テキサスの停電は、異常気象が米国全体のエネルギーシステムをどのように脅かすかを示しました

テキサスの停電は、異常気象が米国全体のエネルギーシステムをどのように脅かすかを示しました

 

専門家や政治家はすぐに指を指さしました テキサスでの大失敗 XNUMX月の急速な凍結の間、何百万人もの人々が電力やきれいな水を失いました。 多くの人が州のせいにしています 規制緩和された電力市場、テキサスは信頼性よりも安価な電力を優先したと主張している。

しかし、極端な気候は、地方の政治や地域のグリッドの詳細に関係なく、米国全体のエネルギーシステムにますます大混乱をもたらしています。 たとえば、保守派は次のように主張しました 過剰な規制により、カリフォルニアで広範囲にわたる停止が発生しました 2020年夏の猛暑と山火事の中で。

として 工学教授 勉強 気候変動下でのインフラストラクチャの回復力、リスクの上昇が心配です 全国的な気候に起因する停止。 私の見解では、テキサスでのイベントは、全米のエネルギープランナーにXNUMXつの重要な教訓を提供します。

異常気象への十分な注意がない

専門家は、テキサスの電気信頼性評議会、または ERCOT、州のほとんどの電力網を管理している非営利法人は、予測できませんでした 需要がどれほど急増するか XNUMX月の寒波の前。 ERCOTには、冬の需要の急増に対応する能力が不足しているという記録があります。 国電網 2011年の冬の嵐の間にほぼ崩壊しました そして別の経験 危機一髪 2014年には、計画停電をほぼ回避しました。

しかし、他の場所のグリッドオペレーターも 異常気象が電力需要にどのように影響するかを過小評価。 間に多くの類似点があります カリフォルニアの2020年夏の電力危機 テキサスでの最近の出来事。

どちらの場合も、異常気象により、予想外の需要の増加と発電容量の減少が同時に発生しました。 エネルギー事業者はこれらの影響を予測していなかったため、 計画停電に頼る さらに大きな災害を回避するために。

私は自分の研究室で、そして 水文気候学者RohiniKumar、米国の多くの地域でエネルギープランナーが 大幅に過小評価 電力需要が気候要因にどれほど敏感であるか。 この傾向は、 電力システムのセキュリティと信頼性.

たとえば、2020年XNUMX月に発表された研究では、エネルギー予測のための人工知能モデルの使用を分析しました。 湿度の役割を説明しました 気温に加えて。 このようなモデルにより、米国全体で暑い日の空調のエネルギー需要の予測が大幅に正確になる可能性があることがわかりました。より正確な需要予測は、エネルギー計画担当者が異常気象時のピーク需要を満たすために必要な電力量を理解するのに役立ちます。

グリッドオペレーターは、学術研究者がすでに開発した予測モデルとソフトウェアを使用することにより、需要と供給の両方に対する気候変動の影響に対してより効果的に準備することができます。 これらの新しいソリューションの多くは オープンアクセスジャーナルに掲載.

テキサスの停電は、異常気象が米国全体のエネルギーシステムをどのように脅かすかを示しましたジャーナルClimacticChangeに掲載された結果は、2030年から2052年の気候変動により、中西部の都市で夏季の電力と水の使用量がどれだけ増加するかを予測するモデルからのものです。 。 グレッグシモンズ/パデュー大学, BY-ND CC

水、電気、天然ガスがつながっている

電気、水、天然ガスは欠かせない資源であり、他のものなしでは手に入れることはできません。 たとえば、天然ガスの掘削は電気と水を消費します。 多くの発電所は天然ガスを燃やして発電しています。 また、水とガスの輸送には、パイプラインを介してそれらを汲み上げるための電気が必要です。

これらの緊密な接続のために、XNUMXつのシステムでの停止は、他のシステムに波及し、サービスの中断のカスケードを作成することになります。 たとえば、テキサスの寒波の間、テキサス西部でガスを抽出するために使用されるポンプ 操作できませんでした 停電のため。 これにより、州のガス田の生産量が半分になり、ガス火力の生産量が減少しました。 停電も 揚水と処理の妨げ、バクテリアが 水道に浸透する.

の研究者をつなぐ共同プロジェクトで パデュー大学 サザンカリフォルニア大学、 そしてその カリフォルニア大学サンタクルーズ校、この種のカスケード停止を防ぐ方法を分析しています。 有望な戦略のXNUMXつは、エネルギー、水、天然ガスシステム間の重要な相互接続ポイントに、ソーラーパネルやバッテリー付きの小型風力タービンなどの分散型電源を設置することです。

消費者は、これらのつながりを理解する必要もあります。 熱いシャワーを浴びたり、食器洗い機を動かしたりすると、電気やガスと一緒に水を消費して加熱します。 これらのクランチポイントは、危機の際に問題を引き起こすことがよくあります。 たとえば、最近の勧告では、テキサス州に水を使用する前に水を沸騰させるように促し、すでに不足しているエネルギー供給に余分な圧力をかけています。

私たちの調査によると、公益事業者は 天然ガスと電気との間 水と電気。 そうすることで、計画担当者は、気候条件が需要にどのように影響するか、特に 気候変動の下で。 テキサスでの急激なガス不足と電力と水の停止は、インフラストラクチャオペレーターが、通常の運用中だけでなく、すべてを一度に混乱させる可能性のある危機の間も、これらのリソースがどれほど密接に関連しているかをより明確に理解する必要があることを示しています。

テキサスの停電は、異常気象が米国全体のエネルギーシステムをどのように脅かすかを示しました16年2021月XNUMX日に所有者が避難所として事業を開始した後、自宅に電力がない人々はヒューストンのギャラリー家具店の中で休んでいます。 AP Photo / David J. Phillip

未来は違う

テキサスの災害に関するいくつかの論評はそれを「ブラックスワンイベント」これは予測できなかった、あるいはさらに悪いことに、 「流星ストライキ。」 実際、州は 危険軽減計画 2018年には、厳しい冬の天候が広範囲にわたる停止を引き起こす可能性があることを明確に警告しました。 そして、そのような出来事は、より厳しい冬を経験する他の地域よりもテキサスではるかに破壊的であると述べました。

2016年の調査で、数人の同僚と私は、米国全体の現在のグリッド信頼性メトリックと標準について警告しました 不十分でした、特に気候リスクに関して。 これらの基準は、「特に大規模な気候イベントの際に、エンドユーザーに高レベルの信頼性を適切に保証するための十分なインセンティブ構造をユーティリティに提供できない」と結論付けました。

私が見ているように、エネルギー計画における「より速く、より良く、より安く」という支配的なパラダイムは、我が国の老朽化したインフラストラクチャにますます圧力をかけています。 エネルギー計画担当者がより積極的になり、電力システムが異常気象に対処するのに役立つ対策に賢明な投資を行う時が来たと思います。

重要なステップには、活用が含まれる必要があります 予測分析 災害計画を通知するため。 会計 気候の不確実性 インフラストラクチャ管理。 送電および配電システムの信頼性基準のアップグレード。 そして、すべての州が発電に使用する燃料の組み合わせを多様化します。 そのような手順がなければ、重要なサービスの頻繁な中断が新しい標準になる可能性があります。 高コスト と大きな影響–特に 最も脆弱なアメリカ人.

著者について

Roshanak(Roshi)Nateghi、インダストリアルエンジニアリング助教授、 パデュー大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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