Das große drohende Problem des Stromnetzes: Strom dorthin bringen, wo er gebraucht wird

Blogs

Stromleitungen führen durch Green Valley Wohnsiedlungen in Fairfield, Kalifornien (Melina Mara/ALES)

Jake Tapper Steve Miller-Interview
VonWill Englund 29. Juni 2021 um 6:00 Uhr EDT VonWill Englund 29. Juni 2021 um 6:00 Uhr EDT

Bei der heftigen Hitzewelle, die den pazifischen Nordwesten heimgesucht hat, waren am Montagabend im Bundesstaat Washington rund 17.000 Stromkunden ohne Strom. Fast 20.000 weitere waren in Idaho, Oregon, Kalifornien und Nevada von Stromausfällen betroffen. Das sind keine verheerenden Zahlen, aber sie erinnern daran, dass das Stromnetz in Amerika ausgefranst ist und immer am Rande arbeitet.

Die hohen Temperaturen kommen nur vier Monate, nachdem der Strom in Texas durch den Einfrieren im Februar gebremst wurde, und nur zwei Wochen, nachdem das texanische Netz erneut in seiner eigenen Hitzewelle wackelte. Vor einem Jahr erlebte Kalifornien auf breiter Front Misserfolge.

Ein im Senat erzielter Kompromiss würde Milliarden von Dollar in die Modernisierung des nationalen Stromsystems pumpen, wenn es Gesetz wird, aber der Bedarf ist immens. Gleichzeitig drängt die Biden-Regierung auf Elektroautos, Lastwagen und Busse sowie auf eine umfassende Umstellung auf Elektroheizung, während gleichzeitig die Treibhausgasemissionen gesenkt werden.

Die Werbegeschichte wird unter der Werbung fortgesetzt

Das bereits angespannte Stromnetz der Nation befindet sich entweder an einem Wendepunkt oder ist bereit, all diese Visionen von sauberem Strom zunichte zu machen, da es unter den neuen Belastungen zusammenbricht.

Das Netz war noch nie so wichtig wie jetzt, und in einem Jahr wird es noch wichtiger, sagte Dennis Kuhn, Senior Manager für integrierte Feldkonstruktionsplanung bei Avangrid, das Kraftwerke zur Erzeugung erneuerbarer Energien in 22 Bundesstaaten und Versorgungsunternehmen in New York betreibt Neu England.

Stromausfälle in Texas und Kalifornien, bei denen die Preise schwindelerregend auf und ab schwanken, sind ein Beweis dafür, dass das System Aufmerksamkeit braucht. Am 21. Juni verloren 100.000 Kunden in Michigan nach Gewittern den Strom. Und jetzt versucht der Nordwesten, die Hitze abzuwehren.

Die Geschichte geht unter der Werbung weiter

Wir müssen hier auf das Gaspedal drücken, sagte Energieministerin Jennifer Granholm Anfang dieses Frühjahrs bei einer Podiumsdiskussion. Wir müssen sicherstellen, dass die Kapazität im Netz vorhanden ist.

Werbung

Das amerikanische Netz weist auf lokaler Ebene eine stark beanspruchte und oft kaum adäquate Ausrüstung auf, und eine nach Regionen gegliederte Verwaltungsstruktur ist im Streben nach Markteinsparungen so komplex geworden, dass sie das Gesamtbild verdunkelt. Aber vielleicht ist das zentrale Problem die chronische Überlastung der Übertragungsleitungen, die Strom von dort, wo er hergestellt wird, dorthin bringen, wo er benötigt wird.

Der koloniale Shutdown zeigt, wie die Amerikaner den Preis für Effizienz zahlen

Nach dem Debakel im Februar in Texas, als ein Tiefkühlfrost tagelang den Strom ausfiel, unterzeichnete Gouverneur Greg Abbott (R) am 8. Juni ein Reformgesetz erklärt , Alles, was getan werden musste, wurde getan, um das Stromnetz in Texas zu reparieren.

Die Geschichte geht unter der Werbung weiter

Aber in Wahrheit könnte keine Maßnahme einer Regierungsbehörde das System irgendwo im Land rechtzeitig auf die Hitze dieses Sommers vorbereiten.

Und es dauerte nur eine Woche nach Abbotts Erklärung, bis die Texaner herausfanden, dass ihr Netz doch nicht repariert worden war. Der Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) warnte davor, dass nicht genug Saft vorhanden sei, um die Klimaanlage aller auf Hochtouren zu betreiben, und appellierte, Strom zu sparen und Thermostate hochzudrehen.

Werbung

Aufgrund von intelligenten Thermostaten, die von Google, Amazon und Honeywell verkauft werden, entdeckten eine Reihe von Kunden von San Antonio über Houston bis Dallas, dass die Temperatur in ihren Häusern aus der Ferne, von den Versorgungsunternehmen oder von Unternehmen, die Verträge mit den Versorgungsunternehmen schließen, eingestellt werden kann. Davon waren nicht alle begeistert, denn TV-Sender KHOU berichtet , obwohl sich alle irgendwann für die Pläne angemeldet hatten, wissentlich oder nicht.

Die Geschichte geht unter der Werbung weiter

Es war ein Vorbote dessen, was kommen wird.

Zumindest bis zum Ausbau der Fernübertragungsleitungen müssen Versorgungsunternehmen, die einer größeren Belastung ausgesetzt sind, Wege finden, um die gestiegene Nachfrage zu bewältigen. Dies kann durch einen Anreiz geschehen: günstigerer Strom zu Randzeiten, für viele bereits Realität. Oder, da alles im Haus mit dem Internet verbunden ist, können Versorgungsunternehmen direkt zugreifen und den Stromverbrauch selbst regeln, wie es diesen Monat in Texas geschah.

Der Kampf darum, wer für die Blackouts in Texas bezahlt wird, spitzt sich zu

Die Regierung von Biden setzt auf Solar- und Windgeneratoren, um fossile Kraftwerke zu ersetzen. Sie benötigen jedoch eine beträchtliche Menge an Immobilien und das richtige Wetter und befinden sich daher in der Regel weit entfernt von den Städten, die sie bedienen würden. Aus diesem Grund wird die Überlastung von Übertragungsleitungen aufgrund unzureichender Kapazitäten zur Deckung der Nachfrage zu einem immer größeren Problem.

Die Werbegeschichte wird unter der Werbung fortgesetzt

Texas leidet unter akuten Überlastungen rund um Odessa, im Westen, wo die erneuerbaren Generatoren stehen. Insgesamt kostet ERCOT den Staat laut ERCOT jährlich etwa 1 Milliarde US-Dollar. Der Bundesstaat New York hat nur begrenzte Übertragungsleitungen, die vom Bundesstaat nach unten führen. Aber überlastete Leitungen müssen nicht lang sein, um ein Hindernis zu sein: Eine der problematischsten Verbindungen in der Mid-Atlantic-Region ist eine Übertragungsleitung vom Kernkraftwerk Peach Bottom in Pennsylvania zu einem Umspannwerk im nahe gelegenen Baltimore County, Md.

Im Norden von Vermont haben Beamte eine Moratorium für neue Solar- und Windprojekte , weil die Übertragungsleitungen keinen Strom mehr transportieren können. Und als 2019 eine Übertragungsleitung, die den Mississippi überquert, modernisiert wurde, war der Effekt: den Stau verschieben von Iowa nach Illinois.

Eine Folge von Engpässen ist, dass Wind- und Solaranlagen manchmal nicht funktionieren können, weil auf den Leitungen kein Platz ist, um ihren Strom zu transportieren. (Dies wird in der Energiesprache als Kürzung bezeichnet und tritt auch auf, wenn die Nachfrage nachlässt.) Im Bundesstaat New York wurden letztes Jahr 62 Gigawattstunden Windkraft gedrosselt; es war ein kleiner, aber nicht unbedeutender Bruchteil der gesamten Windproduktion.

Die Werbegeschichte wird unter der Werbung fortgesetzt

Ein größeres Problem besteht darin, dass Wind-, Solar- und andere Projekte jahrelang warten können, bis sie grünes Licht für den Anschluss an Übertragungsleitungen erhalten. Die Entwickler müssen unter anderem nachweisen, dass die Kosten für die Aufrüstung dieser Leitungen zur Übertragung ihrer Leistung vertretbar sind. Eine neue Studie über fünf Regionen vom Lawrence Berkeley National Laboratory festgestellt, dass weniger als ein Viertel aller vorgeschlagenen Projekte aufgrund von Übertragungshürden tatsächlich in den kommerziellen Betrieb gelangen. Der Rest wird zurückgezogen.

Minnesota keucht angesichts des finanziellen Schadens, den es durch den Einfrieren von Texas erleidet

Derzeit stehen auf der Warteliste geplante erneuerbare Kraftwerke mit einer Leistung von 680 Gigawatt, die für ein noch nicht vorhandenes Netz gesichert sind, sagte Granholm am 15. Juni vor dem Senatsausschuss für Energie und natürliche Ressourcen mehr übernehmen, als sie sicher bewältigen können, sagte sie, müssen wir einen Teil dieses Risikos auffangen, um das für unsere Bedürfnisse erforderliche Maß an Ausbau zu erreichen.

Aber selbst dann kann es sieben bis zehn Jahre dauern, bis eine neue Übertragungsleitung geplant, genehmigt und gebaut ist.

Die Werbegeschichte wird unter der Werbung fortgesetzt

An einem heißen Nachmittag dieses Monats meldete das Versorgungsunternehmen Con Edison 70 Ausfälle, von denen 954 Kunden in New York City und dem benachbarten Westchester County betroffen waren. Die meisten waren wetterbedingt und betrafen im Allgemeinen überhitzte Transformatoren. Es war ein typischer Sommertag und nichts Bedeutendes für ein Versorgungsunternehmen, das 3,4 Millionen Kunden bedient.

Wir möchten es zu einem perfekten System machen – es ist nicht perfekt, sagte Patrick McHugh, Vizepräsident für Technik und Planung. Aber die Kosten, um es perfekt zu machen, sind in niemandem Interesse.

McHugh weiß jedoch, dass die Anforderungen an sein Unternehmen wachsen werden. Das Netz hat für etwa neun Monate im Jahr viel Kapazität, oder? er sagte. Im Moment liegt der Schwerpunkt darauf, die heißen Sommertage zu überstehen und den Rest des Jahres für die Wartung zu nutzen. Aber wenn in Zukunft elektrisch geheizt wird, wird auch der Winter zur Hochsaison. Was die Wartung des Systems sehr erschweren würde.

Die Werbegeschichte wird unter der Werbung fortgesetzt

Eine Studie von Forschern der University of Massachusetts in Amherst aus dem Jahr 2018 in einer Stadt in Neuengland ergab, dass fast ein Fünftel der Verteiltransformatoren – die normalerweise auf Masten montiert sind – stark überlastet waren. McHugh sagte, dass ConEd die Notwendigkeit sieht, Kapazitäten sowohl für Transformatoren als auch für Umspannwerke in der Nachbarschaft auszubauen. Avangrid hat ein ähnliches Programm in Angriff genommen, sagte Kuhn, mit einem 142 Millionen US-Dollar teuren Resilienzprogramm, das neue Transformatoren mit mehr als der 10-fachen Kapazität der derzeitigen umfassen wird.

Mit Ausnahme der südöstlichen Staaten und des pazifischen Nordwestens verfolgt ein Großteil des Landes einen marktbasierten Ansatz, wobei verschiedene Unternehmen Strom produzieren, übertragen und verteilen. Marktsignale sollen Effizienz fördern, Kosten senken und Bedürfnisse aufzeigen.

Die neue Energieministerin Jennifer Granholm hat Ratschläge für Texas – und für die Ölindustrie

Obwohl der texanische Markt während des Einfrierens im Februar durchgedreht war, hat dieser Ansatz starke Verteidiger. Die Leistung der heutigen Stromerzeugungsflotte ist bemerkenswert überlegen, sagte Richard Dewey, CEO des New York Independent System Operator. Er sagte, die Marktwirtschaft habe den New Yorkern im Laufe der Jahre mehr als 10 Milliarden Dollar gespart.

Werbung

Jetzt, wo der Staat bis 2030 70 Prozent erneuerbare Energien anstrebt, können wir Marktsignale entwickeln, die diesen Vorteil sauberer Energie fördern.

Kritiker argumentieren jedoch, dass sie trotz der Unmengen von Daten, auf die Betreiber produzieren und auf die sie sich verlassen, immer noch keine klare Vorstellung davon haben was in ihren Systemen vor sich geht. Und Außenstehende sind verwirrt. EIN aktueller Bericht von Wilkinson Barker Knauer, einer auf Energiefragen spezialisierten Anwaltskanzlei, bezeichnete die Marktstruktur als schwerfällig, undurchsichtig und sich ständig ändernd.

Im Februar unterbrachen texanische Betreiber unwissentlich den Strom zu den Erdgasanlagen, die sie zur Befeuerung ihrer Kraftwerke benötigten. Im Juni kam es dort zum Hitzenotstand, weil viel mehr Erzeugungskapazitäten außer Betrieb waren als erwartet, sagte Warren Lasher, Senior Director für Systemplanung bei ERCOT.

Es sei nicht klar, warum wir so viele ungeplante Ausfälle sehen, sagte er. Wir sind zutiefst besorgt über die Probleme. Wir werden eine gründliche Analyse durchführen.

In Kalifornien schien sich zur gleichen Zeit ein ähnlicher Notfall zu entwickeln, doch die Betreiber stellten fest, dass mehr Kraftwerke am Netz waren, als sie erwartet hatten.

Die weit verbreiteten Stromausfälle in Kalifornien im vergangenen Sommer und in Texas im Februar zeigten die Mängel des stückweisen Systems des Landes und der Analyseressourcen seiner Betreiber, sagte Shuli Goodman, Geschäftsführer eines Linux Foundation-Projekts namens LF Energy.

Sie haben nicht die Einsicht, die sie brauchen, sagte sie. Und sie tun so, als ob es kein Problem wäre. Wir scheinen mit dem Stau in Ordnung zu sein. Wir scheinen mit diesen katastrophalen Ereignissen einverstanden zu sein.