Ann Arbor denkt über Microgrid-Alternative zu kohle- und gasbetriebenen lokalen Versorgungsunternehmen nach

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Ann Arbor, Michigan hat etwa 124.000 Einwohner und ist Sitz der University of Michigan. Wie viele Universitätsstädte neigt sie dazu, sich der liberalen Seite des politischen Spektrums zuzuwenden. Die Stadt hat beschlossen, bis spätestens 2030 ihren gesamten Strom aus erneuerbaren Quellen zu beziehen. Sie wird jedoch von DTE Energy beliefert, das bei der Reduzierung seiner Treibhausgasemissionen viel zu langsam vorgeht. Derzeit bezieht DTE den größten Teil seines Stroms aus thermischer Erzeugung – 54 Prozent Kohle und 14 Prozent Methangas.

Um sein Ziel im Bereich der erneuerbaren Energien zu erreichen, versucht Ann Arbor etwas, was noch nie zuvor getan wurde: den Bau einer Reihe gemeinschaftlicher Mikronetze und gleichzeitig die Aufrechterhaltung einer Beziehung zu DTE Energy. Die stadteigenen Vermögenswerte würden in einer sogenannten Sustainable Energy Unit oder SEU gebündelt. Der Stadt erklärt dass: „Die Ann Arbor SEU ist ein gemeinschaftseigener Energieversorger, der Strom aus lokalen Solar- und Batteriespeichersystemen liefert, die in Häusern und Unternehmen in der ganzen Stadt installiert sind.“ Die SEU liefert 100 % sauberen, zuverlässigen, lokal erzeugten und erschwinglichen Strom; Von der Gemeinschaft für die Gemeinschaft gebaut.“

Dieses erste Projekt dieser Art in den USA zielt nicht nur darauf ab, den Bürgern Zugang zu lokal erzeugter sauberer Energie zu verschaffen, sondern auch die Probleme mit der Netzzuverlässigkeit zu überwinden, die das Verteilungsnetz von DTE plagen, ohne viel Geld in Modernisierungen investieren zu müssen.

Wenn Ann Arbor erfolgreich ist, könnte dies zeigen, dass Kommunen nicht den Energieversorgern verpflichtet sein müssen, die sie beliefern. Die kühne Idee, sich der Kontrolle des Energieversorgers über die Energieversorgung der Stadt zu entziehen, hat über Ann Arbor hinaus symbolische Bedeutung. Entsprechend Latitude-MedienEs zeigt, dass Städte, die eine Dekarbonisierung ihrer Stromversorgung anstreben, möglicherweise Optionen haben, die über das traditionelle Versorgungsmodell hinausgehen.

Missy Stults, Nachhaltigkeits- und Innovationsdirektorin von Ann Arbor, sagte, die Stadt sei offen für „alle Werkzeuge, Ressourcen und Wege“, um ihre Ziele für 2030 zu erreichen. „Um diese Ziele zu erreichen, müssen wir jedes Werkzeug aus unserem Werkzeugkasten nutzen – und einige neue entwickeln. Während DTE bei der Umstellung auf saubere Energie Fortschritte gemacht hat, bleiben selbst diese ehrgeizigen Pläne einfach viel zu hinter den Zielen zurück, die sich die Stadt gesetzt hat.“

Die Idee, eine nachhaltige Energieeinheit zu schaffen, entstand nicht über Nacht. Die Gesetzgeber von Ann Arbor haben den SEU-Plan ausgearbeitet, nachdem sie verschiedene Optionen für die stadtweite Bereitstellung sauberer Energie in Betracht gezogen hatten, einschließlich des Kaufs der lokalen Vermögenswerte der in Detroit ansässigen DTE, ein Weg, der sich anderswo als schwierig erwies. Das vielleicht bemerkenswerteste Beispiel ist der Versuch der Stadt Boulder, Colorado, ein kommunales Versorgungsunternehmen zu gründen, indem sie Infrastruktur vom örtlichen Versorgungsunternehmen Xcel Energy kauft. Der Schritt führte zu einem Rechtsstreit, der Millionen von Dollar kostete und schließlich im Jahr 2020 eingestellt wurde.

Letzten Herbst wählten die Wähler im Bundesstaat Maine abgewählt einen Plan zur Übernahme der drei im Besitz von Investoren befindlichen Versorgungsunternehmen, die den Staat versorgen, nachdem klar wurde, dass die endgültigen Kosten dieses Projekts unbekannt waren und der Prozess wahrscheinlich jahrelange, teure Rechtsstreitigkeiten erfordern würde.

Für Ann Arbor würde der Kauf der DTE-Vermögenswerte bedeuten, dass die Stadt am Ende dieselben Kohle- und Gasvorkommen besitzen würde, von denen sie loskommen wollte. Es ist unklar, wie viel Ann Arbor für dieses Privileg zahlen müsste. Stults erzählt Latitude-Medien Der größte Teil des bestehenden elektrischen Systems der Stadt müsste modernisiert werden.

Ann Arbor ist für seine von Bäumen gesäumten Straßen bekannt, und wenn diese mit den Stromleitungen in der Luft interagieren, werden Baumschäden zu einem wichtigen Faktor für das elektrische System. Stults sagte: „Das Vergraben der Leitungen ist finanziell, aber auch im Hinblick auf die Baumkronenabdeckung mit erheblichen Kosten verbunden. Darüber hinaus haben wir bedeutende Leitungen, die durch Hinterhöfe und Grundstücke verlaufen, was bedeutet, dass es nicht einmal so einfach ist, über die Wegerechtverlegung von Leitungen zu diskutieren – wir müssen durch Hinterhöfe verlaufen und einen erheblichen Teil der Infrastruktur stören.“

Ann Arbor SEU erklärt

Ann Arbor ist sich bewusst, dass der Klimawandel die Verteilungsinfrastruktur weiter beeinträchtigen könnte, und sieht daher die Notwendigkeit, in die dezentrale Energieerzeugung zu investieren, „um sicherzustellen, dass wir die Widerstandsfähigkeit unserer Menschen, unserer Orte, unserer Institutionen und unserer Gemeinden erhöhen“, sagte Stults. Die vorgeschlagene SEU wird als eine Möglichkeit angesehen, DTE dazu zu ermutigen, mehr saubere Energie einzuführen und gleichzeitig „in unsere eigene lokale Gemeinschaft zu investieren, indem wir die groß angelegte Einführung von Solar- und Energiespeichersystemen hinter dem Zähler unterstützen.“ Die Idee hinter dem SEU-Konzept habe sich auf den heutigen Energiemärkten bewährt, fügte sie hinzu, obwohl die Art und Weise, wie Dienste kombiniert werden, um Widerstandsfähigkeit, Zuverlässigkeit und saubere Energieverteilung zu verbessern, als neuartig angesehen werde.

. Die Stadt sagt die Einheit für nachhaltige Energie wäre ein gemeinschaftseigenes Versorgungsunternehmen, das liefert:

Ein ungewöhnliches Betriebsmodell

Laut Johanna Mathieu, außerordentlicher Professorin für Elektrotechnik und Informatik an der University of Michigan, wird die gewählte Architektur für die SEU zwar aus einer Reihe gemeinschaftlicher Mikronetze bestehen, ihre Funktionsweise wird sich jedoch von der Norm unterscheiden. Anstatt über einen einzigen Verbindungspunkt mit dem Hauptnetz zu verfügen, wird die SEU in jedem Haushalt eine Verbindung zur DTE-Infrastruktur herstellen, sagte Mathieu, der die Unterstützung bei der Beantragung von Zuschüssen für das Projekt leistet. Hausbesitzer würden, wenn sie sich für den Anschluss an das SEU-Netz entscheiden, über separate Zähler für die Stadtwerke und für DTE verfügen, sagte Mathieu.

Die beiden Systeme werden keinen Strom austauschen, aber die Mikronetze werden für die Frequenz- und Spannungssteuerung auf das DTE-Netzwerk angewiesen sein. Diese vorgeschlagene Vereinbarung hat eine Reihe interessanter technischer Fragen aufgeworfen, die Ann Arbor gemeinsam mit dem Geräteanbieter Schneider Electric beantwortet.

Was passiert zum einen, wenn die Energiemenge aus dezentralen erneuerbaren Energien im SEU die Nachfrage der Kunden übersteigt? Um dieses Problem anzugehen, werden die SEU-Mikronetze zunächst so dimensioniert, dass sie nur die wesentlichen Lasten abdecken, was bedeutet, dass sich die Kunden für einen Teil ihrer Strombereitstellung weiterhin auf DTE verlassen können. Darüber hinaus werden die Mikronetze mit Batterien zur Energiespeicherung ausgestattet. Es gibt Pläne, nachfrageseitige Initiativen wie die automatisierte Steuerung von Heizungs- und Klimaanlagen zu erproben, um die Notwendigkeit einer Einschränkung der Solarenergie zu minimieren.

Eine weitere Frage ist, wie die SEU-Frequenzkontrolle aufrechterhalten werden kann, wenn im DTE-Netzwerk ein Stromausfall auftritt. Planer überlegen, ob stattdessen Batteriewechselrichter oder Generatoren auf Biokraftstoffbasis für Netzstabilität sorgen könnten. „Es ist nicht klar, wie man dieses Ding betreibt“, sagte Mathieu, „deshalb muss eine Menge wirklich interessanter Forschung zu Leistungselektronik und Wechselrichterdesign durchgeführt werden.“ Aber es sieht so aus, als ob wir in den nächsten Jahren etwas erreichen können.“

Vorteile über Ann Arbor hinaus

Wenn Ann Arbor die SEU zum Laufen bringen kann, könnten die Folgen weitreichend sein, sagte Kevin Kircher, Assistenzprofessor an der Purdue University School of Mechanical Engineering, der nicht mit dem Projekt verbunden ist. „Das Aufwärtspotenzial besteht tatsächlich in einer radikalen Überarbeitung des Modells, das wir zwischen Verbrauchern und ihrem Energieversorger haben. Wir haben diesen ganzen Bereich, in dem es um diese sich nur langsam anpassenden etablierten Energieversorger geht, und wir können das ändern, sodass wir öffentlichen, sauberen, erschwinglichen und zuverlässigen Strom haben, der schnell bereitgestellt wird, und zwar in den Vierteln, in denen die Menschen ihn wollen. Das könnte potenziell riesig sein.“

Angesichts der Auswirkungen wäre Kircher überrascht, wenn die SEU keinen Widerstand seitens DTE und der gesamten Versorgungsindustrie erleben würde. Derzeit geht Ann Arbor sorgfältig vor, um sicherzustellen, dass der Entwurf der SEU von DTE oder seinen Interessenvertretern nicht rechtlich angefochten werden kann. „Wir führen sicherlich viele Gespräche mit ihnen darüber, wie wir unsere gemeinsamen Ziele erreichen können“, sagte Stults.

Ann Arbor hat erst kürzlich eine wirtschaftliche Modellierung abgeschlossen, um die Rentabilität der SEU zu demonstrieren, und möchte nun die Ergebnisse mit einem externen Tarifunternehmen testen. Außerdem wird ein Governance- und Personalplan für das Versorgungsunternehmen erstellt. Die Arbeit wird in den USA und im Ausland wahrscheinlich mit Interesse verfolgt werden, da immer mehr Städte weltweit versuchen, traditionelle Energieversorger durch eigene Versorgungsunternehmen zu umgehen.

„Wir sehen eine Rückkehr zu öffentlichen Versorgungsunternehmen, die sich insbesondere auf die Stromerzeugung konzentrieren“, sagte Daniel Pérez Rodríguez, Geschäftsführer von L’Energètica, ein Anbieter sauberer Energie im Besitz der Regionalregierung von Katalonien in Spanien. „Die Idee eines parallel zum Hauptnetz arbeitenden Mikronetzes habe ich jedoch noch nie gesehen. Es ist ein großes Geschäft.”