พลังงานสะอาดช่วยให้แสงสว่างของแคลิฟอร์เนียสว่างไสวอย่างไรในช่วงคลื่นความร้อนที่รุนแรงในอดีต

โครงข่ายไฟฟ้าของแคลิฟอร์เนียอยู่ในแนวหน้าของแนวโน้มสองประการที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ได้แก่ การเพิ่มพลังงานหมุนเวียนจำนวนมหาศาลและการรับมือกับความร้อนจัดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ คลื่นความร้อนสองสัปดาห์ในเดือนกันยายนซึ่งอบรัฐด้วย “ร้อนแรงและยาวนานที่สุด” อุณหภูมิที่เป็นประวัติการณ์ ทำให้กริดของแคลิฟอร์เนียได้รับการทดสอบอย่างสุดขั้ว – แต่ถึงแม้ความต้องการพลังงานที่สูงเป็นประวัติการณ์ ไฟก็ยังคงสว่างอยู่

ดังนั้นรัฐที่มีเป้าหมายการใช้พลังงานหมุนเวียนที่ทะเยอทะยานที่สุดของอเมริกาจึงหลีกเลี่ยงไฟดับในช่วงคลื่นความร้อนที่รุนแรงที่สุดแห่งหนึ่งของประเทศในประวัติศาสตร์ได้อย่างไร

คำตอบอาจดูน่าขัน แคลิฟอร์เนียสามารถฝ่าฟันคลื่นความร้อนครั้งประวัติศาสตร์นี้ได้ เพราะมันได้ทุ่มเทอย่างเต็มที่กับเทคโนโลยีพลังงานสะอาด เช่น ลม แสงอาทิตย์ การจัดเก็บแบตเตอรี่ และการตอบสนองต่อความต้องการ ในขณะที่รัฐเร่งความเร็วไปสู่พลังงานหมุนเวียน 100% ภายในปี 2045 ขณะที่วางแผนสำหรับอนาคตที่ร้อนและแห้งแล้งกว่าซึ่งสภาพอากาศสุดขั้วเป็นเรื่องปกติ ประสบการณ์ความยืดหยุ่นของกริดของแคลิฟอร์เนียได้นำเสนอพิมพ์เขียวให้รัฐอื่นๆ ปฏิบัติตาม

Silvio Marcacci ผู้อำนวยการด้านการสื่อสารของ Energy Innovation ได้พูดคุยกับ ริค โอคอนเนลล์ กรรมการบริหาร GridLab เกี่ยวกับวิธีที่แบตเตอรี่ พลังงานหมุนเวียน และลูกค้าป้องกันไฟดับ และวิธีที่รัฐสามารถเพิ่มเทคโนโลยีพลังงานสะอาดเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้าเมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ถาม: แคลิฟอร์เนียได้เพิ่มความจุของแบตเตอรี่เป็นจำนวนมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของกริด พวกเขามีบทบาทอย่างไรในการเปิดไฟ และพวกเขาจะมีบทบาทที่ใหญ่กว่านี้ในการก้าวไปข้างหน้าหรือไม่?

คลื่นความร้อนล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการจัดเก็บแบตเตอรี่ขนาดกริดมาถึงแคลิฟอร์เนียอย่างยิ่งใหญ่ ในปี 2020 รัฐมีแบตเตอรี่เพียง 250 เมกะวัตต์ติดตั้งบนกริด จากโหลดสูงสุดทั่วทั้งรัฐที่ 52 กิกะวัตต์ (GW) ในช่วงคลื่นความร้อนของสัปดาห์ที่แล้ว แคลิฟอร์เนียมีแบตเตอรี่มากกว่า 3.2 GW ที่รองรับกริด ซึ่งมีความจุมากกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Diablo Canyon โดยทั่วไป แบตเตอรี่เหล่านี้ให้พลังงานสี่ชั่วโมง นั่นเป็นพลังงานมากกว่า 150 เท่าจากเมื่อสองปีที่แล้ว แบตเตอรี่มีบทบาทสำคัญในการรักษากริดให้ทำงาน และหากไม่มีแบตเตอรี่ เราก็อาจประสบปัญหาไฟฟ้าดับได้

กริดของแคลิฟอร์เนียมีความจุของแบตเตอรี่ที่ติดตั้งมากที่สุดจากทุกเครือข่ายทั่วโลก และสหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำการลงทุนระดับโลกในด้านการจัดเก็บแบตเตอรี่ขนาดกริด โดยคิดเป็นเกือบครึ่งหนึ่งของการลงทุนทั้งหมดในปีที่แล้ว การลงทุนในการจัดเก็บพลังงานทำให้รัฐมีความยืดหยุ่นมากขึ้นต่อสภาพอากาศที่รุนแรง

แต่นี่เป็นเพียงการเริ่มต้น – มีแบตเตอรี่จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ทางออนไลน์ในแคลิฟอร์เนีย เมื่อต้นปีนี้ คณะกรรมการสาธารณูปโภคแห่งรัฐแคลิฟอร์เนียได้ออก แผนระบบที่ต้องการซึ่งรวมถึงแหล่งเก็บข้อมูลใหม่ 15 GW และทรัพยากรตอบสนองความต้องการที่จะติดตั้งภายในปี 2032 มีการเสนอแบตเตอรี่มากกว่า 90 GW ในคิวการเชื่อมต่อโครงข่ายของ ISO แห่งแคลิฟอร์เนีย ซึ่งแสดงถึงความสนใจในเชิงพาณิชย์อย่างมากในการจัดเก็บแบตเตอรี่ แบตเตอรี่จะเป็นทรัพยากรที่สำคัญสำหรับการบรรลุเป้าหมายด้านพลังงานสะอาดที่ทะเยอทะยานของแคลิฟอร์เนีย เพื่อให้มั่นใจว่ามีกำลังการผลิตที่มั่นคงเพียงพอที่จะทำให้กริดทำงานได้แม้ในเวลาที่ไม่มีพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลม

ถาม: ดูเหมือนว่าลูกค้าจะมีส่วนร่วมเช่นกัน โดยตอบกลับข้อความแจ้งเตือนเพื่อประหยัดพลังงาน คุณมองผลลัพธ์นี้อย่างไร และการตอบสนองต่อความต้องการบทบาทที่มากขึ้นสามารถนำไปสู่ความน่าเชื่อถือได้อย่างไร

การตอบสนองความต้องการ ซึ่งลูกค้าลดการใช้งานโดยสมัครใจหรือผ่านการชดเชย มีบทบาทสำคัญในความน่าเชื่อถือของกริดและเป็นองค์ประกอบสำคัญในการสร้างพอร์ตทรัพยากรที่สมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทาน ในกรณีที่รุนแรง เช่น คลื่นความร้อนเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว ผู้ดำเนินการกริดมักไม่มีรุ่นออนไลน์เพียงพอที่จะรองรับโหลด อันที่จริง โครงข่ายไฟฟ้าส่วนใหญ่วางแผนที่จะมีไฟดับเพียงเล็กน้อย เนื่องจากการวางแผนรับภาระงานตลอดเวลามีค่าใช้จ่ายสูง

การแจ้งเตือนข้อความที่ไม่ธรรมดาของวันอังคารที่ขอให้ลูกค้าลดความต้องการไฟฟ้าของพวกเขาประสบความสำเร็จในการหลีกเลี่ยงไฟดับ - ตามมาเกือบจะในทันที ความต้องการลดลงประมาณ 2 GW. แต่กลไกแบบนั้นใช้ได้เฉพาะในสถานการณ์ที่จำกัด และไม่สามารถเรียกใช้ได้มากกว่าหนึ่งครั้งหรือสองครั้งต่อปี

ตามหลักการแล้ว แคลิฟอร์เนียจะเสริมความแข็งแกร่งให้กับโปรแกรมตอบสนองความต้องการ โดยที่ผู้บริโภคจะได้รับเงินเพื่อลดความต้องการ ผ่านระบบอัตโนมัติ เช่น เทอร์โมสแตทอัจฉริยะและเทคโนโลยีใหม่อื่นๆ โปรแกรมใหม่จากยูทิลิตี้ PG&E ให้รางวัลแก่ลูกค้าที่ลดความต้องการในช่วงคลื่นความร้อนด้วยเงิน $2 ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงที่ประหยัดพลังงาน ลูกค้ามากกว่า 1.5 ล้านคนลงทะเบียนในโปรแกรม และเป็นแบบจำลองที่น่าสนใจสำหรับการพิจารณาทั่วทั้งรัฐ

ถาม: กริดประสบปัญหาการหยุดทำงานหรือไม่ และหากเป็นเช่นนั้น สาเหตุของการหยุดทำงานเหล่านั้นคืออะไร

การหยุดทำงานที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นบางส่วนเกิดจากหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายที่โอเวอร์โหลดเนื่องจากความร้อน และเมืองฮีลด์สบูร์กเข้าใจผิดเกี่ยวกับระดับฉุกเฉินของผู้ดำเนินการกริดและเริ่มการปลดโหลด (ไฟดับ) ก่อนที่พวกเขาจะถูกขอให้ทำ แต่โดยรวมแล้วกริดก็ทำได้ดี

สภาพอากาศที่เผชิญกับรัฐและส่วนอื่นๆ ทางตะวันตกนั้นยืดเยื้อและสุดขั้ว อากาศร้อนไม่เพียงหมายถึงการโหลดทำลายสถิติสำหรับกริดเท่านั้น แต่ยังหมายถึงการลงโทษอุณหภูมิสามารถบังคับให้อุปกรณ์ออฟไลน์ นักวางแผนตารางจำเป็นต้องรับทราบว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังผลักดันอุณหภูมิในอดีตจากระดับสูงสุดเป็นระดับปกติ และวางแผนสำหรับพายุความร้อนที่รุนแรงที่สุด กว้างใหญ่ และยาวนานเหล่านี้

ถาม: พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมช่วยสร้างสมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานได้อย่างไร การลงทุนด้านพลังงานหมุนเวียนของแคลิฟอร์เนียออนไลน์เร็วพอที่จะตอบสนองความต้องการด้านความน่าเชื่อถือหรือไม่

พลังงานแสงอาทิตย์พลังงานแสงอาทิตย์ 3
ให้สอดคล้องกัน1313
GW ของพลังงานสู่กริดของแคลิฟอร์เนียเมื่อสัปดาห์ที่แล้วตั้งแต่ 9 น. ถึง 00 น. ในแต่ละวัน ประมาณหนึ่งในสี่ของความต้องการทั้งหมด ช่วงเวลาเย็นตั้งแต่ 5:00 น. ถึง 4:00 น. เป็นช่วงเวลาที่มีความเครียดจากกริดมากที่สุด เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง แต่ความต้องการยังคงสูง นี่คือช่วงเวลาที่แบตเตอรี่ช่วยกริด ชาร์จในช่วงเที่ยงวัน และคายประจุในตอนเย็น ในวันอังคาร วันที่ร้อนที่สุดของคลื่นความร้อนและวันที่เกิดความเครียดจากกริดมากที่สุด ลมพัดขึ้นในตอนเย็นและให้พลังงาน 9 GW

แม้ว่าเราจะผ่านพ้นไปเมื่อสัปดาห์ที่แล้วโดยที่กริดไม่เสียหาย แคลิฟอร์เนียก็ไม่ควรจะต้องรับสายอย่างใกล้ชิดเช่นนี้อีกในอนาคต รัฐกำลังแข่งขันกันเพื่อติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ ลม แบตเตอรี่ และระบบส่งกำลังเพื่อเชื่อมต่อทรัพยากรใหม่ทั้งหมดเหล่านี้กับกริด

อย่างไรก็ตาม ความท้าทายของห่วงโซ่อุปทานทั้งด้านพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ทำให้หลายโครงการล่าช้า ทำให้รัฐไม่สามารถบรรลุเป้าหมายได้ นอกจากนี้ ความเร็วของการพัฒนาระบบส่งกำลังไม่สอดคล้องกับความต้องการ ทำให้หลายโครงการต้องติดอยู่ในคิวเพื่อรอเชื่อมต่อกับกริด รัฐต้องการแผนที่ครอบคลุมในการปรับใช้โครงการใหม่และปลดบล็อกบันทึกของการพัฒนาระบบส่งกำลังเพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านพลังงานสะอาด