Американцам пора обновить знания о том, что такое электричество
Американский The Atlantic обнаружил, что американцы имеют некорректное представление об электричестве. Они считают, что электроэнергия, которая заставляет работать кондиционеры и обогревает дома, связана только с полезными ископаемыми – например, нефть и газ. The Atlantic считает, что калифорнийцам стоит поинтересоваться, как работает энергетическая система штата и что такое солнечная энергия, а также как заряжаются электромобили.
Американцам пора понять, откуда берется электричество
На прошлой неделе американцы смогли заглянуть в будущее. Оно пришло из Калифорнии, но не из презентации нового продукта Apple, а из системы снабжения электроэнергией штата.
Электричество - это источник энергии. Даже в том мире, где Америка вовсю сражается с климатическим кризисом и стремится к нулевому углеродному выбросу, американцы будут нуждаться в большом количестве электроэнергии. Электричество нужно, чтоб завести машину, приготовить обед, обогреть дом. Это значит, что нужно понимать, как работает система снабжения города электричеством. Если американцы собираются жить в физическом, а не виртуальном мире, то понимать, откуда берется физическое топливо - жизненно необходимо.
Пример. Во вторник Калифорния страдала от невыносимой жары. Города San Jose, Sacramento и Redwood City зафиксировали самые высокие показатели температуры, в столице штата термометр показывал 116 по Фаренгейту (46 градусов Цельсия). Рекордная жара привела к массовому использованию кондиционеров. На прошлой неделе потребление электроэнергии в Калифорнии достигло 52 мегаватт, что превысило рекорд всех прошлых периодов на 3%.
Рекордная жара в Калифорнии – предтеча изменения климата
А теперь представим будущее: такие периоды жары станут более частыми, интенсивными и длительными из-за изменения климата. Что более важно, изменение климата расширяет волны жары, а это значит увеличивается пространство, где правит горячий воздух. Это то, что произошло в Калифорнии на этой неделе. Хотя самая высокая температура наблюдалась в столице, но все западное побережье страдало от жары: Невада, Юта и Монтана.
Раньше Калифорния могла импортировать электроэнергию из соседних штатов в случае необходимости. Но в этот раз все побережье нуждалось в кондиционерах, так что свободного электричества не было.
В жару электроэнергия особенно нужна вечером
И вот первый урок за эту неделю: Эта проблема особенно ярко ощущается осенним вечером. Калифорния обладает одной из самых зеленых энергосистем в стране: 1500 мегаватт энергии производят солнечные батареи. Для понимания: одного мегаватта достаточно для обогрева 750 домов. В середине дня вся солнечная энергия собирается в энергетическую систему. После обеда энергии становится меньше, так как солнце заходит. После захода солнца энергия перестает поступать в сеть.
Другими словами, солнечной энергии попросту нет к 7-8 часов вечера. Но именно в этот период времени американцы нуждаются в электричестве, особенно в жаркие дни. Самый тяжелый период времени с 6ти до 9ти вечера: на улице все еще жарко, люди включают кондиционеры, а солнечной энергии уже нет. Приходится подключать другие источники энергии.
Два года назад штат страдал от сильной жары, и энергетическая система не выдержала, что вызвало блэкаут. В этот раз такого не случилось. Официальные лица заявили, что кризиса удалось избежать благодаря оповещению населения на мобильные телефоны: всех попросили снизить потребление энергии в пиковые часы загрузки. Через 45 минут после оповещения штат снизил потребление энергии на 2 000 мегаватт, которые обогревают примерно 1,5 млн домов. Блэкаута удалось избежать.
Дефицит электроэнергии совсем не то же самое, что дефицит топлива на заправках
Второй урок: нехватка электричества совсем не похожа на нехватку физического товара. Если представить, что ураган обрушился на город и лишил его на несколько дней топлива, то заправочные станции могут продавать бензин населению ограниченными партиями. Но в конце концов бензин закончится. Когда бензин в городе появится снова, его все равно будет не хватать первое время, так как водителям необходимо будет максимально заполнить пустые баки. Другими словами, краткосрочный дефицит топлива приведет к его более длительному дефициту.
С электричеством другая история. Энергетическая система города должна находить баланс между спросом и поставкой в короткие промежутки, тогда сам дефицит электроэнергии будет коротким. Оператор энергетической системы ожидает, что острый дефицит будет к семи вечера, но в 8 вечера все восстановится. Если, конечно, не случится катастрофа, и энергетическая сеть будет просто повреждена. Поэтому проблему можно решить быстро, отправив сообщение населению с просьбой отключить стиральные машинки и прочие бытовые приборы на два часа.
Борьба с будущей нехваткой топлива заставила штат принять закон о запрете продаж машин с двигателем внутреннего сгорания с 2035 года.
Колумнист Megan McArdle: «Когда Калифорния станет штатом с электрокарами, то как она справится с дефицитом электроэнергии в пиковые часы? Выдержит ли инфраструктура нагрузку?»
Электромобили могут помочь справиться с кризисом электроэнергии
Возможно и выдержит. Michael Wara, академик в области климатической повестки из Стэнфордской школы устойчивого развития Doerr: электромобили могут помочь энергетической системе города.
Michael Wara: используя электромобиль, «вы сразу понимаете, что зарядка аккумулятора была разработана таким образом, чтобы избежать ситуаций, как были в Калифорнии в период жары». У академика электрокар Tesla Model 3.
«Машина не может заряжаться с трех по полудню до 11 вечера, если только не поменять программу. Или вы заряжаете машину на работе, или вечером дома. Но вечером машина будет ждать 23.00 и только потом начнется зарядка. Вам все равно: утром машина будет заряжена».
Все больше бытовой техники будут переходить на такой режим зарядки особенно в Калифорнии. Тарифы на электроэнергию останутся стандартными. Однако стоит заметить, что вечером электроэнергия станет дороже, так как на вечер приходится пик потребления, а солнечная энергия иссякает.
На этой неделе Apple объявила о новой функциональности телефонов «Зарядка чистой энергией». Пользователи телефонов могут ограничить зарядку своих смартфонов во времени, избегая пиковой загрузки вечером.
Michael Wara: электромобили потребуют больше энергии. Для коммунальных служб – это не плохо. За последние 15 лет спрос на электроэнергию был ровным и стабильным. В связи с этим инвестиций в инфраструктуру почти не было. «Нужны инвестиции в инфраструктуру - она довольно устаревшая».
Потребность в электроэнергии будет расти
Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии ожидает роста электроэнергии в США к 2050 году на 25%, даже если американцы не пересядут на электрокары. Если Америка перейдет на новые автомобили, то производство электроэнергии возрастет на 72%.
Электроэнергия – жизненная сила технократического общества. Два десятилетия назад Национальная инженерная академия назвала электрификацию главным инженерным достижением 20го века. Автомобили оказались на 2м месте, а компьютеры – на 3м. Тем не менее, общество в последнее время рассматривает электроэнергию исключительно в связке с ископаемым топливом. Такой стереотип надо менять: прогресс этого требует.