Kalifornia w ciemności. Jak blackouty naświetliły ryzyka celu 100% OZE [ANALIZA]

Star Trek: W ciemność

W ubiegłym tygodniu nękani upałami Kalifornijczycy tracili na kilka godzin dostęp do prądu. Na razie planowo, w ramach kontrolowanych przez operatora wyłączeń (tzw. brownoutów, czyli celowo wywoływanych blackoutów), ale sytuacja i tak jest poważna, wskazuje na strukturalne problemy tamtejszej energetyki. I co gorsza – wszystko wskazuje na to, że będzie się powtarzać, być może już w mniej kontrolowanym scenariuszu.

Jak podaje serwis sacbee.com, zasięg przerw w dostawach prądu rozciągnął się na ok. 3,3 miliona gospodarstw domowych i przedsiębiorstw, co czyni obecne blackouty jednymi z największych w historii USA i – być może – największymi w dziejach Kalifornii.

Problemy zaczęły się podczas fali upałów, która nawiedziła Zachodnie Wybrzeże USA. Temperatury znacznie przekraczały normy, co skłoniło wielu Amerykanów do zwiększonego wykorzystania energochłonnych systemów klimatyzacji.

Gorączka sobotniej nocy

W czwartek 13 sierpnia California Independent System Operator (ISO) ogłosił wprowadzenie ogólnostanowego Flex Alert, czyli wezwania do oszczędzania energii elektrycznej. W jego ramach nakłaniano odbiorców do unikania niepotrzebnego zużycia prądu w określonych godzinach, czyli np. do wyłączenia zbędnych świateł, urządzeń elektrycznych oraz odpowiedniego ustawienia systemów klimatyzacyjnych. Wszystko po to, by ratować przeciążony system.

Kryzys nastąpił w niedzielę, kiedy to wprowadzono tzw. Stage 3 Emergency, czyli mechanizm podobny do polskich stopni zasilania – oznacza on taką sytuację w systemie elektroenergetycznym, w której zapotrzebowanie na energię przerasta podaż. Jest to najwyższy stopień zagrożenia dla sieci w Kalifornii i wskazuje, że operator nie jest w stanie dalej zapobiec przerwom w dostawach energii. W ramach Stage 3 Emergency ISO dokonuje czasowych (zwykle: kilkugodzinnych) wyłączeń dostaw elektryczności dla niektórych odbiorców, by zapobiec niekontrolowanych i znacznie dłuższym blackoutom.

Jak poinformował ISO, Stage 3 Emergency został wprowadzony w Kalifornii z uwagi na utratę 470-megawatowej elektrowni i nagłe zmniejszenie potencjału energetyki wiatrowej o ok. 1000 MW, co nałożyło się na podwyższone temperatury.

Wydarzyło się w Los Angeles

Sytuacja ta przypomina to, co działo się w Polsce w sierpniu 2015 roku, kiedy to przestoje remontowe i awarie w elektrowniach nałożyły się na falę upałów, powodując konieczność wprowadzenia tzw. 20. stopnia zasilania, czyli ograniczenia podaży mocy dla niektórych odbiorców. Różnica polega na tym, że w przypadku Polski powodem był przestarzały system oraz awarie i naprawy. Tymczasem w Kalifornii zawinił m.in. dobrowolny model transformacji w kierunku niestabilnych źródeł energii i pozbywanie się takich mocy, jak elektrownie jądrowe.

Według Steve’a Berbericha, cytowanego przez sacbee.com szefa ISO, podstawową przyczyną blackoutów jest problem z importem mocy z sąsiednich stanów. Kalifornia nie mogła się ratować cudzą energią, gdyż fala upałów dotknęła całe Zachodnie Wybrzeże, więc zapotrzebowanie wzrosło również w innych regionach.

Berberich zwraca też uwagę na trudność w zarządzaniu parkiem wytwórczym w fotowoltaice, która była intensywnie rozbudowywana w Kalifornii w ciągu ostatnich lat. Obecnie pracuje tam ponad 11 GW mocy zainstalowanej w samych dużych elektrowniach słonecznych. Technologia ta miała pomóc stanowi zmniejszyć użycie gazu ziemnego, który w 2018 roku odpowiadał za 44% miksu energetycznego Kalifornii.

„Jak podaje ISO oraz analitycy Wood Mackenzie, blackouty to również efekt uboczny zwiększenia inwestycji w panele fotowoltaicznych i niedostatecznych mocy w elektrowniach gazowych. Taki trend przesunął szczytowy punkt zapotrzebowania na moc w stanowej sieci (…) na godziny popołudniowe, pozostawiając mniejsze możliwości wypełnienia luki między popytem a podażą” – informuje portal greentechmedia.com, przestrzegając jednocześnie, że bez zmian w zarządzaniu mocą takie blackouty będą się w Kalifornii powtarzać.

„Moce w fotowoltaice bardzo szybko znikają, musimy szybko zastępować je innymi, by zaspokoić zapotrzebowanie” – mówi cytowany przez greentechmedia.com Berberich. Innymi słowy mówiąc, ze względu na zachód słońca z systemy wypada nagle bardzo dużo mocy, których nie ma czym szybko zastąpić.

Berberich dodaje, że jeszcze w 2006 roku w kalifornijskim systemie było znacznie więcej stabilnych mocy, które mogły być wykorzystane w takich sytuacjach. Mowa m.in. o elektrowni jądrowej San Onofre, która została wyłączona w 2013 roku. Kalifornia w ostatnich dekadach drastycznie obniżyła swój potencjał w atomie – poza San Onofre zamknięte zostały jednostki: Humboldt Bay, Rancho Seco i Vallecitos. Obecnie w „Słonecznym Stanie” pracuje jedynie elektrownia Diablo Canyon, która ma zostać wyłączona w 2025 roku. Jednostka ta dostarczyła w 2018 roku 17% kalifornijskiej czystej energii elektrycznej.

Californication

Problemy z dostępem do mocy to nie jedyne minusy kalifornijskiej transformacji energetycznej – jak podaje prowadzony przez Michaela Shellenbergera portal environmentalprogress.org, innym jest wysoka cena za kWh energii elektrycznej (wyższa o 7 centów od średniej ceny w USA) i problemy z emisjami CO₂ z energetyki (które wzrosły w latach 2011-2017 o 11 mln ton).

Kalifornia staje zatem przed wyborem: albo kontynuować swoją transformację energetyczną w kierunku jeszcze większego udziału źródeł odnawialnych (Jerry Brown, gubernator tego stanu, zapowiedział, że w 2045 roku 100% kalifornijskiej energii będzie pochodziło ze źródeł zeroemisyjnych, w domyśle: OZE) z jednoczesnym wycinaniem takich mocy, jak atom, co będzie prowadziło do jeszcze poważniejszych blackoutów, albo przeprosić się z gazem ziemnym, stawiając nowe jednostki zasilane tym surowcem (w nadziei, że m o ż e uda się je kiedyś zastąpić magazynami energii), albo – jak radzą klimatolodzy pokroju Jamesa Hansena – utrzymać przy pracy elektrownię Diablo Canyon oraz rozważyć uzupełnienie swojego miksu o inne jednostki tego typu.