Kaliforniens Netzzuverlässigkeit kämpft haben sich in den letzten Jahren als extreme Sommerhitze verstärkt Stämme das System und drohen Stromausfälle. Die Netzzuverlässigkeit des Staates ist auch untrennbar mit Fragen der Verbesserung der Erschwinglichkeit von Energie und der Verwirklichung der ehrgeizigen Ziele Kaliforniens verbunden Ziele für saubere Energie. Angesichts der offensichtlichen Probleme mit der Stromversorgung in Kalifornien wurde die Regionalisierung der westlichen Netze als möglicher Weg angesprochen, um diese damit verbundenen Bedenken anzugehen.
Was ist Western Grid Regionalisierung?
Westliche Netzregionalisierung ist die Idee, Stromnetze im Westen besser zu verbinden und zu koordinieren. Es ist kein neues Konzept. Es Zugkraft gewonnen in Kalifornien im Jahr 2018, obwohl diese besondere Anstrengung zu kurz kam. Aber noch einmal wird die Debatte aktuell, da ein weiterer Vorstoß zur Netzregionalisierung an Dynamik gewinnt.
Mögen Zwiebeln und Oger, gibt es Schichten zum US-Stromnetz. Und um die Regionalisierung westlicher Grids, ihre wahrscheinlichen Auswirkungen und die Argumente dafür und dagegen zu verstehen, wäre es am besten, zuerst die Schichten zu verstehen.
Beginnen wir mit den Verbindungen
Auf der höchsten Ebene bestehen die angrenzenden Vereinigten Staaten aus drei Stromnetzen: der Western Interconnection, der Eastern Interconnection und der Texas Interconnection. (Die westlichen und östlichen Verbindungsleitungen reichen über die US-Grenzen hinaus bis in Teile von Mexiko und Kanada.) Technisch sind diese Verbindungsleitungen miteinander verbunden, aber die Übertragungskapazität zwischen ihnen – die Fähigkeit, Strom von einem Netz in ein anderes zu transportieren – ist sehr begrenzt. die Netze arbeiten also weitgehend autark.
Auf der nächsten Ebene gibt es die regionalen Einheiten, die für die Durchsetzung von Zuverlässigkeitsstandards verantwortlich sind. Es gibt viel, was in die Entwicklung dieser Standards einfließt, aber letztendlich ist dies eine Ebene, um sicherzustellen, dass regionale Stromsysteme zuverlässig sind.
Verbindungsleitungen und regionale Einheiten (Quelle: North American Electric Reliability Corporation)
Während regionale Einheiten Zuverlässigkeitsstandards für das Netz durchsetzen, wird das Netz selbst von einer Schicht kleinerer Einheiten verwaltet, die als Ausgleichsbehörden bezeichnet werden. Ausgleichsbehörden betreiben die Stromübertragung in ihrem Gebiet und sorgen dafür, dass Stromangebot und -nachfrage zu jeder Tageszeit gleich sind. Dies geschieht in Echtzeit und ist eine notwendige Funktion für den reibungslosen Betrieb des Netzes, damit unsere Lichter an bleiben.
(Quelle: US Energy Information Administration)
Es gibt zwei Haupttypen von Ausgleichsbehörden: regionale Übertragungsorganisationen (RTOs) und einzelne Versorgungsunternehmen. Es gibt auch unabhängige Systemoperatoren (ISOs), aber für unsere Zwecke können RTOs und ISOs austauschbar verwendet werden, daher bleiben wir bei der RTO-Terminologie. RTOs sind in der Regel mehrstaatliche Einheiten, die als Ausgleichsbehörden mit zusätzlichen Verantwortlichkeiten fungieren, wie z. B. den Betrieb der Energiegroßhandelsmärkte in ihrem Gebiet und die Überwachung der Übertragungsplanung. In Gebieten, die nicht Teil einer RTO sind, übernehmen Energieversorger die Rolle der Ausgleichsbehörde.
Insbesondere hat die Western Interconnection nur einen RTO – den California Independent System Operator (CAISO) – und der Rest der Region wird von einzelnen Versorgungsunternehmen verwaltet. Diese fragmentierte Landschaft kann ein Hindernis für einen schnellen Übergang zu sauberer Energie darstellen und steht in krassem Gegensatz zur Situation in der Eastern Interconnection, die größtenteils von RTOs verwaltet wird.
Vereinfacht ausgedrückt bezieht sich Netzregionalisierung also auf die Konsolidierung vieler Ausgleichsbehörden unter einem einzigen Netzbetreiber, in diesem Fall, um eine westliche RTO zu werden. Weniger einfach sind die Auswirkungen, die ein regionales Netz auf den Betrieb und die Zukunftspläne des kalifornischen Energiesystems haben würde.
Wie würde ein regionales Netz im Westen anders sein?
Es lohnt sich, ausdrücklich darauf hinzuweisen, dass es in diesem Blog um die Ausweitung des CAISO-Fußabdrucks auf mehr Bundesstaaten im Westen geht, im Gegensatz zum Southwest Power Pool Erweiterung in den Westen oder die Schaffung einer völlig neuen RTO. Eine größere westliche RTO würde vier Hauptunterschiede zum derzeitigen Betrieb des Netzes schaffen.
Die gemeinsame Nutzung von Ressourcen könnte verbessert werden. Ausgleichsbehörden müssen genügend Ressourcen einplanen, um ein zuverlässiges Netz zu gewährleisten. Dies ist bekannt als Ressourcenangemessenheit und es ist ein komplizierter Prozess, der eine ausreichende Versorgung vorsieht, um einen ungewöhnlich hohen Strombedarf zu decken, um sicherzustellen, dass der Strom auch bei seltenen Ereignissen eingeschaltet bleibt. Ein regionales Netz hätte einen größeren und vielfältigeren Erzeugungs- und Lastpool. Diese Unterschiede in den Spitzenlastzeiten und der Vielfalt der Ressourcenerzeugung würden eine bessere Ressourcenkoordinierung ermöglichen, um die Netzzuverlässigkeit zu unterstützen. Beispielsweise liegt die Spitzenlast in Kalifornien im Sommer, während die Spitzenlast im pazifischen Nordwesten im Winter liegt. Anstatt alle Ressourcen zu beschaffen, die benötigt werden, um ihre Spitzenlasten zu erfüllen, könnten die Regionen Ressourcen teilen, um die Spitzenlasten der anderen zu unterstützen. Aufgrund dieser Effizienz könnten die Gesamtanforderungen an die Angemessenheit der Ressourcen niedriger sein als die Summe der Anforderungen an die Angemessenheit der einzelnen Ressourcen. Wenn alles gesagt und getan ist, könnten niedrigere Anforderungen an die Angemessenheit der Ressourcen theoretisch die Abhängigkeit der Versorgungsunternehmen von fossilen Brennstoffen verringern und die Kosten der Anforderungen an die Angemessenheit der Ressourcen für die Gebührenzahler senken.
Es würde die westlichen Energiemärkte verändern. RTOs gleichen Angebot und Nachfrage im Allgemeinen effizienter aus, da sie Energiegroßhandelsmärkte sowohl „Day-Ahead“ als auch „Echtzeit“ betreiben. Wie die Begriffe vermuten lassen, handelt der Day-Ahead-Markt für den Tag vor dem Verbrauch, während der Echtzeitmarkt kurz vor dem Zeitpunkt des Verbrauchs stattfindet. Diese Energiemärkte signalisieren einem RTO, wie viel Energie benötigt wird, und ermöglichen RTOs, die kostengünstigsten und oft saubersten Generatoren zuerst zu planen und zu versenden.
Kalifornien hat bereits Schritte in Richtung dieser Energiemärkte unternommen. Im Jahr 2014 startete CAISO die Western Energy Imbalance Market (WEIM), ein Echtzeit-Energiemarkt für den Westen, der ab 2022 19 Teilnehmer umfasste. Der Erfolg des WEIM hat zur Entwicklung des Extended Day Ahead Market (EDAM) geführt, der in der letzte Phasen des Designs. Unter der Annahme, dass sich die EDAM etabliert und eine breite Beteiligung anzieht, würde es wahrscheinlich keine großen Veränderungen an den kalifornischen Energiemärkten unter einem vollständigen westlichen RTO geben, da diese Energiemärkte bereits im gesamten Westen tätig wären. Die Bildung einer RTO würde jedoch diese Energiemärkte und die gewährleisten Kosteneffizienz mit ihnen verbunden.
Die Übertragungsplanung könnte wesentlich effizienter sein. Wenn eine Bilanzierungsstelle Strom von außerhalb ihres Gebiets importieren muss, muss sie sich mit anderen Bilanzierungsstellen abstimmen, um die Übertragung zu erweitern und Rechte und Kosten zuzuweisen. Dies kann den Zugang zu billigerer oder sauberer Energie erschweren. Eine westliche RTO hätte Zugang zum gesamten Übertragungsnetz in ihrem Gebiet und könnte so das Wachstum der Energieversorgung effizient bewältigen.
Darüber hinaus können RTOs ihre zukünftige Übertragungsinfrastruktur besser planen, wenn sich Bedarf und Ressourcenmischungen entwickeln. Dies ist besonders nützlich, wenn es um Übertragungen über Staatsgrenzen hinweg geht, die oft mit politischen und finanziellen Hindernissen konfrontiert sind. Die Auswirkungen eines robusten Übertragungssystems sind zahlreich und von entscheidender Bedeutung um eine Zukunft mit sauberer Energie zu erreichen.
Governance würde sich über die Staatsgrenzen hinaus ausdehnen. Der Vorstand von CAISO wird derzeit vom kalifornischen Gouverneur ernannt und vom Senat des Bundesstaates bestätigt, was bedeutet, dass die Interessen Kaliforniens eng mit den Aktivitäten von CAISO übereinstimmen. Ein regionales Netz würde eine neue Governance-Struktur benötigen, sonst besteht keine Chance, dass Versorgungsunternehmen außerhalb Kaliforniens beitreten. Es ist wichtig zu beachten, dass die aktuelle Governance-Struktur von CAISO in kalifornischem Recht festgeschrieben ist und daher neue Gesetze erforderlich wären, um das aktuelle System zu ändern. Ob das passieren wird, steht noch in den Sternen, aber es ist ein notwendiger erster Schritt für CAISO, um in ein größeres regionales Netz im Westen zu expandieren. Dies ist der Schritt, der den Regionalisierungsschub von 2018 zum Scheitern gebracht hat.
Theoretisch würde eine westliche RTO die Netzzuverlässigkeit, die Effizienz des Energiemarktes und die regionale Übertragungsplanung verbessern. Diese haben alle das Potenzial, den Übergang zu sauberer Energie für die westlichen Staaten zu beschleunigen und die Energiekosten für die Tarifzahler zu senken. Beispielsweise könnte Kaliforniens überschüssige Solarenergie tagsüber in andere Bundesstaaten exportiert werden, um teurere, nicht erneuerbare Erzeugung zu ersetzen. Geringere Anforderungen an die Angemessenheit der Ressourcen könnten die Stilllegung von Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen beschleunigen. Eine koordinierte Übertragungsplanung könnte den Bau und Anschluss neuer erneuerbarer Projekte finanziell tragfähiger machen. Die Liste potenzieller Vorteile ist lang, aber wie sich ein regionales Netz tatsächlich auswirkt, hängt von der Implementierung ab.
Während die Union of Concerned Scientists (UCS) glaubt, dass ein westliches regionales Netz viele potenzielle Vorteile bietet, sind einige Leute besorgt, dass die Regionalisierung des Netzes nach hinten losgehen und Kaliforniens Übergang zu sauberer Energie behindern könnte. UCS plant, eine Reihe von Blogs zu veröffentlichen, um tiefer in die Debatte einzutauchen und diese Bedenken zu untersuchen. Aber während Kalifornien und andere Staaten daran arbeiten, ihre Netze zu reinigen und ihre umfassenderen Energieziele zu erreichen, könnte die Regionalisierung der Netze eine Gelegenheit sein, diesen Fortschritt zu beschleunigen.
Ursprünglich herausgegeben von Union of Concerned Scientists, The Equation. Von Vivian Yang
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