Californië is overspoeld met hernieuwbare energie – behalve wanneer het het meest nodig is

LOS ANGELES – Terwijl Californië deze maand een epische hittegolf doormaakte, smeekten staatsfunctionarissen de inwoners om elektriciteit te besparen. Vrijwel tegelijkertijd wierpen elektriciteitsnetbeheerders duizenden megawatts aan zonne- en windenergie af die een kussen hadden kunnen bieden om de crisis te doorstaan.

De uitleg illustreert een van de paradoxen waarmee Californië wordt geconfronteerd terwijl het zich haast om over te schakelen naar een economie met schone energie: de staat heeft de afgelopen jaren zoveel hernieuwbare energieproductie opgebouwd dat het tijdens de piekproductie-uren zelden alles kan gebruiken. Maar het heeft ook niet genoeg opslagcapaciteit om het op te hangen voor wanneer het nodig zou kunnen zijn.

Het resultaat is dat ambtenaren vaak gedwongen worden om de productie van zonne-energie overboord te gooien terwijl de zon schijnt, slechts enkele uren voordat de vraag van de klant in de late namiddag en avond piekt. Hetzelfde gebeurt in mindere mate met windenergie – en het probleem duikt ook op in meerdere andere staten.

“Het komt allemaal neer op dit probleem: het gaat er niet om hoeveel energie we hebben, het gaat erom wanneer en waar de energie wordt geproduceerd”, zegt James Bushnell, hoogleraar economie aan de Universiteit van Californië in Davis. “Vooral de zonnebronnen – het is gewoon op de verkeerde plaatsen en op de verkeerde tijden.”

Sommige exploitanten van zonne-energie beschouwen de situatie als de kosten van zakendoen, omdat grote fabrieken later op de dag meer zon kunnen opnemen, zelfs als ze tijdens de zonnigste uren overproductie produceren. Dit kan gunstig zijn voor consumenten, die lagere tarieven kunnen zien wanneer zonne-energie werkt, omdat het over het algemeen een goedkopere energiebron is dan fossiele brandstoffen. Verdedigers van het systeem zeggen dat enige inefficiëntie te verwachten is nu Californië begint aan de meest ambitieuze transitie van het land naar schone energie, en dat er uiteindelijk voldoende batterijopslag moet zijn om ervoor te zorgen dat overtollig vermogen niet verloren gaat.

Maar de opwekking van zonne- en windenergie in Californië loopt op dit moment ver voor op de opslagcapaciteit en bevindt zich in sommige gevallen niet in de buurt van geschikte transmissielijnen. Batterijen en transmissielijnen kunnen kostbaar zijn om te bouwen en er ruimte voor te vinden, wat de scepsis van de fossiele brandstofindustrie over groene energie voedt.

De noodzaak om overtollig vermogen niet te verliezen, werd onderstreept tijdens de recordhittegolf die Californië eerder deze maand 10 opeenvolgende dagen brak, en hitterecords verbrak toen de temperaturen ruim boven de 100 graden stegen. De vraag naar energie piekte toen bewoners zich binnenshuis verstopten en hun airconditioners opblazen.

Staatsfunctionarissen pleitten voor behoud en gaven dagelijkse waarschuwingen uit waarin ze Californiërs adviseerden hun stroomverbruik te beperken van 16.00 uur tot 21.00 uur. Ambtenaren drongen er bij de inwoners op aan om hun thermostaten gedurende die uren op 78 graden te zetten en het opladen van auto’s of het gebruik van grote apparaten uit te stellen.

Ondanks deze inspanningen vestigde de staat op 6 september een record voor stroomverbruik – en kwam gevaarlijk dicht bij het opleggen van gerichte black-outs om het energienet te beschermen, iets dat in twee jaar niet is gebeurd. Staatsfunctionarissen zeggen dat ze die avond alleen stroomuitval hebben vermeden door een dringend geformuleerd nood-sms-bericht naar de bewoners te sturen, die reageerden door snel hun energieverbruik te beteugelen.

Maar slechts enkele uren eerder was Californië overspoeld met energie. De productie van zonne-energie nam halverwege de ochtend een hoge vlucht toen de zon op honderden zonnepaneelinstallaties in de hele staat scheen. Tegen 10 uur weigerde de California Independent System Operator, de elektriciteitsnetbeheerder van de staat, honderden megawatt zonne-energie – niet in staat om het op dit moment te gebruiken, er ruimte voor te maken op het overbelaste elektriciteitsnet van de staat of het te bewaren voor later wanneer consumentenvraag zou pieken.

Tegen 17.00 uur, met een enorme vraag van consumenten die het net onder druk zette, hadden ambtenaren meer dan 3.000 megawatt aan zonne-energie afgewezen. De vraag van klanten nam enorm toe, maar de productie van zonne-energie nam af naarmate de avond viel en ambtenaren hadden geen toegang meer tot die overvloedige zonne-energie van eerder op de dag. Desalniettemin slaagden ambtenaren erin de dag zonder stroomuitval door te komen door andere energiebronnen te gebruiken en bewoners te sms’en.

Sommige experts merkten op dat extreme hittegolven veroorzaakt door klimaatverandering alleen maar frequenter zullen worden, terwijl een van de gekozen oplossingen voor klimaatverandering – hernieuwbare energie, met name zonne-energie – er niet altijd is wanneer we het nodig hebben.

“De technologie waarop de staat vertrouwt om de CO2-uitstoot te verminderen, zonne-energie, daalt precies wanneer de vraag naar elektriciteit op zijn hoogtepunt is”, zegt Kyle Meng, mededirecteur van het klimaat- en energieprogramma aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara’s Lab voor oplossingen voor milieumarkten. “Een van onze belangrijkste remedies voor het aanpakken van klimaatverandering kan ons ook kwetsbaarder maken voor de gevolgen van klimaatverandering.”

De praktijk om de opwekking van hernieuwbare energie af te wijzen, wordt “inperking” genoemd en is de afgelopen jaren snel gestegen in Californië – voordat hij vorig jaar iets afnam – terwijl de staat agressief pusht om meer hernieuwbare energie aan zijn energiemix toe te voegen, volgens berekeningen van de Amerikaanse Energy Information Administration. In 2020 heeft de California Independent System Operator volgens de EIA zo’n 1,5 miljoen megawattuur, of 5 procent van zijn totale zonne-output, ingeperkt; vorig jaar lag het percentage dichter bij 4,2 procent.

Anne F. Gonzales, senior public information officer bij de Independent System Operator, legde via e-mail uit dat “het helpt om het netwerk te stabiliseren om een ​​deel van het overaanbod uit het systeem te verwijderen.” Ze voegde eraan toe dat Californiërs tijdens de hittegolf werden aangemoedigd om hun huizen midden op de dag voor te koelen – waardoor ze overdag konden profiteren van goedkope en overvloedige zonne-energie en later de thermostaten hoger konden instellen.

Toch hadden netbeheerders meer zonne-energie in handen dan ze konden gebruiken.

“Mensen maken zich zorgen als er een beperking van zonne-energie is, maar de realiteit is dat we de ene keer te veel hernieuwbare energie hebben en de andere keer niet genoeg”, zegt Bushnell van UC-Davis. “Als we genoeg opslagcapaciteit hadden, konden we dat overschot opzuigen. … Dat is waar iedereen hoopt dat dit gaat.”

De opslag van batterijen is inderdaad snel gegroeid in Californië, waaronder een enorme faciliteit in Noord-Californië op het terrein van een voormalige Pacific Gas and Electric-centrale. De totale capaciteit is vorig jaar verdubbeld en zal naar verwachting snel blijven groeien, geholpen door belastingkredieten die zijn opgenomen in de recente federale wet op de inflatievermindering. Batterijen begonnen tijdens de hittegolf te werken en staatsfunctionarissen prezen hun prestaties.

Experts uit de sector verwachten dat de hoeveelheid beschikbare opslag – of mogelijk ander gebruik voor overtollige energie – uiteindelijk zal groeien tot het punt waarop inperking op veel kleinere schaal plaatsvindt, of helemaal niet. Ze merken op dat Californië een snelle energietransitie doormaakt en overgaat van een zware afhankelijkheid van fossiele brandstoffen, waaronder steenkool, slechts tien jaar geleden, naar een netwerk dat tegen 2045 voor 100 procent uit schone energie moet bestaan. Het netwerk van de toekomst wordt gebouwd in realtime, met inefficiënties en perverse prikkels die nog steeds worden gladgestreken.

“Ik beschouw inperking als iets dat een leidende indicator is voor hoe je meer opslag gaat toevoegen”, zegt Alex Morris, uitvoerend directeur van de California Energy Storage Alliance, een industriegroep. “In Californië zie je elk jaar steeds grotere hoeveelheden opslag die zichzelf absorberen en positioneren om extra energie op te vangen.”

Een andere mogelijke oplossing voor het overaanbod van hernieuwbare energiebronnen zou een massale verschuiving van de vraag van de consument zijn, zodat bewoners midden op de dag stroom gebruiken in plaats van ‘s middags of ‘s nachts, zei Severin Borenstein, faculteitsdirecteur van het Energie-instituut van de Haas Business School in de Universiteit van Californië in Berkeley. Dat is besproken door beleidsmakers, maar er is samenwerking van nutsbedrijven nodig om tariefstructuren opnieuw te ontwerpen.

In Texas, waar windenergie in enorme hoeveelheden wordt beperkt, zijn veel van dezelfde vragen gerezen rond de praktijk. Sommigen vragen zich af hoe overtollige energie ter plaatse kan worden gebruikt bij wind- of zonne-energiecentrales, zodat er geen transmissie nodig is. Bitcoin-mining en mobiele datalabs zijn naar voren geschoven als mogelijke kandidaten om overtollig vermogen op te nemen.

Leave a Comment