Können wir Hubs für erneuerbare Energien mit Hubs für den Stromverbrauch verbinden?

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Neuer Ansatz zur Übertragungsplanung verbindet Erneuerbare-Energie-Zonen über längere Hochspannungsübertragungen mit wichtigen Lastzentren

Ein neuer Ansatz zur Netzplanung könnte es ermöglichen, Ihr Zuhause unabhängig von Ihrem Wohnort mit der besten und kostengünstigsten Wind- und Solarenergie des Landes zu versorgen.

Forscher des National Renewable Energy Laboratory (NREL) leiteten die Analyse mit dem Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) untersucht die Wirtschaftlichkeit des Baus von Hochspannungs-Fernübertragungsleitungen, die in interregionalen Zonen für erneuerbare Energien (IREZs) oder Gebieten mit sehr hohen Konzentrationen des kostengünstigsten erschließbaren Potenzials für erneuerbare Energien verankert sind. Die geplanten Übertragungsleitungen würden sich über Hunderte von Kilometern erstrecken und die besten erneuerbaren Energieressourcen des Landes mit den größten Lastzentren verbinden. Basierend auf NREL-Analysekönnte der IREZ-Ansatz insgesamt Geld sparen, dazu beitragen, dass das Licht an bleibt, und das Tempo der Dekarbonisierung des Stromnetzes des Landes umsichtig beschleunigen.

Modellierte Vorteile überregionaler Zonen für erneuerbare Energien

Heutzutage sind fast alle Übertragungsleitungen lokal oder regional, im Gegensatz zu interregionalen Leitungen, die die Nähte der Planungsbehörden kreuzen würden. Übertragungsleitungen waren ursprünglich dazu gedacht, Strom von Kraftwerken zu umliegenden Gemeinden zu transportieren. Aber die meisten der besten Wind- und Solarressourcen des Landes liegen Hunderte Kilometer von Gebieten mit hohem Strombedarf entfernt.

Für diese Studie modellierte NREL 20 IREZ-Szenarien mit Schwerpunkt auf Kosten, Zuverlässigkeit und Auswirkungen auf die Stromtarife. Fast alle Wind-IREZ-Regionen liegen im Mittleren Westen und alle Solar-IREZs liegen im Südwesten. IREZs bieten das Potenzial, die Energieerzeugungskosten zu optimieren, da die Kosten pro Kilowattstunde unter denen von Wind- und Solarenergie anderswo liegen. In jeder Zone gibt es einen IREZ-Hub, an dem Umspannwerke Strom aus verschiedenen Kraftwerken für erneuerbare Energien sammeln und ihn an große Stromnetze anschließen. Strom aus einer IREZ wird über Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungspfade über Staatsgrenzen hinweg zu wichtigen Lastzentren geleitet (unten in Rot dargestellt).

Mithilfe der IREZ-Übertragungsplanung könnte kostengünstiger erneuerbarer Strom aus Gebieten wie Süd-Wyoming – wo es eines davon gibt – geliefert werden größten Windenergiepotenziale des Landes– in Städte wie Salt Lake City, Las Vegas und Los Angeles. In vielen der modellierten IREZ-Korridore gibt es bereits Hochspannungsübertragungsprojekte, die sich entweder in einem fortgeschrittenen Planungsstadium befinden oder sich bereits im Bau befinden. Darüber hinaus wurden viele der IREZ-Korridore in Gebieten modelliert, die im Grid Deployment Office des US-Energieministeriums (DOE) identifiziert wurden Nationale Studie zum Übertragungsbedarf die bereitgestellt werden müssen, um zukünftige Nachfrage-, Erzeugungs- und Zuverlässigkeitsanforderungen zu erfüllen.

NREL stellte fest, dass die potenziellen Einsparungen durch die niedrigen Kosten der erneuerbaren Energieerzeugung die Kosten für den Bau der interregionalen Fernübertragungskorridore ausgleichen. Darüber hinaus könnten die IREZ-Korridore zuverlässigere Ressourcen bereitstellen, um den Betrieb aufrechtzuerhalten, als nur auf lokale oder regionale Ressourcen angewiesen zu sein.

Planung der zwischenstaatlichen Zusammenarbeit für IREZ-Korridore

Eine entscheidende Komponente für die mögliche Schaffung von IREZ-Korridoren ist die Zusammenarbeit zwischen Staaten.

„Es war immer schwieriger, die Fernübertragung zwischen Planungsregionen durch den Genehmigungsprozess zu bringen als neue Leitungen innerhalb derselben Region“, sagte NREL-Forscher und Hauptautor David Hurlbut. „Aber in den letzten Jahren hat sich der Energiesektor in einer Weise verändert, die die interregionale Übertragung zu einer attraktiveren Option machen könnte als früher.“

In der NREL-Studie wurde davon ausgegangen, dass der Weg mit dem geringsten regulatorischen Widerstand die Zusammenarbeit zwischen Staaten ist, die Entscheidungen über die Entwicklung von IREZ-Korridoren treffen.

„Staaten sind entscheidende Entscheidungsträger im Übertragungsprozess“, sagte Hurlbut. „Die IREZ-Analyse soll es den Staaten erleichtern, die regulatorischen Fragen zu beantworten, die sie erfüllen müssen, um vorteilhafte interregionale Linien in Gang zu bringen.“

Staaten entlang desselben Korridors könnten zusammenarbeiten, um die kostengünstigsten Optionen für die Übertragungsplanung zu finden und Möglichkeiten zu finden, Landbesitzer zu entschädigen, wo geplante Übertragungsleitungen verlaufen könnten. In der Studie wurde davon ausgegangen, dass Staaten, sobald sie eine Einigung über die Entwicklung des IREZ-Korridors erzielt haben, finanzielle, regulatorische und analytische Unterstützung des Bundes in Anspruch nehmen können.

Die Studie untersuchte auch die Auswirkungen auf Stammesgebiete, insbesondere im Westen von Oklahoma, im Nordwesten von Montana und im Südosten von Arizona. Die Hoffnung besteht darin, dass die Ergebnisse der Studie dazu beitragen könnten, Stammesentscheidungen darüber zu treffen, wie sie sich an der Energiewende des Landes im Hinblick auf Landzugang, Beschäftigung, Stammeseinnahmen und andere Fragen zur Entwicklung des IREZ-Korridors beteiligen möchten.

IREZs sind ein umsetzbarer Teil eines größeren nationalen Bildes, das NREL und PNNL seit mehr als zwei Jahren untersuchen. Der Nationale Übertragungsplanungsstudie (NTP-Studie)Das von NREL und PNNL durchgeführte und vom Grid Deployment Office des DOE finanzierte Projekt zielt darauf ab, Übertragungsoptionen zu identifizieren, die Stromkunden umfassende Vorteile bieten, regionale und interregionale Übertragungsplanungsprozesse zu informieren und interregionale und nationale Strategien zur Beschleunigung der Dekarbonisierung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Systems zu ermitteln Zuverlässigkeit.

Die NTP-Studie wird durch mehrere Begleitberichte ergänzt, der erste davon ist der IREZ-Bericht. Die NTP-Studie und ihre wichtigsten Ergebnisse werden später in diesem Jahr veröffentlicht, zusammen mit einem Begleitbericht an IREZ, der die regulatorischen Herausforderungen für die interregionale Übertragung erläutert, die in der Vergangenheit die Realisierung vieler der in den technischen Szenarien der NTP-Studie quantifizierten Vorteile verhindert haben.

Lesen Sie den vollständigen Bericht unter Überregionale Zonen für erneuerbare Energien. Erfahren Sie mehr über die NTP-Studie und NRELs Energieanalyse Und Gitterforschung.

Mit freundlicher Genehmigung von NREL. Von Tim Meehan