Tarafından Brad Plumer
Kuzey Kutbu havasının soğuk patlamaları elektrik şebekelerini sakat bırakırken ve tehlikeli derecede soğuk havalarda milyonlarca Amerikalıyı güçsüz bırakırken, bu hafta Amerika Birleşik Devletleri’nin orta ve güneyindeki büyük kış fırtınaları bir enerji krizine sürüklendi.
Şebeke arızaları en şiddetli, dört milyondan fazla insanın Salı sabahı elektrik kesintileriyle yüz yüze kaldığı Teksas’ta yaşandı.
Analistler, Teksas’taki şebeke arızalarının arkasındaki birkaç temel faktörü belirlemeye başladılar. Rekor kıran soğuk hava, sakinleri elektrikli ısıtıcılarını çalıştırmaya teşvik etti ve elektrik talebini şebeke operatörlerinin planladığı en kötü senaryoların ötesine itti. Aynı zamanda, eyaletteki gazla çalışan elektrik santrallerinin birçoğu buzlu koşullarda devre dışı bırakıldı ve bazı santraller, doğal gaz talebi ülke çapında artarken yakıt sıkıntısı çekiyor göründü. Sorunun daha küçük bir parçası olmasına rağmen, Teksas’ın rüzgar türbinlerinin çoğu da dondu ve çalışmayı bıraktı.
Ortaya çıkan elektrik kesintileri, Teksas’taki şebeke operatörlerini, sistemin daha geniş çapta çökmesini önlemek için Pazartesi gününden itibaren evlere ve işyerlerine dönüşümlü elektrik kesintileri uygulamaya zorladı. Güneybatı ve Ortabatı’daki ayrı bölgesel şebekeler de bu hafta ciddi bir baskı altına giriyor.
Kriz, ülke çapındaki güç sistemleri için daha derin bir uyarıya işaret etti. Elektrik şebekeleri, şebeke operatörleri ilerideki tehlikeleri güvenilir bir şekilde tahmin edebildiği sürece çok çeşitli zorlu koşulların üstesinden gelmek için tasarlanabilir. Ancak iklim değişikliği hızlandıkça, birçok elektrik şebekesi, bu şebekelerin tasarlandığı tarihsel koşulların ötesine geçen yeni ve aşırı hava olaylarıyla karşı karşıya kalacak ve bu da sistemleri felaketle sonuçlanma riskine sokacak.
Uzmanlar, gittikçe artan vahşi ve öngörülemeyen hava koşullarına karşı dirençli elektrik şebekeleri inşa etmenin çok büyük bir zorluk olacağını söyledi. Teksas’ın gösterdiği gibi, şebeke arızasının maliyetleri de son derece maliyetli olabilmesine rağmen, çoğu durumda pahalı olabilir.
Princeton Üniversitesi’nde enerji sistemleri mühendisi olan Jesse Jenkins, “Esasen ne kadar sigorta satın almak istediğiniz sorusu” dedi. “Bu sorunu daha da zorlaştıran şey, şu anda, özellikle iklim değişikliğiyle, geçmişin artık gelecek için iyi bir rehber olmadığı bir dünyada olmamız. Beklenmeyene hazırlanmak için çok daha iyi olmalıyız. ”
Sınırı Zorlayan Bir Izgara
Büyük ölçüde ülkenin geri kalanından bağımsız olarak çalışan Teksas’ın ana elektrik şebekesi, öncelikle eyaletin en öngörülebilir aşırı hava koşullarının üstesinden gelmek için tasarlanmıştır: milyonlarca Teksaslıyı aynı anda klimalarını açmaya teşvik eden yükselen yaz sıcaklıkları.
Dondurucu hava daha nadir olsa da, Teksas’taki şebeke operatörleri, özellikle 2011 ve 2018’deki şiddetli soğuk anların milyonlarca Teksaslı’nın elektrikli ısıtıcılarını açmasına ve sistemi zorlamasına neden olduktan sonra, kışın da elektrik talebinin artabileceğini uzun zamandır biliyorlar.
Ancak, eyaleti kar ve buza gömen ve rekor düzeyde soğuk havalara yol açan bu haftaki kış fırtınaları tüm beklentileri aştı ve ızgarayı kırılma noktasına itti.
İki Doğu Dallas sakini, aileleri evlerinin elektriğini kaybettikten sonra Pazartesi günü ısınmaya çalışıyor. Kredi. . . Juan Figueroa / Dallas Morning News, Associated Press aracılığıyla
Texas’ın şebeke operatörleri, en kötü durumda, eyaletin bir kış zirvesini idare etmek için 67 gigawatt elektriğe ihtiyaç duyabileceğini tahmin etmişti. Ancak Pazar akşamına kadar, güç talebi 69 gigawatt’ı aşmıştı. Sıcaklıklar düştükçe, birçok ev daha fazla güç tüketen eski, verimsiz elektrik rezistanslı ısıtıcılara güveniyordu.
Pazartesi gecesi soğuk hava 30 gigawatt’tan fazla kapasiteye sahip elektrik santrallerini devre dışı bıraktıkça, problemler oradan daha da arttı. Bu arızaların büyük çoğunluğu, doğalgaz jeneratörleri gibi termik santrallerde meydana geldi, çünkü düşen sıcaklıklar santral faaliyetlerini felç etti ve ülke çapında doğalgaza olan talebin artması, bazı santralleri yakıt tedarik etmek için mücadele ediyor gibi göründü. Eyaletteki bazı elektrik santralleri de yazın zirvesine hazırlık amacıyla planlı bakım için çevrimdışı durumdaydı.
Zaman zaman, birçok türbin buzlu koşullarda donup çalışmayı durdurduğu için, eyaletin rüzgar çiftlikleri filosu da 5 gigawatt’a kadar kapasite kaybetti.
Eyaletin elektrik şebekesi konusunda Austin, Texas Üniversitesi’nde uzman olan Joshua Rhodes, “Hiç kimsenin güç sistemi modeli, 254 Teksas eyaletinin tamamının aynı anda bir kış fırtınası uyarısı altında olacağını öngörmedi” dedi. “Hem elektrik hem de ısıyı besleyen hem elektrik şebekesine hem de gaz şebekesine büyük bir yük getiriyor. “
Daha Dirençli İnşa Etmek
Uzmanlar, teoride bu tür sorunları önleyebilecek teknik çözümler olduğunu söyledi. Ancak kurulumları maliyetli olabilir ve zorluk bu tür çözümlere tam olarak ne zaman ve nerede ihtiyaç duyulacağını tahmin etmektir.
Örneğin rüzgar türbinleri, soğuk havanın daha sık olduğu Orta Batı’da sıklıkla yapıldığı gibi buzlu koşullarda çalışabilmeleri için ısıtıcılar ve diğer cihazlarla donatılabilir. Doğal gaz kıtlığının daha yaygın olduğu Kuzeydoğu’da sıklıkla yapıldığı gibi, petrolü yerinde depolamak ve gerekirse yakıtı yakmak için gaz tesisleri kurulabilir. Şebeke düzenleyicileri, genellikle Orta Atlantik’te yapıldığı gibi, acil durumlarda yedek enerji santralleri filosunu yedek tutmak için fazladan ödeme yapan pazarlar tasarlayabilir.
Ancak tüm bu çözümlerin maliyeti yüksektir ve şebeke operatörleri, tüketicileri, ihtiyaç duyulmayacağını düşünmezlerse, güvenlik önlemleri için fazladan ödeme yapmaya zorlamaktan genellikle çekinirler.
Rice Üniversitesi’nde inşaat ve çevre mühendisliği doçenti olan Daniel Cohan, “Direnç oluşturmanın genellikle bir bedeli vardır ve hem eksik hem de fazla ödeme riski vardır,” dedi. “Bu zor bir dengeleme eylemi. ”
Önümüzdeki aylarda, Teksas şebeke operatörleri ve politika yapıcılar bu haftaki kış fırtınasını incelerken, şebekenin aşırı soğuk hava koşullarıyla başa çıkmak için nasıl ve desteklenip desteklenmeyeceğini sormaya başlayabilirler. Onarıma ihtiyacı olan eskiyen bir altyapı var mı? Elektrik arzını dengelemek için Teksas’ın elektrik şebekesi ile ülkenin diğer bölümleri arasında daha fazla bağlantı kurmak mantıklı olur mu – devletin uzun süredir direndiği bir hamle? Ev sahipleri, maliyetli yedek pil depolama üniteleri veya daha az elektrik kullanan daha verimli ısı pompaları kurmaya teşvik edilmeli mi? Eyaletin elektrik piyasaları, ek enerji santrallerini yedekte tutacak şekilde ayarlanmalı mı?
Bir zorluk, iklim değişikliğinin hazırlanmayı zorlaştırmasıdır. Genel olarak, küresel sıcaklıklar yükseldikçe ve soğuk hava aşırılıkları ortalama olarak zamanla daha az yaygın hale geldikçe devlet daha da ısınıyor.
Ancak bazı iklim bilimcileri, paradoksal olarak küresel ısınmanın bu hafta görüldüğü gibi daha fazla kış fırtınası getirebileceğini öne sürdüler. Kuzey Kutbu’ndaki ısınmanın jet akımını, kuzey enlemlerini çevreleyen ve genellikle soğuk kutup girdabını durduran yüksek seviyeli hava akımını zayıflattığını öne süren bazı araştırmalar var. Bu, özellikle ek bir ısınma patlaması stratosfere çarptığında ve girdabı deforme ettiğinde, soğuk havanın Güney’e kaçmasına izin verir. Sonuç, don nedeniyle nadiren kıstırılan yerlerde bile, ani sıcaklıkların aniden ortaya çıkması olabilir.
Ancak bu, iklim bilimcileri arasında aktif bir tartışma alanı olmaya devam ediyor ve bazı uzmanlar kutupsal girdap bozulmalarının daha sık hale geldiğinden daha az eminler., şebeke planlamacılarının ilerideki tehlikeleri tahmin etmesini daha da zor hale getirir.
İklim değişikliğinin ısı dalgalarını, kuraklıkları, selleri, su kıtlıklarını ve diğer felaketleri yoğunlaştırma tehdidi oluşturması nedeniyle ülkenin her yerinde elektrik hizmetleri ve şebeke operatörleri benzer sorularla karşı karşıya kalıyor ve bunların tümü ülkenin elektrik sistemleri için yeni ve öngörülemeyen riskler oluşturabilir. Bu risklerin üstesinden gelmek ağır bir fiyat etiketi taşıyacaktır: Yakın zamanda yapılan bir araştırma, yalnızca Güneydoğu’nun 2050’ye kadar sadece iklim değişikliğinin bilinen tehlikeleriyle başa çıkmak için yüzde 35 daha fazla elektrik kapasitesine ihtiyaç duyabileceğini buldu.
Ve direnç geliştirme görevi giderek daha acil hale geliyor. Pek çok politika yapıcı, sera gazı emisyonlarını azaltmanın bir yolu olarak elektrikli arabaları ve elektrikli ısıtmayı giderek daha fazla teşvik ediyor. Ancak ülkenin ekonomisinin daha büyük bir kısmı güvenilir elektrik akışına bağlı olduğundan, başarısızlıkların maliyeti daha da vahim hale gelecektir.
Georgia Tech’te elektrik sistemleri uzmanı olan Emily Grubert, “Bu önemli bir zorluk olacak” dedi. “İklim değişikliğinin daha da kötüye gitmemesi için güç sistemlerimizi karbondan arındırmamız gerekiyor, ancak aynı zamanda değişen koşullara da uyum sağlamamız gerekiyor. Ve ikincisi tek başına çok maliyetli olacak. Bugün sahip olduğumuz sistemlerin bunu çok iyi idare etmediğini şimdiden görebiliyoruz. ”
John Schwartz haberciliğe katkıda bulundu.