歴史的な大凍結から 2 年が経過し、テキサス州は寒波に対してますます脆弱になっています。発電所を建設するだけではない解決策があります。

テキサス人は自分たちの州を次のように考えることを好みます 世界のエネルギー首都. 。しかし、2021年2月中旬、エネルギー状態がエネルギー不足になりました。

アン 激しい冬の天候の発生, ウェザーチャンネルによって非公式に冬の嵐ウリと名付けられたこの嵐は、雪、みぞれ、凍てつくような雨、そして極寒の気温をもたらし、アメリカ全土を襲いました。テキサス州は特に大きな被害を受け、254の郡すべてに同時に冬の暴風雨警報が出された。

州全体で北極圏の気温が持続 凍結した発電所と燃料供給, 、一方、家庭用暖房のエネルギー需要は 史上最高値. 。電力および電力の連鎖故障 天然ガス部門 何百万人もの人々を何日も暗闇の中に置き去りにした。少なくとも246人が死亡、 おそらくさらに多くの, 、および経済的損害は、到達した損害額を推定します 1,300億ドル.

汲み上げと処理にエネルギーを必要とする水システム、 も甚大な被害を受けました. 。少なくとも 1000万人 嵐の間もその後も、ときには数週間にわたって沸騰水の警告を受けていた。低所得者やマイノリティーの住民は、代替住宅を見つけて修繕するための資源が限られており、 最悪の影響を受けた.

として テキサスを拠点とするエネルギー研究者, 、私たちは過去2年間の大部分を、なぜ州がこの出来事に対してそれほど準備ができていなかったのか、そしてどうすればより良くできるのかを分析することに費やしました。広範囲にわたる停電を引き起こす災害に対するよくある突然の反応は、より「しっかりした」発電所、つまり石炭や天然ガスなどの燃料を使用し、昼夜を問わずいつでも電力を供給できるように設計された発電所の建設を求めることです。しかし、石炭やガスのプラントとその燃料供給は、見事に失敗する可能性があります。

私たちは、単に発電所を建設するだけではなく、それ以上のことを考えることが重要だと考えています。私たちの調査結果は、よりクリーンで、より安価で、より迅速に導入できる他のソリューションに焦点を当てています。

冬の計画

ウリ氏が明らかにした後の分析では、 防寒性の欠如 電気およびガス部門における障害は、システム全体の障害の重大な原因でした。テキサス州議会が制定 発電機に対する新しい防寒要件. 。しかし、天然ガス生産者にとっては同様ではありませんでした。 テキサス州の発電所の 40% そして 配達できなかった 嵐の中。

それ以来、テキサス州では2022年1月と2月の冬の寒波の間に天然ガス生産量が大幅に減少した。ウリ期間中に起きたように、天然ガスとともに地表に上がった水やその他の液体が凍結した坑口に衝突して凍結し、アイスダムが形成され、パイプラインへのガスの流れが止まったため、多くのガス井での生産が停止された。

2022 年 12 月、冬の嵐エリオットによりさらに多くの被害が発生しました。 ガス生産の低下, 、 同様に 停電 アメリカ南東部全域でこれらの出来事は、冬の信頼性リスクがテキサス州に特有のものではないことを示しています。

寒さの課題

私たちの調査によると、電気暖房によるテキサス州の冬のピーク電力需要は、 寒さに対してより敏感になる 過去20年間にわたって。冬のピークも成長が速く、夏のピークよりも不安定です。毎年夏が暑くなることはわかっていますが、冬が寒くなるかどうかは明確ではないため、計画を立てるのが難しくなります。

テキサス州は、石油やガスの代わりに電気を使って家庭を暖房するという全国的な移行の最前線にある。テキサス州の約 60% の家庭がいずれかを使用しています。 ヒートポンプまたは電気抵抗加熱.

ヒートポンプは、家庭の冬のエネルギー需要を天然ガスなどの炭素排出源から電力にシフトします。また、古い空調ユニットよりも効率的に建物を冷やすことができます。ただし、低温に対応していないヒートポンプは、 より多くのエネルギーを使用する 夏に涼しくするよりも冬に暖かくすること。最小効率基準の改善が役立つ この課題を軽減する.

暖房用の電力への移行は、今後数十年以内にテキサス州の電力需要が夏ではなく冬に定期的にピークに達する可能性があることを示しています。一方、春と秋の需要が少ない肩の季節（通常、化石燃料や原子力発電所がメンテナンスのために停止する時期）は、熱波の開始が早くなり、冬の嵐が押し寄せるため、短くなっています。 その後春に向けて.

今何をすればいいでしょうか？

こうした傾向により、送電網計画者や運営者にとって、特に冬場に十分な電力容量を常に確保することが困難になっています。テキサス州がオンラインで十分な発電能力を確保することに加えて、州がさらに取り組むべきと考えられる 3 つの分野を以下に挙げます。

– エネルギー効率を促進します。

現在、非営利の米国エネルギー効率経済評議会はテキサス州をランク付けしています。 州中29位 エネルギーを節約し、エネルギー効率を促進するための政策とプログラムに対して。より厳格な建築基準や家電製品の最低効率基準などの政策を採用すれば、消費者の光熱費が削減されます。それも下がるでしょう ピーク需要 極端なイベント中に。また、それでも停電が発生した場合でも、断熱性の高い住宅であれば、より長く暖かく、または涼しい状態を維持できるため、居住者へのリスクが軽減されます。

– への投資を増やす デマンドレスポンス.

デマンドレスポンスプログラムは、電力需要が高い期間に送電網全体の負荷を軽減するために、プールのポンプや給湯器などの重要ではない機器を短期間停止するインセンティブを電力顧客に提供します。グリッド上の需要と供給のリアルタイムのバランスを保つために、500 メガワットの重要でない需要をオフにすることは、500 メガワットの発電所をオンにすることと機能的に同等です。テキサス州はこの分野である程度の進歩を遂げましたが、 それは平均以下です 仲間と比較して。

私たちの研究は、テキサス州が自由になる可能性があることを示しています 発電能力7ギガワット以上 デマンドレスポンスにより、現在利用可能なものの 2 倍になります。

デマンドレスポンスの向上は、新しい発電所を建設するよりも安価になる可能性があります。新しい風力発電所や太陽光発電所には発電容量 1 キロワットあたり 1,000 ドル以上の費用がかかる場合がありますが、需要応答プログラムには約 1,000 ドルの費用がかかります。 1キロワットあたり200ドル オフにできる需要の。

速度も速くなります。技術者は、新しい発電所の設置、認可、建設に数年かかるリードタイムと比較して、数千もの遠隔制御可能なサーモスタットや家電スイッチを数か月で設置できます。

– テキサス州の孤立した電力網を西部と東部の相互接続に接続します。

米国のほとんどの電力は、下位 48 州のほぼすべてをカバーする 2 つの大きなグリッド上で生成および販売されます。テキサス州はそれを維持している 独自のグリッド 州境内で 電力部門に対する連邦規制を最小限に抑える. 。これらの送電網には直流のつながりが非常に弱いものもあるが、テキサスの電力会社は、供給が不足しているときに有意義な量の電力を輸入したり、余剰があり近隣の州が支援を必要としているときに輸出したりすることができない。

送電網接続の拡大により、テキサス州の電力供給の信頼性が高まり、発電事業者が州の豊富な風力発電所や太陽光発電所から低炭素電力を輸出できるようになります。テキサス州の風力発電と太陽光発電の急速な成長が州の消費者を救った 数十億ドル 大金を稼ぎながら 田舎の地主と地方自治体.

経済的に有益なこれらの再生可能発電所は、最終的には限られたテキサス市場で飽和状態になるだろう。テキサス州を他の送電網に接続することで他の州の消費者へのアクセスを開放すれば、農村地域での経済成長と雇用創出が引き続き促進され、極端な事態が発生した際に州の送電網にライフラインが与えられることになる。私たちが進行中の研究では、これが単に天然ガス発電所を増設するよりも、より安価でクリーンな方法で信頼性を確保できることがわかっています。

テキサス州当局者はよく州の「」を宣伝します。上記のすべて」のエネルギー戦略, 、しかし、そのビジョンは生産に重点を置いています。私たちの見解では、効率、デマンドレスポンス、送電網接続の強化など、ツールボックス内のあらゆるツールを活用するアプローチの方が、州にとってより良いサービスとなるでしょう。