสะอาดที่จำเป็นสำหรับรัฐเพื่อให้บรรลุเป้าหมายหรือเกินเป้าหมายประจำปีของพลังงานสะอาด 80% สำหรับปี 2030 การสร้างแบบจำลองพอร์ตโฟลิโอที่แตกต่างกันช่วยให้ผู้กำหนดนโยบายสามารถพิจารณาการแลกเปลี่ยนที่สำคัญ เช่น บทบาทความน่าเชื่อถือที่การจัดเก็บแบตเตอรี่ ก๊าซและการนำเข้าเป็นปัจจัยหลักสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์และลม และจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อมีการเพิ่มทรัพยากรที่มีความสม่ำเสมอมากขึ้น เช่น พลังงานความร้อนใต้พิภพและลมนอกชายฝั่งลงในพอร์ตโฟลิโอ

การตรวจสอบประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือของพอร์ตทรัพยากรต่างๆ ภายใต้แรงกดดันหลักช่วยให้การจัดซื้อจัดจ้างมีประสิทธิภาพมากขึ้นหลังจากที่พอร์ตการลงทุนที่เสนอได้ผ่านห่วงด้านกฎระเบียบทั้งหมดแล้ว

ตัวอย่างกรณี: พอร์ตโฟลิโอ "ความหลากหลายของทรัพยากร" ของรายงานทางเทคนิคที่แสดงด้านบนช่วยลดความจำเป็นในการสร้างฟาร์มกังหันลมและพลังงานแสงอาทิตย์บนบกจำนวนมาก ลดการสูญเสียพลังงานไปกลับจากการจัดเก็บแบตเตอรี่แบบปั่นจักรยาน และใช้โรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลน้อยลงเพื่อความน่าเชื่อถือ โดยรวมถึงแหล่งพลังงานลมนอกชายฝั่งและพลังงานความร้อนใต้พิภพใหม่ที่สำคัญ ซึ่งผลิตพลังงานได้อย่างสม่ำเสมอมากขึ้นและเสริมพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ แต่ด้วยราคาที่สูงกว่า การเพิ่มการตอบสนองความต้องการที่สำคัญให้กับส่วนผสมนี้จะช่วยชดเชยความต้องการในการจัดเก็บแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ การสร้างแบบจำลองของ GridLab และ Telos เน้นย้ำถึงประโยชน์ด้านความน่าเชื่อถือที่ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายของการกระจายทรัพยากร และสามารถเป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับทุกรัฐที่ทำงานเพื่อมุ่งสู่เป้าหมายด้านไฟฟ้าที่สะอาด

ในฐานะหน่วยงานด้านพลังงานของแคลิฟอร์เนียและผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้า CAISO ดำเนินการต่อไป วาระนโยบายพลังงานสะอาดของรัฐ พวกเขาควรรวมแนวทางใหม่ของรายงานทางเทคนิคเพื่อประเมินกลุ่มพอร์ตโฟลิโอที่กว้างขึ้น ในขณะที่ยังคงทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดในด้านความน่าเชื่อถือและการจัดซื้อที่พวกเขาได้แสดงตั้งแต่คลื่นความร้อนในเดือนสิงหาคม 2020

ความพยายามเฉพาะเจาะจงในการวางแผนสำหรับการใช้งานลมนอกชายฝั่งในอนาคตและการจัดหาทรัพยากรรุ่นต่างๆ โดยตรง เช่น พลังงานหมุนเวียนของบริษัทที่สะอาด (โดยทั่วไปคือความร้อนใต้พิภพ) และการจัดเก็บที่มีระยะเวลานานอาจมีประโยชน์ แต่รายงานชี้ให้เห็นถึงวิธีการดำเนินการนี้อย่างเป็นธรรมชาติและโปร่งใสมากขึ้น การวิเคราะห์ประเภทนี้จะช่วยเสริม CPUC ล่าสุด ความทะเยอทะยานที่เพิ่มขึ้น ในการวางแผนทรัพยากรและ CAISO ที่มองการณ์ไกลแบบใหม่ แนวโน้มการส่ง 20 ปี.

อนาคตที่เท่าเทียมกันมากขึ้นจากกริดที่สะอาดขึ้น

การเปลี่ยนผ่านด้วยไฟฟ้าสะอาดที่เท่าเทียมกันนั้นขึ้นอยู่กับการลงทุนและการสร้างตลาดเพื่อความอยู่รอดทางเศรษฐกิจ พอร์ตการลงทุนพลังงานสะอาด ที่ช่วยปลดประจำการหน่วยก๊าซธรรมชาติที่ทำร้ายชุมชนที่มีมลพิษมากที่สุดในแคลิฟอร์เนีย การเปลี่ยนแปลงที่เป็นธรรมสำหรับชุมชนที่ได้รับผลกระทบยังรวมถึงการเพิ่มความยืดหยุ่นของชุมชน การสร้างทรัพยากรที่สะอาดด้วยงานและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ และการใช้การปรึกษาหารือในท้องถิ่นในการเลือกการลงทุนใหม่

หลายสถานการณ์ในการศึกษาทางเทคนิคพบว่ากริดของรัฐจะเชื่อถือได้แม้หลังจากเลิกใช้ 11.5 กิกะวัตต์ (GW) หรือประมาณหนึ่งในสามของความจุก๊าซที่มีอยู่ในแคลิฟอร์เนีย แม้ว่าจะอยู่นอกเหนือขอบเขตของการศึกษาทางเทคนิค รายงานนโยบายร่วมแนะนำให้จัดลำดับความสำคัญของโรงไฟฟ้าที่เลิกใช้แล้วซึ่งตั้งอยู่ใกล้หรือในชุมชนที่ด้อยโอกาสไม่ช้ากว่า 2030 ในขณะที่เลิกพึ่งพาก๊าซของรัฐโดยเร็วที่สุด หน่วยงานบางแห่งรวมถึง CPUC มีความคืบหน้าบางอย่างเกี่ยวกับความครอบคลุมและความยุติธรรมด้านสิ่งแวดล้อม แต่ จนตรอกความพยายามในการปลดแก๊ส แสดงว่ายังมีงานต้องทำอีกมาก

หน่วยงานของรัฐและผู้กำหนดนโยบายต้องให้ความสำคัญกับสาเหตุของการใช้ก๊าซธรรมชาติอย่างต่อเนื่องในแคลิฟอร์เนีย และพัฒนาแผนเพื่อยุติการใช้ก๊าซธรรมชาติ สิ่งนี้นำมาซึ่งการตรวจสอบอีกครั้งว่าพอร์ตโฟลิโอพลังงานสะอาดใหม่และการใช้ทรัพยากรด้านอุปสงค์สามารถแทนที่ก๊าซธรรมชาติในการจัดหามูลค่าความน่าเชื่อถือที่ระบบและระดับท้องถิ่นได้อย่างไร

นักวางแผนควรเพิ่มความหลากหลายให้กับทรัพยากรเป็นสองเท่า

การใช้ข้อมูลเชิงลึกจากการศึกษาทางเทคนิค รายงานนโยบายแสดงให้เห็นว่าชุดทรัพยากรที่สะอาดหลากหลายมากขึ้นสามารถให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญยิ่งขึ้นแก่กริดที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของรัฐได้อย่างไร ข้อดีเหล่านี้รวมถึงความต้องการใช้ที่ดินและการส่งผ่านที่ลดลง เพิ่มความเป็นไปได้ในการบรรลุเป้าหมายด้านไฟฟ้าสะอาด ผลกระทบต่อชุมชนที่ด้อยโอกาสน้อยลง และความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้น

ความหลากหลายของทรัพยากรสามารถมีได้หลายรูปแบบ: แหล่งทรัพยากร (เช่น ลมนอกชายฝั่ง พลังงานความร้อนใต้พิภพหรือพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจาย) ตำแหน่งของทรัพยากร (สถานที่ต่างๆ สามารถจัดเตรียมโปรไฟล์เสริมได้) ความยืดหยุ่นของความต้องการ และการประสานงานอย่างใกล้ชิดกับรัฐเพื่อนบ้าน การศึกษาทางเทคนิคแสดงให้เห็นว่าพลังงานที่นำเข้าจากเพื่อนบ้านเหล่านี้มักมีบทบาทสำคัญในการสร้างสมดุลของกริด จากผลการศึกษาพบว่าพลังงานสำรองมีอยู่ทั่วตะวันตกเมื่อแคลิฟอร์เนียต้องการ การประสานงานอย่างใกล้ชิดจะช่วยให้แคลิฟอร์เนียพึ่งพาเพื่อนบ้านได้อย่างมั่นใจมากขึ้น

การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของพลังงานสะอาดในแคลิฟอร์เนียคือโอกาส

การก้าวไปข้างหน้าด้วยการเปลี่ยนแปลงพลังงานสะอาดของแคลิฟอร์เนียทำให้เกิดความท้าทายมากมายในการเปิดไฟต่อไป เช่น วิธีสร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่อย่างต่อเนื่อง มีส่วนร่วมกับผู้ใช้ไฟฟ้าอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นเพื่อปลดล็อกทรัพยากรแบบกระจาย และการทำความเข้าใจความหมายของการพึ่งพาทรัพยากรใหม่ เช่น แบตเตอรี่ที่ให้ พลังงานในหยิก แต่ต้องชาร์จใหม่

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงนี้ยังให้โอกาสที่เหลือเชื่อผ่านการวางแผนและนโยบายที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น เช่น การต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การปรับปรุงคุณภาพอากาศในชุมชนที่ด้อยโอกาส การนำแนวทางใหม่ในการประเมินการผสมผสานแหล่งไฟฟ้าสะอาดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด สร้างเวทีสำหรับนวัตกรรมทางเทคโนโลยีทุกประเภทให้เจริญรุ่งเรือง และสร้างกริดที่ยืดหยุ่นมากขึ้นซึ่งจะเป็นต้นแบบสำหรับรัฐและประเทศอื่นๆ