Climat, réseau texan, et solaire + batterie pour le sauvetage – pv Magazine USA

En 2021, la tempête hivernale Uri a posé un jalon dans l’imprévisibilité du climat et a fortement impacté les exigences fondamentales des compagnies d’électricité, imposées par la loi. Il s’agit de fournir de l’électricité de manière fiable et d’offrir aux clients des prix justes et raisonnables.

L’effondrement du réseau pendant la tempête est un exemple de l’incapacité du réseau ERCOT du Texas à atteindre ces objectifs obligatoires. Selon certaines estimations, la tempête a causé 130 milliards de dollars de dommages économiques à court terme, et les effets à long terme n’ont pas encore été pleinement évalués.

En raison de l’augmentation imprévue de la demande d’énergie due aux conditions météorologiques extrêmes, le prix spot du marché de gros a grimpé en flèche jusqu’à 9 000 $/MW, prix qui s’est maintenu pendant plus de trois jours. Historiquement, les prix plafonds sont temporairement atteints et la pression est rapidement relâchée, mais la tempête a été décrite comme un « événement de queue » qui a provoqué un niveau extraordinaire de tension sur le réseau.

Cette situation a été causée par une combinaison d’équipements de gaz naturel non fonctionnels et de congestion du réseau due à une demande énergétique locale intense, et les sous-stations ont réduit la puissance et stabilisé le réseau.Selon une enquête de la Federal Energy Regulatory Commission, 87 % des pannes ont été causées par des problèmes d’approvisionnement en gaz naturel La station non isolée n’a pas fonctionné.

Mais la tempête hivernale Uri était-elle vraiment un « événement de queue » ?

Abigail Ross Hopper, présidente et directrice générale de la Solar Energy Industries Association (SEIA), a évoqué ce concept lors de la conférence RE + à San Antonio : Tous les cinq ans, il y a une tempête centennale. Qu’est-ce qui est normal ? Qu’est-ce qu’une ligne de base ? « 

La trémie du panel, dirigée par RE + sur le réseau ERCOT, a partagé qu’il y avait 40 000 événements de blackout aux États-Unis l’année dernière. Il s’agit d’une augmentation de 50 % par rapport à 2020.

Ce chiffre met en évidence deux problèmes. Premièrement, le réseau centralisé ne répond plus aux besoins de ceux qui en dépendent. Deuxièmement, le climat ajoute une pression supplémentaire à laquelle il faut répondre pour que ces systèmes fonctionnent correctement.

Deux idées importantes liées à la réponse au climat sont l’atténuation et l’adaptation. Les mesures d’atténuation combattent les causes mêmes du changement climatique. Cela signifie que pour le secteur de l’énergie, les combustibles fossiles seront progressivement éliminés et que l’utilisation de sources d’énergie non émettrices augmentera. L’adaptation consiste à reconnaître les changements qui se produisent sur Terre et à ajuster notre façon d’agir pour mieux nous préparer à ces changements. L’énergie solaire et les batteries sont utiles dans les deux cas.

secours

La plupart des discussions sur le changement climatique se concentrent sur l’atténuation. Lors de la conférence RE +, la Smart Electric Power Alliance (SEPA) a indiqué que 70 % des services publics ont pour objectif de produire 100 % d’énergie propre. La Maison Blanche a également fixé un objectif de 100 % d’énergie sans carbone d’ici 2035. Moins on émet de carbone, plus on peut éviter les pires effets du changement climatique.

C’est l’une des principales raisons pour lesquelles la file d’attente des projets ERCOT est pleine de projets solaires. Le projet photovoltaïque, qui a signé l’accord d’interconnexion, devrait être exploité commercialement d’ici 2024 et a une capacité totale de plus de 9,1 GW.

Prévisions de déploiement de l’ERCOT en décembre 2021. Image : ERCOT

Adaptation

L’adaptation, autre composante de la réponse au changement climatique, est de plus en plus au centre des préoccupations, la communauté internationale ne parvenant pas à coopérer de manière cohérente aux efforts d’atténuation.

Le stockage de l’énergie fonctionne ici, et une planification intelligente du réseau est importante. Lors de RE + San Antonio, le constructeur de maisons Sunrun a indiqué que le système de batteries domestiques avait fourni 234 000 heures d’énergie de secours après la tempête hivernale Uri. L’intérêt pour les batteries est monté en flèche, et le nombre de visites du site Web de Sunrun consacré aux batteries a augmenté de 350 % peu après. Cette sauvegarde a été effectuée non seulement pour le confort, mais aussi pour la sécurité. Uri a coûté la vie à environ 246 Texans.

Les coûts économiques d’un tel événement étaient également énormes. Les fournisseurs d’énergie au détail qui ne se sont pas correctement couverts contre les risques liés à la volatilité du marché de gros ERCOT ont été frappés par des prix élevés et ont dû faire faillite du jour au lendemain. Les propriétaires de maisons avec des contrats prédateurs étaient également directement exposés au marché de gros, et beaucoup d’entre eux devaient faire face à des factures de services publics de plusieurs milliers de dollars.

Comme expliqué ci-dessus, la congestion du réseau était la principale cause du problème. L’alimentation d’un centre de charge dans une grande ville à partir d’une centrale électrique éloignée se heurte souvent à un goulot d’étranglement. Réduction Blackouts roulants.

Population des comtés et des villes et emplacement des grands projets solaires. Image : PV Intel

Malheureusement, ce problème de congestion peut être exacerbé par la façon dont l’énergie solaire et éolienne est déployée sur le réseau ERCOT du Texas.

La plupart des grands projets solaires sont situés dans la partie ensoleillée de l’ouest du Texas, atteignant les zones densément peuplées de l’est. Cette question peut être considérée comme un microcosme de l’ensemble des États-Unis, comme le suggèrent les parlementaires. Construction de l’autoroute de la transmission De la côte ouest à la côte est.

Au Texas, les loyers de congestion, ou le coût total des services de transmission, sont élevés et souvent en hausse.
Image : ERCOT

La rente de congestion, ou le coût des services de transmission, Aggravation attendue Dans de nombreuses régions de l’ensemble de l’ERCOT, malgré les plans de construction de centaines de millions de dollars de transmission d’électricité pour atténuer la congestion.

Des piles solaires et des batteries pour les secours

Les piles solaires et les batteries peuvent jouer un rôle important dans l’atténuation de cette congestion, en réduisant les économies d’énergie renouvelable, en lissant la courbe des pics de demande du marché de gros et en fournissant une énergie de secours essentielle en temps de crise. augmentation.

Lorsqu’elle est placée près d’un centre de charge ou dans un endroit où il y a une demande d’énergie, la batterie peut facilement envoyer de l’énergie de secours. En plaçant la batterie en tant que « nœud » plus loin dans le réseau, on l’arrête pendant les pics de demande extrêmes et on élimine la pression sur les principaux goulets d’étranglement tels que les sous-stations, dont la mise à niveau est très coûteuse.

La batterie fait également office d’écrêteur de la demande de pointe, évitant ainsi une hausse importante de la volatilité du marché de gros. C’est la principale méthode actuellement mise en place dans l’ERCOT, et la réduction de la demande de pointe représente une opportunité de marché majeure. Les promoteurs de l’énergie solaire et du stockage à l’échelle des services publics ont partagé qu’avec 8 minutes d’énergie, 95 % des revenus générés par une batterie de 2 heures proviennent de la première heure d’expédition. 8minute a déclaré que si une « source de revenus prédéfinie » est créée, les opportunités du marché des batteries pourraient être améliorées. Base de capacitéLe marché futur du réseau californien CAISO.

Ali Chowdhury, vice-président de la transmission et de l’interconnexion pour 8 Minutes, a partagé qu’il y a beaucoup d’incertitude dans les plans d’amélioration de la transmission qui ont entravé l’expansion de l’énergie solaire. Il a dit que la construction de la transmission pourrait prendre au moins 5 à 10 ans et que ERCOT s’est arrêté dans le processus de planification financière.

D’autre part, le stockage d’énergie par batterie distribuée peut être expédié très rapidement. Compte tenu de la pression croissante sur le réseau texan et sur l’ensemble des États-Unis, une stratégie de déploiement de l’énergie solaire distribuée et du stockage de l’énergie par batterie pourrait être la meilleure stratégie à portée de main, tant pour l’atténuation du changement climatique que pour l’adaptation.

Jason O’Leary, analyste principal pv-intel.comContribué à cet article dans l’analyse et la visualisation des données.