Bagaimana Energi Bersih Membuat Lampu California Tetap Menyala Selama Gelombang Panas Ekstrim Secara Historis

Jaringan listrik California berada di garis depan dari dua tren yang tidak dapat dihindari: menambahkan sejumlah besar energi terbarukan dan mengatasi panas ekstrem yang didorong oleh perubahan iklim. Gelombang panas September dua minggu, yang membakar negara bagian dengan "terpanas dan terpanjang” suhu pada rekor, menempatkan grid California ke tes ekstrim – tetapi meskipun permintaan daya rekor, lampu tetap menyala.

Jadi, bagaimana negara bagian dengan tujuan penyebaran energi terbarukan paling ambisius di Amerika menghindari pemadaman listrik selama salah satu gelombang panas paling ekstrem di negara itu dalam sejarah?

Jawabannya mungkin tampak ironis – California melewati gelombang panas bersejarah ini karena telah menggunakan teknologi energi bersih seperti angin, matahari, penyimpanan baterai, dan respons permintaan. Saat negara bagian mempercepat menuju energi terbarukan 100% pada target 2045 sambil merencanakan masa depan yang lebih panas dan lebih kering di mana cuaca ekstrem adalah norma, pengalaman ketahanan jaringan California menyajikan cetak biru untuk diikuti oleh negara bagian lain.

Direktur Komunikasi Inovasi Energi Silvio Marcacci berbicara dengan Direktur Eksekutif GridLab Ric O'Connell tentang bagaimana baterai, energi terbarukan, dan pelanggan mencegah pemadaman listrik – dan bagaimana negara bagian dapat menambahkan teknologi energi bersih untuk meningkatkan ketahanan jaringan listrik dalam menghadapi perubahan iklim.

T: California telah menambahkan sejumlah besar kapasitas baterai dalam beberapa tahun terakhir untuk meningkatkan keandalan jaringan. Peran apa yang mereka mainkan untuk menjaga lampu tetap menyala, dan akankah mereka memainkan peran yang lebih besar untuk maju?

Gelombang panas baru-baru ini menunjukkan penyimpanan baterai skala grid telah tiba di California secara besar-besaran. Pada tahun 2020, negara bagian hanya memiliki 250 megawatt baterai yang terpasang di jaringannya, dari total beban puncak di seluruh negara bagian sebesar 52 gigawatt (GW). Selama gelombang panas minggu lalu, California memiliki lebih dari 3.2 GW baterai yang mendukung jaringan, kapasitas lebih besar daripada pembangkit listrik tenaga nuklir Diablo Canyon. Baterai ini biasanya menyediakan empat jam energi, jadi itu 150 kali lebih banyak energi dari dua tahun lalu. Baterai memainkan peran penting dalam menjaga jaringan tetap berjalan, dan tanpa baterai kami akan mengalami pemadaman bergilir.

Jaringan listrik California memiliki kapasitas baterai terpasang paling banyak dari jaringan mana pun di seluruh dunia, dan Amerika Serikat memimpin investasi global dalam penyimpanan baterai skala jaringan dengan hampir setengah dari semua investasi tahun lalu. Dengan berinvestasi dalam penyimpanan energi, negara telah meningkatkan ketahanannya terhadap cuaca ekstrem.

Tapi ini baru permulaan – semakin banyak baterai yang online di California. Awal tahun ini, Komisi Utilitas Publik California mengeluarkan rencana sistem pilihan, yang mencakup 15 GW penyimpanan baru dan sumber daya respons permintaan yang akan dipasang pada tahun 2032. Lebih dari 90 GW baterai diusulkan dalam antrean interkoneksi ISO California, menunjukkan minat komersial yang kuat dalam penyimpanan baterai. Baterai akan menjadi sumber daya penting untuk memenuhi tujuan energi bersih California yang ambisius, memastikan kapasitas perusahaan yang cukup untuk menjaga jaringan tetap berjalan bahkan di saat tanpa energi matahari atau angin.

T: Pelanggan tampaknya juga memainkan peran mereka, menanggapi peringatan teks untuk menghemat daya. Bagaimana Anda melihat hasil ini, dan apa peran yang lebih besar yang dapat disumbangkan oleh respons permintaan terhadap keandalan?

Respon permintaan, di mana pelanggan mengurangi penggunaannya baik secara sukarela atau melalui kompensasi, memainkan peran penting dalam keandalan jaringan dan merupakan blok bangunan utama dalam portofolio sumber daya yang menyeimbangkan penawaran dan permintaan. Dalam kasus ekstrim seperti gelombang panas minggu lalu, operator jaringan tidak selalu memiliki cukup pembangkitan online untuk memenuhi beban. Faktanya, sebagian besar jaringan berencana untuk mengalami sejumlah kecil pemadaman, karena sangat mahal untuk merencanakan memenuhi beban sepanjang waktu.

Peringatan teks luar biasa hari Selasa yang meminta pelanggan untuk mengurangi permintaan listrik mereka berhasil menghindari pemadaman bergilir - itu segera diikuti oleh penurunan permintaan sekitar 2 GW. Tetapi mekanisme semacam itu hanya dapat bekerja dalam situasi terbatas, dan tidak dapat dipanggil lebih dari sekali atau dua kali setahun.

Idealnya, California akan memperkuat program respons permintaannya, di mana konsumen dibayar untuk mengurangi permintaan, melalui otomatisasi seperti termostat pintar dan teknologi baru lainnya. Program baru dari utilitas PG&E menghadiahi pelanggan yang memotong permintaan selama gelombang panas dengan $2 untuk setiap kilowatt-jam energi yang dihemat. Lebih dari 1.5 juta pelanggan terdaftar dalam program ini, dan ini merupakan model yang menarik untuk dipertimbangkan di seluruh negara bagian.

T: Apakah jaringan mengalami pemadaman, dan jika ya, apa penyebab pemadaman tersebut?

Beberapa pemadaman lokal disebabkan oleh kelebihan beban transformator distribusi karena panas, dan Kota Healdsburg salah memahami tingkat darurat operator jaringan dan mulai melepaskan beban (pemadaman bergilir) sebelum mereka diminta, tetapi secara keseluruhan jaringan bertahan dengan baik.

Cuaca yang dihadapi negara bagian, dan bagian Barat lainnya, berkepanjangan dan ekstrem. Tidak hanya cuaca panas yang berarti memecahkan rekor beban untuk grid, itu juga berarti suhu yang menyiksa dapat memaksa peralatan offline. Perencana jaringan perlu mengakui bahwa perubahan iklim mendorong suhu historis dari ekstrem ke normal dan merencanakan lebih banyak badai panas ekstrem, di seluruh Barat, dan tahan lama ini.

T: Bagaimana output matahari dan angin membantu menyeimbangkan penawaran dan permintaan? Sudahkah investasi energi terbarukan California online cukup cepat untuk mengimbangi kebutuhan keandalan?

Tenaga suryaSURYA3
memberikan 13 yang konsisten13
GW listrik ke jaringan California minggu lalu dari pukul 9 sampai 00 setiap hari, kira-kira seperempat dari total permintaan. Jam malam dari pukul 5:00 hingga 4:00 adalah saat-saat stres jaringan terbesar, karena output matahari turun tetapi permintaan tetap tinggi. Ini adalah saat baterai membantu jaringan, mengisi daya di tengah hari dan menghabiskan di sore hari. Pada hari Selasa, hari terpanas gelombang panas dan hari stres jaringan terbesar, angin bertiup di malam hari dan memberikan daya 9 GW.

Sementara kami berhasil melewati minggu lalu dengan grid utuh, California seharusnya tidak harus mengalami panggilan dekat seperti itu di masa depan. Negara bagian berlomba untuk memasang lebih banyak tenaga surya, angin, baterai, serta transmisi untuk menghubungkan semua sumber daya baru ini ke jaringan listrik.

Namun, tantangan rantai pasokan dengan tenaga surya dan baterai telah menunda banyak proyek, membuat negara bagian tidak dapat memenuhi tujuannya. Selain itu, laju pembangunan transmisi tidak sesuai dengan permintaan, sehingga banyak proyek terjebak dalam antrian menunggu untuk terhubung ke jaringan. Negara membutuhkan rencana yang komprehensif untuk menyebarkan proyek-proyek baru dan membuka kebuntuan pembangunan transmisi sehingga dapat memenuhi tujuan energi bersihnya.