La California può raggiungere in modo affidabile l'85% di energia pulita entro il 2030 senza rischiare interruzioni - In rotta verso una rete pulita al 100%

Le crisi elettriche durante le ondate di calore della California dell'agosto 2020 hanno sollevato dubbi sull'affidabilità della rete statale sulla strada per il suo obiettivo del 100% di energia pulita entro il 2045.

Ma una nuova ricerca fornisce risposte chiare: La California può raggiungere in modo affidabile una rete elettrica pulita dell'85% entro il 2030 con un mix diversificato di energie rinnovabili e batterie, domanda flessibile, scambi con gli stati vicini e alcune centrali elettriche esistenti, in base a molteplici ipotesi di costruzione e possibili condizioni future. Si scopre che una griglia più pulita è una griglia più affidabile.

Le autorità di regolamentazione statali e i funzionari eletti possono compiere questo importante passo verso il futuro dell'energia pulita al 100% dello stato attraverso azioni politiche che accelerino la distribuzione diversificata di energia pulita, riducano la dipendenza dalla produzione di gas, incentivino le risorse lato domanda e migliorino il coordinamento regionale del commercio di elettricità con gli stati vicini.

Politiche per andare avanti

La California è un leader internazionale nella riduzione dell'inquinamento da gas serra fornendo al contempo energia sempre più pulita a una popolazione ampia e diversificata di utenti di elettricità: 40 milioni di persone e 5 nel mondo^th più grande economia. Misure di efficienza energetica hanno mantenuto il consumo totale di energia dello stato piatto per molti anni, mentre una serie di sempre più ambiziosi standard di portafoglio rinnovabili hanno guidato la rapida adozione di forniture di energia pulita da risorse rinnovabili come l'eolico e il solare.

Le ambizioni del regolatore statale hanno visto una nuova spinta. La California Public Utility Commission (CPUC) ha recentemente emesso ordini di appalto per nuove risorse pulite e ha approvato un nuovo Piano del Sistema Preferito per i suoi fornitori di energia che mirano a ridurre le emissioni di gas serra a 38 milioni di tonnellate (MMT) entro il 2030 e 35 MMT entro il 2032, creando una produzione di energia priva di emissioni dell'86% entro il 2032.

Ma anche con queste accresciute ambizioni, la California deve fare di più per raggiungere i suoi obiettivi per un futuro affidabile a zero emissioni di carbonio. Un nuovo relazione tecnica di Telos Energy e GridLab e accompagnamento rapporto politico di Energy Innovation delinea come lo stato può affrontare questa sfida.

Un nuovo approccio

Il rapporto tecnico fornisce una nuova metodologia per aiutare i responsabili politici a valutare rapidamente molti portafogli di risorse future e ipotesi per garantire una futura rete di energia pulita. Includendo scenari e sensibilità che esaminano l'affidabilità utilizzando dettagli come i dati eolici e solari orari abbinati ai dati della domanda oraria per otto anni possibili negli Stati Uniti occidentali, i modellisti possono confrontare i vantaggi di diversi portafogli di risorse in modo relativamente rapido ea basso costo.

I responsabili politici possono quindi vedere come ogni portafoglio fa l'uso più efficiente della sua quota del 75% di risorse rinnovabili nei vari anni: riducendo al minimo cose come le perdite di andata e ritorno della batteria, l'uso concentrato delle risorse di gas nello stato e l'eccessiva dipendenza dai vicini quando regionali la domanda è alta.

Il rapporto tecnico modella anche le "condizioni di stress" chiave che potrebbero minacciare l'affidabilità, come il basso consumo di energia idroelettrica a causa della siccità, le restrizioni alle importazioni, il ritiro di centrali a gas, il ritiro di centrali a carbone negli stati vicini e ha rilevato che ogni portafoglio di elettricità pulita per l'85% è affidabile. In particolare, i modellisti hanno simulato le condizioni climatiche calde che hanno causato interruzioni di corrente nell'agosto 2020 e hanno scoperto che un sistema di elettricità pulita all'85% avrebbe un'ampia fornitura di elettricità in un evento simile.

Ottimizzazione per un programma di distribuzione ambizioso

Questo nuovo approccio è particolarmente importante se si considera l'accelerazione pionieristica nella produzione di energia pulita necessaria affinché lo stato raggiunga o superi l'obiettivo annuale dell'80% di energia pulita per il 2030. La modellazione di diversi portafogli consente ai responsabili politici di considerare importanti compromessi, come il ruolo dell'affidabilità dello stoccaggio della batteria , gas e importazioni forniscono un sistema principalmente basato su solare ed eolico e come cambia quando risorse più coerenti come l'eolico geotermico e offshore vengono aggiunte al portafoglio.

L'esame delle prestazioni di affidabilità di vari portafogli di risorse in condizioni di stress chiave consente un approvvigionamento più efficiente dopo che i portafogli proposti hanno superato tutti gli anelli normativi.

Esempio calzante: il portafoglio "Diversità delle risorse" del rapporto tecnico mostrato sopra riduce la necessità di costruire tanti parchi eolici solari e onshore, riduce le perdite di energia di andata e ritorno dallo stoccaggio delle batterie in bicicletta e fa meno affidamento sulle centrali elettriche a combustibili fossili per l'affidabilità. Lo fa includendo nuove significative risorse di generazione geotermica e eolica offshore, che producono energia in modo più coerente e integrano altre energie rinnovabili, ma a un prezzo più elevato. L'aggiunta di una significativa risposta della domanda al mix compensa le grandi esigenze di stoccaggio della batteria. La modellazione di GridLab e Telos mette in evidenza i vantaggi in termini di affidabilità non di costo della diversificazione delle risorse e può essere uno strumento prezioso per tutti gli stati che lavorano per obiettivi di elettricità pulita.

Come le agenzie energetiche della California e il suo operatore di rete CAISO continuare ad attuare nell'agenda statale per la politica energetica pulita, dovrebbero incorporare il nuovo approccio del rapporto tecnico per valutare una serie più ampia di portafogli, continuando nel contempo la stretta collaborazione sull'affidabilità e sugli appalti che hanno mostrato dalle ondate di calore dell'agosto 2020.

Sforzi specifici per pianificare il futuro dispiegamento eolico offshore e imporre direttamente l'approvvigionamento di risorse di generazione più diversificate come energie rinnovabili pulite (tipicamente geotermiche) e stoccaggio di lunga durata possono essere utili, ma i rapporti indicano come ciò potrebbe essere fatto in modo più organico e trasparente. Questo tipo di analisi integrerebbe la recente CPUC ambizioni accresciute nella pianificazione delle risorse e il nuovo lungimirante CAISO Prospettive di trasmissione a 20 anni.

Un futuro più equo da una rete più pulita

Un'equa transizione verso l'elettricità pulita dipende dall'investimento e dalla creazione di mercati economicamente sostenibili portafogli di energia pulita che aiutano a ritirare le unità di gas naturale che danneggiano le comunità più inquinate della California. Una transizione giusta per le comunità colpite include anche l'aumento della resilienza della comunità, la creazione di risorse pulite con vantaggi economici ed occupazionali e l'utilizzo della consultazione locale nella selezione di nuovi investimenti.

I molteplici scenari dello studio tecnico hanno rilevato che la rete statale sarebbe affidabile anche dopo il ritiro di 11.5 gigawatt (GW), ovvero circa un terzo della capacità di gas esistente della California. Sebbene esuli dall'ambito dello studio tecnico, il rapporto politico complementare raccomanda di dare la priorità al ritiro degli impianti di gas situati vicino o in comunità svantaggiate entro il 2030, azzerando al contempo la dipendenza dello stato dal gas il prima possibile. Alcune agenzie, tra cui il CPUC, hanno fatto alcuni progressi con l'inclusività e la giustizia ambientale, ma ha bloccato gli sforzi per ritirare il gas mostra che c'è ancora molto lavoro da fare.

Le agenzie statali e i responsabili politici devono concentrarsi sulle cause profonde dell'uso continuato del gas naturale in California e sviluppare un piano per eliminarlo gradualmente. Ciò comporta il riesame di come i nuovi portafogli di energia pulita e l'uso delle risorse lato domanda potrebbero sostituire il gas naturale nel fornire valore di affidabilità a livello di sistema e locale.

I pianificatori dovrebbero raddoppiare la diversità delle risorse

Utilizzando gli approfondimenti dello studio tecnico, il rapporto politico mostra come un insieme più diversificato di risorse pulite può fornire vantaggi ancora più significativi alla rete in rapida trasformazione dello stato. Questi vantaggi includono la riduzione dell'uso del suolo e delle esigenze di trasmissione, una maggiore possibilità di raggiungere obiettivi di elettricità pulita, minori impatti sulle comunità svantaggiate e una maggiore resilienza.

La diversità delle risorse può assumere molte forme: risorse di approvvigionamento (ad esempio, eolico offshore, geotermico o solare distribuito), ubicazione delle risorse (località diverse possono fornire profili complementari), flessibilità della domanda e un più stretto coordinamento con gli stati vicini. Lo studio tecnico mostra che l'energia importata da questi vicini gioca spesso un ruolo chiave nel bilanciamento della rete. Data la scoperta dello studio che le riserve di energia sono disponibili in tutto l'Occidente quando la California ne ha bisogno, un coordinamento più stretto consentirà alla California di fare affidamento sui suoi vicini con maggiore sicurezza.

La transizione accelerata verso l'energia pulita della California è un'opportunità

Andare avanti con la trasformazione dell'energia pulita in California offre molte sfide per continuare a mantenere le luci accese, come come continuare a costruire nuove infrastrutture, impegnarsi più a fondo con i consumatori di elettricità per sbloccare le risorse distribuite e comprendere le implicazioni della dipendenza da nuove risorse come le batterie che forniscono potenza in un pizzico ma ha bisogno di essere ricaricata.

Tuttavia, questa trasformazione offre anche incredibili opportunità attraverso una pianificazione e politiche più intelligenti come la lotta ai cambiamenti climatici, il miglioramento della qualità dell'aria nelle comunità svantaggiate, l'adozione di nuovi approcci per valutare la combinazione più efficace di risorse di elettricità pulita, la creazione di un'arena per lo sviluppo di tutti i tipi di innovazione tecnologica e costruendo una griglia più resiliente che sarà un modello per altri stati e paesi.