热浪、干旱和野火正越来越大程度地给美国西部的电网带来压力。近期研究表明,通过在整个地区更好地管理电力资源,能够显著降低停电风险,同时加速向清洁能源的转型。
今年夏天西部经历的热浪让人想起近年来的情况,这些年以轮流停电和前所未有的电力使用量为特征。斯坦福伍兹环境学院气候与能源政策项目进行的一项研究表明,如果该地区的公用事业公司扩大电力共享的合作,可能会将停电风险降低多达40%。此外,这一变化可能会促进公众支持和有利政策,以推动可再生能源的扩展。这项研究在关于“全西部治理路径倡议”等举措的讨论中尤为相关,该倡议旨在创建一个协作的多州电网运营与规划实体。
“极端天气事件不受州界或电力公用事业公司的限制,我们为减轻其影响而开发的解决方案也不应如此,”研究共同作者、斯坦福多尔可持续发展学院能源科学与工程的博士后学者Mareldi Ahumada-Paras表示。“增加区域合作可以在广泛的压力条件下提高可靠性。”
新常态
西部的电力供应商面临着三个新兴挑战。由于天气极端变化频繁、屋顶太阳能发电装置日益普及以及可再生能源来源快速增长,能源需求和资源可用性的不可预测性日益加剧。风能、太阳能和储能选项的增长需要创新的策略来运营和规划以适应需求。此外,各州和联邦的清洁能源目标多样化,形成了一个复杂的激励机制马赛克,影响公用事业公司的运营和规划。
“电网的新管理策略可以利用我们快速发展的电力环境所带来的机遇,并应对极端高温、干旱和其他气候相关问题带来的日益压力,”另一位共同作者、气候与能源政策项目研究主任Michael Mastrandrea表示。
该研究调查了从西海岸到大平原,从加拿大西部到下加利福尼亚的电网。近年来,极端高温和严重干旱严重给电网带来压力,并减少了水电的可用性。
研究人员使用电力系统优化模型,模拟了在类似于2022年加利福尼亚热浪期间面临的压力情境下的电网运行,当时能源需求创下历史新高。他们的发现揭示,通过促进合作,可能将停电风险降低40%,将未满足的能源(当需求超过供应时)减少一半以上,并提高可靠性。
政策与公众意见
研究人员将这些估算称为“说明性和方向性”,因为获取完整信息的挑战使得精确建模在特定服务区内负责维持电力系统可靠性的人员在压力条件下的反应变得复杂。然而,研究结果强调扩大公用事业合作如何改善当地对短缺和过剩的响应,提高管理意外中断的灵活性,并在极端天气期间确保稳定的电力供应。
研究人员表示,公用事业之间的更大合作也可能增强该地区日益扩展的可再生能源的好处。由于可再生能源的发电(如风能和太阳能)不稳定——风力并非持续风吹,日光只有在特定时间可用——更广泛的合作可以促进在可再生能源可用时的使用或储存。这些能源来源的反对者可能会将它们责备为导致重大的停电,这种看法可能会负面影响公众舆论,并促使阻碍清洁能源技术的政策出台。
“我们的研究表明,增强合作超越了公用事业及其客户的财务影响,”研究共同作者、斯坦福伍兹环境学院气候与能源政策项目主任Michael Wara表示。“这关乎在我们应对能源转型挑战和气候变化加剧的影响时,确保电力的可用性。”
Wara和Mastrandrea分别在斯坦福多尔可持续发展学院的可持续发展加速器中担任高级主任和主任职务。