Ameriško električno omrežje ni pripravljeno na podnebne spremembe

د ستونزو له مینځه وړلو لپاره زموږ د آلې وسیلې هڅه وکړئ

V zadnjih tednih ste imeli težave z močjo ali pa ste slišali zanje.

Ta zgodba je del skupine zgodb z imenom Prekodirajte

Odkrivanje in razlaga, kako se naš digitalni svet spreminja – in spreminja nas.

V Portlandu v Oregonu je ta teden zabeležena uradna temperatura dosegel 115 stopinj Fahrenheita , moč kabli za mestne tramvaje so se stopili , povešene nadzemne žice so prisilile lahka tirnica zapreti , in več kot 6000 ljudi je izgubilo elektriko .

A še zdaleč ni prvič, da je ekstremno vreme v zadnjih mesecih povzročilo resne težave z električnim omrežjem. Med zimsko nevihto, ki je februarja prizadela Teksas, skoraj 5 milijonov ljudje so izgubili moč. junija v Kaliforniji predlagal da prebivalci polnijo svoja električna vozila v času izven konic, da prihranijo energijo. In prvič v zgodovini, potem ko so izpadi električne energije prizadeli več sosesk med vročinskim valom tega tedna, so uradniki New Yorka poslali prebivalce mobilno opozorilo v sili jih spodbuja k varčevanju z energijo.

Povsem jasno je, da električno omrežje v Združenih državah ni pripravljeno na učinke podnebnih sprememb, vključno z ekstremni vremenski dogodki to pridi z njim . Navsezadnje podnebne spremembe ne povečujejo le povpraševanja po energiji, da bi ljudi ohranili hladno ali toplo med vročinskimi valovi in ​​zimskimi nevihtami. Poškoduje tudi samo mrežo. Država je zdaj v tekmi s časom, da bi svojo oskrbo z energijo preusmerila na obnovljive vire, kot sta veter in sonce, hkrati pa potrebuje vedno več električne energije za vse od napajanja več klimatskih naprav do povečanja število EV na cesti .

Verjetno bi našemu električnemu omrežju dal morda C minus, Kyri Baker , profesor inženiringa na univerzi Colorado Boulder, je povedal Recode. To je kot ta popolna nevihta ekstremnih temperatur, več porabe električne energije in starajoče infrastrukture.

Zanesljivo električno omrežje je lahko vprašanje življenja in smrti. V najhujših izpadih električne energije med zimskim neurjem v Teksasu prejšnjega februarja je po ocenah umrlo 700 ljudi. BuzzFeed . Umrlo je na stotine ljudi med vročinskim valom prejšnjega tedna na severozahodu Pacifika in Kanadi. Medtem so bili učinki toplotnih valov nesorazmerno slabše za zgodovinsko marginalizirane rjave, črne in avtohtone skupnosti. Ljudje, ki so starejši, zelo mladi, ki imajo določene bolezni zaradi zdravil ali delajo na prostem so tudi bolj verjetne čutiti posledice ekstremne vročine.

Podnebne spremembe pomenijo, da je ekstremnih vremenskih dogodkov vse več intenzivno in pogosto , kar je zaskrbljujoče ne samo zato, ker se električno omrežje stara. Mreža je žalostno nepripravljena na skorajšnjo in motečo prihodnost.

Kako deluje ameriško električno omrežje

Lansko leto, približno 40 odstotkov proizvodnje električne energije v državi prišel iz zemeljskega plina. Medtem ko se mreža še vedno zanaša na dobro količino energija na osnovi premoga , vse večji delež energije prihaja iz obnovljivih virov, kot sta sončna in vetrna energija, kar upajmo, da bo omrežje postalo bolj trajnostno. Čeprav so nekateri od teh virov veliko slabši za okolje kot drugi, vsi prispevajo električno energijo v omrežje, ogromen inženirski sistem, poln visoko in nizkonapetostnih žic, senzorjev, drogov in transformatorjev, ki skupaj prenašajo električno energijo. v svoj dom.

Električna energija potuje po omrežju in se premika od visokonapetostnih vodov, ki prenašajo električno energijo na dolge razdalje, do nizkonapetostnih vodov, proces, znan kot odstopiti . Nizkonapetostni vodovi to električno energijo distribuirajo do zgradb in nato do posameznih naprav in elektronike. Vendar obstajajo ovire. Trenutno se država še vedno sooča s težavami prezasedenosti daljnovodov ki so dosegle največjo količino električne energije, ki jo lahko prenesejo. V Vermontu sta sončna in vetrna energija zastali, ker mreža je že preveč omejena .

Torej ni tako, da lahko preprosto nastavite žico od točke A do točke B in vse bo v redu, je pojasnil Sam Gomberg, višji energetski analitik pri Zvezi zaskrbljenih znanstvenikov. Na poti morate postaviti majhne korake, da to elektriko usmerite v smer, v katero želite, da gre, da bo na koncu pristala v vašem domu.

Električno omrežje ZDA je dejansko sestavljeno iz več regionalnih omrežij ali medsebojnih povezav, ki so povezane skupaj in delujejo na sinhronizirani frekvenci 60 hercev. Čeprav so ti sistemi zelo veliki, je nadzor nad omrežjem nekoliko zložen. Proizvodnja energije za omrežje je več kot 10.000 elektrarn v državi . Toda samo omrežje, vključno s prenosnimi in distribucijskimi sistemi, upravlja mešanica državnih in zasebnih subjektov, vključno z nekaterimi javno-zasebnimi sodelovanji. Nato lokalna komunalna podjetja, kot sta Con Edison v New Yorku in PG&E v San Franciscu, na koncu dobavljajo električno energijo domovom ljudi.

Edinstvena stvar električnega sistema v primerjavi s katero koli drugo vrsto infrastrukture je, da je skoraj takojšen, je za Recode povedal Baker iz UC Boulder. Torej, če prižgem luč v svoji hiši, pride v trenutku do neusklajenosti ponudbe in povpraševanja. In elektrarne se na to povečanje povpraševanja dejansko odzivajo skoraj v realnem času.

Hkrati to pomeni, da lahko nezdruževanje s širšim sistemom povzroči težave. Teksas se je na primer odločil za upravljati lastno električno omrežje , ki je v veliki meri neodvisen od drugih regionalnih elektroenergetskih sistemov. Čeprav je to državi dalo več avtonomije, nekateri trdijo, da bi se Teksas lahko izognil tako uničujočim izpadom preteklo zimo, če bi državno omrežje lahko črpalo iz drugih virov energije. Predvsem se je bližnja Oklahoma lahko obrnila na druge države, da bi ohranila napajanje med isto nevihto.

Zakaj vročina poslabša stvari

Poletna vročina lahko na več načinov moti napajanje ZDA.

Vroče vreme lahko poveča potrebe po energiji, pogosto za napajanje klimatskih naprav, ki lahko preobremenijo električno omrežje in povzročijo izpade – delne izpade, ki zmanjšajo celotno razpoložljivo moč. Hkrati pa visoke temperature lahko zmanjša učinkovitost elektrarn , omejijo količino energije, ki jo daljnovodi lahko prenašajo, in povečajo verjetnost okvar v transformatorjih, ki pomagajo nadzorovati napetost v celotnem električnem omrežju.

Zato boste v poletnih mesecih morda prejeli opozorilo, ki vam sporoča, da zmanjšate porabo električne energije, na primer odložite sesanje do večera. Če postane težava dovolj resna, lahko komunalna podjetja celo uporabijo tekoče izpade električne energije – ko komunalno podjetje začasno izklopi električno energijo za različna območja, da bi se izognili preobremenitvi celotnega sistema – za zaščito omrežja. Seveda, čeprav bi uradniki morda menili, da so ti koraki potrebni, so lahko neprekinjene izpade električne energije neprijetne in celo tvegane za prebivalce, ki potrebujejo elektriko, da se ohladijo med vročinskimi valovi. Pretekli teden je newyorško energetsko podjetje Con Edison porazdeljen suh led nekaterim prebivalcem Greenpointa v Brooklynu, ki so med izpadom električne energije ostali brez klimatske naprave.

Toplota lahko povzroči težave električnemu omrežju, ki presegajo presežne zmogljivosti. Če se vreme dovolj segreje, se daljnovodi začnejo povešati - zaradi širjenja kovine v njih - in tvegajo, da udarijo v drevo in povzročijo požar. Hkrati so elektrarne močno odvisne od vode, ki jo potrebujejo za hlajenje sistemov. To pomeni, da ker vroče in suho vreme povečuje povpraševanje po klimatskih napravah, povečana potreba po energiji povečuje tudi povpraševanje električnega omrežja po vodi, ki je v sušnih obdobjih pogosto primanjkuje. Hladilni sistemi potrebujejo tudi elektriko , kar poveča povpraševanje po energiji.

Daljnovodi in drevesa, ki jih obrisuje zahajajoče sonce.

Toplota lahko poškoduje daljnovode in jih zmanjša učinkovitost.

Frederic J. Brown/AFP prek Getty Images

Vreme poskušamo napovedati čez dve leti ali čez pet let, podnebne spremembe pa ga otežujejo, Anjan Bose, profesor elektrotehnike na Washington State University, je povedal Recode. Če ne morete predvideti vremena, ne morete predvideti povpraševanja po obremenitvi.

Sčasoma se posamezni uporabniki energije zavejo teh težav. To poletje kalifornijski državni operater električnega omrežja opozoril, da ljudje se mora pripraviti na začasne izpade električne energije. Prejšnji teden je Portland moral zapreti tramvaj. In na območjih, kjer obstaja velika nevarnost požarov, komunalna podjetja lahko naročijo zatemnitve zmanjšati tveganje, da bi preobremenjeno omrežje povzročilo dodatne požare.

Kaj želi Biden narediti, da bi to popravil

Popravilo električnega omrežja ni mogoče izvesti v enem zamahu. Namesto tega bo treba omrežje posodobiti s prehodom na čistejše vire energije, kot sta veter in sonce, s prilagajanjem omrežja in infrastrukture za shranjevanje energije, da se prilagodi tem novim vrstam energije, in s spremembo našega pristopa k porabi energije na splošno.

Sistem mora tudi predvideti in se odzvati na spremembe v povpraševanju po energiji. En del rešitve so tehnologije pametnih omrežij, ki uporabite senzorje, ki so povezani z internetom na različnih delih omrežja za zbiranje veliko bolj podrobnih podatkov o tem, kako dobro ti deli delujejo. Ti podatki v realnem času lahko pomagajo tudi komunalnim podjetjem pri hitrem reševanju morebitnih težav, preden postanejo razširjene. Bidenova uprava podpira uvajanje to tehnologijo, ki bi lahko bila ključna za večjo odpornost električnih omrežij.

Aprila tudi Bela hiša sprostil 8 milijard dolarjev da bi povečali zmogljivost omrežja za podporo obnovljivi energiji in se zavezali, da bodo olajšali odobritev novih daljnovodov, ki so osredotočeni na obnovljive vire energije. Joe Biden si zdaj prizadeva za posodobitev omrežja kot del njegov obsežni infrastrukturni načrt . S tem načrtom predsednik upa, da bo vlada bo lahko za izboljšave porabil vsaj 73 milijard dolarjev , vključno z izgradnjo na tisoče kilometrov novih daljnovodov za širitev obnovljivih virov energije. To bo ključno za večjo izvedljivost obnovljivih virov energije. Kot pojasnjujeta Voxova Umair Irfan in Rebecca Leber:

Daljnovodi lahko povezujejo območja, ki potrebujejo energijo, z kraji, kjer sta vetrna in sončna energija poceni, ki sta lahko ločena na tisoče kilometrov. To bi pripomoglo k povečanju poslovnega razloga za vetrno in sončno energijo. Predlog poziva k novemu omrežnemu organu, ki bi olajšal prenos čiste energije, in organu za financiranje infrastrukture, ki bi pomagal priti z denarjem za plačilo.

Toda spremembe morajo preseči zvezno vlado. Opremo je treba posodobiti na regionalni in lokalni ravni tudi . Ali se bo Bidenu uspelo soočiti s kompleksnimi izzivi posodabljanja omrežja, je treba še videti. Brez ukrepanja vlade bi zasebnim podjetjem morda ostalo delo popravljanja omrežja in ni nobenega zagotovila, da bodo zagotovila dolgoročno zaščito oskrbe z električno energijo v ZDA. pred svojim dobičkom .