لحظه تجدیدپذیر کالیفرنیا آینده شبکه برق را نشان می دهد | دانش مرکز داده

(بلومبرگ) – در آخرین روز ماه آوریل، کالیفرنیا به نقطه عطفی رسید: برای یک دوره کوتاه در یک بعد از ظهر آفتابی شنبه، منابع تجدیدپذیر ملاقات کردند. 99.87٪ تقاضای برق سیستم های برق خارج از ایالات متحده قبلاً به این هدف رسیده اند (دانمارک با انرژی بادی و استرالیای جنوبی تنها با انرژی خورشیدی در سال گذشته). اما شبکه اصلی کالیفرنیا، که 80 درصد از ایالت را تحت پوشش قرار می دهد، بسیار بزرگتر از آن نمونه ها است.

سال گذشته، استرالیای جنوبی را به عنوان نگاهی اجمالی به آینده صنعت برق توصیف کردم. ما باید به کالیفرنیا به همین شکل فکر کنیم اما در مقیاسی بسیار بزرگتر. نقطه عطف اخیر آن به آینده ای پر از قدرت کربن صفر، با مقدار زیادی از تنوع اشاره دارد. فناوری‌ها و مدل‌های تجاری جدید و همچنین فضایی برای نوآوری بیشتر وجود خواهد داشت.

نمودار بالا نمای کافی از این آینده را ارائه نمی دهد. بیش از دو خط در سیستم قدرت دولتی وجود دارد، به طوری که می توان گفت، و چیزی بیش از تولید انرژی های تجدید پذیر مطابق با تقاضای شبکه وجود دارد.

علاوه بر باد و خورشید، سیستم برق کالیفرنیا از گاز طبیعی، نیروگاه های برق آبی بزرگ، نیروگاه های هسته ای، برق وارداتی از ایالت های همسایه و باتری ها استفاده می کند که برای حفظ ثبات سیستم شارژ و تخلیه می شود. همه این فناوری‌ها با هماهنگی کار می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که عرضه برق با تقاضا مطابقت دارد و تا حد امکان قابل اطمینان و کم انتشار باشد.

حال، اگر فقط روی باد، خورشید و باتری ها زوم کنیم، تأثیر متقابل بین این سه منبع مشخص می شود. باتری ها در شب زمانی که تقاضا کم است و نیروی باد در دسترس است شارژ می شوند. آنها قبل از اینکه خورشید شروع به افزایش کند، به عنوان باد باریک به شبکه تخلیه می شوند. سپس آنها در طول ظهر آفتابی شارژ می شوند و دوباره تخلیه می شوند زیرا تولید خورشیدی به سرعت از بین می رود. باتری ها نقش مهمی در حفظ پایداری شبکه ایفا می کنند.

با این حال – و این یک “با این حال” بزرگ است – ظرفیت باتری کالیفرنیا برای جذب هر الکترون باد و خورشیدی که ایالت قادر به تولید آن است کافی نیست. در همان ساعتی که در هفته گذشته انرژی های تجدیدپذیر به 99.87 درصد تقاضا رسید، بیش از 2900 مگاوات انرژی خورشیدی “کاهش یافت”، به این معنی که تولید عمدا کاهش یافت تا تعادل شبکه برقرار شود.

محدود کردن یک عملکرد جدید برای اپراتور شبکه ایالتی نیست، اما بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. از سال 2014، اپراتور سیستم مستقل کالیفرنیا هر سال انرژی بادی و خورشیدی بیشتری را نسبت به دوره های قبلی کاهش داده است، به دنبال یک الگوی فصلی که در اواخر بهار به اوج خود رسید. مارس 2022 با کاهش یک ماهه از کل سال 2018، رکوردی بی سابقه را به نام خود ثبت کرد.

386966816.png

کاهش فی نفسه مشکلی نیست. به یک معنا نشانه سیستمی است که به درستی کار می کند. اما حداقل یک فرصت از دست رفته است. الکترون‌هایی که در حال محدود شدن هستند و دارای انتشار صفر و هزینه نهایی صفر هستند، در حالت ایده‌آل باید به سمت شرکت‌ها و فرآیندهایی که می‌توانند از آنها به طور مولد استفاده کنند، جریان داشته باشند.

کربن زدایی سیستم برق کالیفرنیا به باتری های بیشتری برای حفظ قابلیت اطمینان نیاز دارد. همچنین به موارد بیشتری از … همه چیز نیاز دارد، واقعاً. ایالت باید تولید برق پاک را افزایش دهد و شاید همانطور که فرماندار گاوین نیوسام پیشنهاد می کند، انرژی هسته ای خود را برای مدت طولانی تری آنلاین نگه دارد. و در کوتاه مدت نیاز به کاهش بیشتری دارد.

نبوغ و اختراع در دستور کار است. همانطور که BloombergNEF در آخرین مسابقه پایونیر خود اشاره کرد، فناوری هایی برای راه های جدید و بهبود یافته برای تولید برق خالص صفر، ذخیره انرژی برای مدت طولانی و تقویت استحکام شبکه در حال ظهور هستند. اینها شامل رآکتورهای هسته ای در مقیاس کوچک، پیشرفت در شارژ وسایل نقلیه الکتریکی و نرم افزار جدید برای عملیات شبکه است.

در نهایت، به تخیل نیاز دارد تا بفهمیم با انرژی اضافی چه کنیم. گزینه های بسیار بیشتری نسبت به استخراج بیت کوین وجود دارد – از ایجاد هیدروژن گرفته تا راه اندازی مراکز داده تا تامین انرژی تولید فولاد و آلومینیوم با کربن صفر. آینده شبکه‌های عمیقا کربن‌زدایی شده، فناوری‌هایی را که برای تولید برق شبانه‌روزی و بدون انتشار انرژی طراحی شده‌اند، با شبکه‌هایی ترکیب می‌کند که برای هفته‌ها انرژی ذخیره می‌کنند، شبکه را انعطاف‌پذیرتر می‌کنند و الکترون‌ها را در صورت موجود جذب می‌کنند.

ما همه فناوری هایی را که الکترون های اضافی را جذب می کنند، نمی دانیم. اما ما هنوز مجبور نیستیم. این وظیفه مخترعان، کارآفرینان و بنیان‌گذاران است که به شبکه فردا نگاه می‌کنند و نه تنها مشکلات را حل می‌کنند، بلکه ارزش ایجاد شده را نیز می‌بینند.