Amerika steckt tief in einer Kampagne, um erneuerbare Energien zur Hauptstromquelle für das ganze Land zu machen. Dies ist unerlässlich, um die Menge an Kohlendioxid zu verringern, die der Atmosphäre jedes Jahr hinzugefügt wird, indem Kraftwerke erzeugt werden, die mit fossilen Brennstoffen – hauptsächlich Kohle und Erdgas – betrieben werden. Hier, um CleanTechnicawerden wir täglich mit Pressemitteilungen bombardiert, in denen neue Wind- und Solarentwicklungen im ganzen Land und vor der Küste herausposaunt werden.
Entsprechend der Washington Post, warten heute in Amerika mindestens 930 Gigawatt saubere Energiekapazität und 420 Gigawatt Speicher darauf, gebaut zu werden. Im Gespräch mit Energiedrahtsagt Becca Jones-Albertus, die Direktorin des Büros für Solarenergietechnologien des Energieministeriums, begeistert, dass dank des enormen politischen Vorstoßes innerhalb weniger Jahre die meisten Solarmodule, die Amerika zum Erreichen seiner Ziele für saubere Energie benötigt, im Inland hergestellt werden und Anreize, die im Inflation Reduction Act enthalten sind.
Es gibt nur ein Problem. Die meisten der anstehenden erneuerbaren Energie- und Batteriespeicherprodukte können nicht an das Stromnetz angeschlossen werden, sodass sie nicht schnell genug gebaut werden. Niemand wird all diese in Amerika hergestellten Solarmodule kaufen, wenn diese Projekte auf Eis gelegt oder storniert werden.
„Das ist ein riesiges Problem“, sagt David Gahl, Executive Director des Solar and Storage Industries Institute Washington Post. „Wenn wir keine Änderungen vornehmen, werden wir die Klimaschutzziele von Bund und Ländern nicht erreichen.“
Erneuerbare Energien und das Netz
Stellen Sie sich Elektronen als Autos und das Stromnetz als die Autobahnen der Nation vor Post sagt. Sie werden von einem Kraftwerk erzeugt, an ein Umspannwerk geleitet und dann an Hochspannungsleitungen angeschlossen, die wie Autobahnen sind und diese Elektronen durch das ganze Land transportieren. Sie gelangen dann in das Verteilungssystem, das den kleineren Seitenstraßen, Schnellstraßen und Straßen ähnelt, die zu einzelnen Häusern und Geschäften führen.
Wenn ein Energieentwickler ein neues Kraftwerk bauen will, ist die Post sagt, müssen sie einen Antrag stellen, um zu sehen, wie sich das Hinzufügen dieser Anlage auf das Netz auswirkt. Stellen Sie sich das wie den Bau einer neuen Auffahrt auf eine große Autobahn vor, sagt Joe Rand, Senior Engineering Associate am Lawrence Berkeley National Laboratory.
Die regionalen Behörden müssen prüfen, ob die Autobahn dafür geeignet ist, ohne Staus zu verursachen. Der Straßenbauer kann aufgefordert werden, für den Bau der Auffahrt zu zahlen oder, wenn die Autobahn bereits stark verstopft ist, für den Einbau einer zusätzlichen Fahrspur zu zahlen. Häufig verlangen regionale Energiebehörden von Entwicklern erneuerbarer Energien, dass sie für den Anschluss ihrer Solar- oder Windparks an das Stromnetz zahlen.
Das Okay für eine Verbindung zu bekommen, ist immer schwieriger geworden. Laut Rands Recherchen dauerte es zwischen 2000 und 2010 etwa zwei Jahre, bis ein Projekt genehmigt wurde. Jetzt dauert es fast doppelt so lange. Ende 2021 befanden sich 8.100 Projekte in dieser Warteschlange und warteten auf die Erlaubnis, eine Verbindung herzustellen. Gemeinsam repräsentieren sie mehr als die kombinierte Stromkapazität aller US-Kraftwerke. Das bedeutet, dass die Fähigkeit zur Umstellung auf erneuerbare Energien – die Biden-Regierung will, dass die USA bis 2030 zu 80 % emissionsfreie Elektrizität haben – bereits in Reichweite ist. Aber wir können nicht dorthin gelangen, weil das Netz den Zustrom neuer Sonnen- und Windenergie nicht bewältigen kann.
Strom als Einbahnstraße
Das Netz wurde zu einer Zeit gebaut, als Strom aus großen Kraftwerken stammte, egal ob mit Öl, Kohle, Erdgas oder Atomkraft. Es war im Wesentlichen eine Einbahnstraße – Energie wurde von den Kraftwerken eingespeist und dann an lokale Kunden verteilt. Niemand hätte jemals gedacht, dass Hunderte, wenn nicht Tausende kleinerer Energieversorger aus dem ganzen Land Strom ins Netz bringen. „Das System war einfach nicht dafür ausgelegt, diese Art von Volumen zu bewältigen“, sagt Gahl.
Hinzu kommt, dass Amerikas Hochspannungsleitungen fast voll ausgelastet sind. „Begrenzte Übertragungskapazität ist wirklich die Hauptursache“, sagt Rob Gramlich, Präsident von Grid Strategies Post. Das bedeutet, dass ein Entwickler möglicherweise mehr Geld zahlen muss, um seine Projekte an das Stromnetz anzuschließen, was dazu führen kann, dass er den Plan überdenkt oder sogar ein Wind-, Solar- oder Geothermieprojekt absagt.
Joe Rand sagt, dass nicht alle Projekte, die in die Warteschlange kommen, letztendlich gebaut werden. Entwickler können entscheiden, sich auf andere Projekte zu konzentrieren oder später versuchen, Genehmigungen zu erhalten. Aber, fügte er hinzu, die Projekte, die sich aus der Warteschlange zurückziehen, „haben drastisch höhere Zusammenschaltungskosten“. In Eins lernenRand und ein Forscherteam von Berkeley Lab fanden heraus, dass der Anschluss eines Windparks an das Stromnetz zwischen 2019 und 2021 in einigen Gebieten des Mittleren Westens und Kanadas fast doppelt so viel kostet wie von 2000 bis 2018.
David Gahl sagt, dass die Art und Weise, wie der Verbindungsprozess heute funktioniert, die Dinge noch verschlimmern könnte. Da sie wissen, wie chaotisch das System ist, stellen viele Unternehmen viele Bewerbungen in der Hoffnung, dass eine bleibt. Das belastet die Grid-Administratoren zusätzlich und verlangsamt den Prozess noch weiter.
Eine Änderung der Reihenfolge, in der die Übertragungsbehörden Anträge erhalten und verwalten, könnte Genehmigungen beschleunigen. Meistens funktionieren die Warteschlangen nach dem Prinzip „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“, aber einige regionale Behörden planen, zu einem „Wer zuerst bereit, mahlt zuerst“-Modell überzugehen, in dem Vorschläge für Wind-, Solar- und andere Kraftwerke gebündelt werden Gruppen und dann stapelweise genehmigt.
Auch die Eidgenössische Energieregulierungskommission plant die Schaffung eines neue Regel dass es hilft, den Prozess zu rationalisieren. FERC sagt: „Dieser Ansatz zielt darauf ab, den Verbindungsprozess zu rationalisieren und zu modernisieren, indem er sich auf drei Schlüsselbereiche konzentriert: (1) Implementierung eines First-Ready-First-Served-Cluster-Studienprozesses; (2) Erhöhen der Geschwindigkeit der Verbindungswarteschlangenverarbeitung; und (3) die Einbeziehung technologischer Fortschritte in den Verbindungsprozess.“
Aber Experten sagen das Post Die Vereinigten Staaten müssen die Übertragungsleitungen radikal ausbauen – derzeit gibt es landesweit 700.000 Meilen davon –, um die Energiewende zu beschleunigen. Sie schätzen, dass die Übertragungskapazität im Laufe des Jahrzehnts um 25 Prozent steigen muss, um die US-Klimaziele zu erreichen. Wenn dies geschieht, wird es für neue Projekte einfacher und billiger, an das Stromnetz angeschlossen zu werden, und für den gesamten Strom des Landes, dorthin zu gelangen, wo er benötigt wird. „Wenn Sie sich das vergangene Jahrzehnt ansehen, sehen Sie tatsächlich weniger Kilometer Hochspannungsübertragungsanlagen pro Jahr als früher“, sagt Joe Rand. „Diese Trendlinie geht in die falsche Richtung.“
Das wegnehmen
Joe Rand mag Recht haben. Amerika braucht möglicherweise mehr Hochspannungsleitungen. Aber vielleicht gibt es noch eine andere Lösung? Was wäre, wenn alle durch das falsche Ende des Teleskops schauen und die Antwort nicht mehr Übertragungsleitungen sind, die so weit das Auge reicht, durch die Landschaft verlaufen, sondern mehr lokalisierte Energienetze, die Strom dort erzeugen, wo er benötigt wird, und ihn an Energiekunden in der Nähe verteilen ?
Einer der Vorteile des traditionellen Ansatzes besteht darin, dass die meisten dieser großen Kraftwerke in abgelegenen Gebieten außerhalb der Sichtweite der größeren Gemeinschaft gebaut wurden. Kabel bringen die Elektronen zu unseren Häusern und Geschäften, wir bekommen jeden Monat eine Rechnung vom Energieversorger, und das war’s. Aber was wäre, wenn wir den Strom nicht aus Hunderten oder Tausenden von Kilometern Entfernung importieren, sondern den Großteil davon in der Nähe des Verbrauchsorts erzeugen würden?
Vielleicht ist die Antwort nicht, mehr Übertragungsleitungen zu bauen. Vielleicht besteht die Antwort darin, unser Denken über Netze aus den Tagen zu ändern, als Thomas Edison und George Westinghouse sich über AC vs. DC – das Hub-and-Spoke-Konzept – gestritten haben, und sie als eine Sammlung von Mikronetzen zu betrachten, die lokale Gemeinschaften mit elektrischer Energie versorgen hergestellt und lokal vertrieben?
Gerade jetzt in dieser Minute sind Millionen von Amerikanern dank eines mächtigen Schneesturms ohne Strom, oft weil Übertragungsleitungen ausgefallen sind. Einige sind jedoch weniger betroffen als andere, weil sie über eine Solaranlage auf dem Dach und ein Elektrofahrzeug mit einer großen Batterie verfügen, die die notwendige Energie liefern kann, solange die Sonne scheint. Die Lösung für viele unserer Netzprobleme liegt möglicherweise direkt vor unserer Nase. Wir müssen nur unser Denken anpassen, um uns ein neues Paradigma vorzustellen, in dem die meisten von uns ihre eigene Macht schaffen.
Den Versorgungsunternehmen wird das nicht gefallen, aber wie schon Sokrates vor 3000 Jahren sagte: „Das Geheimnis des Wandels besteht darin, seine ganze Energie nicht darauf zu konzentrieren, das Alte zu bekämpfen, sondern darauf, das Neue aufzubauen.“ Macht dem Volk!
Vervollständigen Sie unsere CleanTechnica-Leserumfrage 2022 um ein E-Bike zu gewinnen.
Schätzen Sie die Originalität und Berichterstattung über CleanTechnica von CleanTechnica? Erwägen Sie, Mitglied, Unterstützer, Techniker oder Botschafter von CleanTechnica zu werden – oder Gönner auf Patreon.
Sie möchten keine Cleantech-Story verpassen? Melden Sie sich an für tägliche Nachrichten-Updates von CleanTechnica auf E-Mail. Oder Folgen Sie uns auf Google News!
Sie haben einen Tipp für CleanTechnica, möchten werben oder einen Gast für unseren CleanTech Talk Podcast vorschlagen? Kontaktieren Sie uns hier.