A energia de combustível fóssil foi eliminada pela tempestade Elliott.  Já estivemos aqui antes.

A energia de combustível fóssil foi eliminada pela tempestade Elliott. Já estivemos aqui antes.

A tempestade de inverno Elliott espalhou temperaturas geladas por grande parte do país e matou milhões de pessoas pouco antes do Natal. Os operadores de serviços públicos e de rede se prepararam para a tempestade enquanto chovia em um pique, mas ainda subestimaram a demanda de energia que ela desencadearia, bem como o número de interrupções em usinas de combustível fóssil – principalmente gás natural, além de algumas fontes de carvão. plantas demitidas.

Na esteira de Elliott, a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica merecidamente nomeado A tempestade é um “surto histórico no Ártico”. Embora o evento tenha sido verdadeiramente histórico, os tipos de falhas no sistema de energia com base em fósseis nos Estados Unidos que ocorreram durante a tempestade não eram novos. E embora os formuladores de políticas e o setor de serviços públicos tenham aprendido lições com eventos anteriores de clima frio, havia uma quantidade infeliz de semelhança entre Elliott e aqueles, mostrando que muito mais precisa ser feito para fortalecer o sistema de energia dos EUA.

Vou tocar em alguns aspectos de Winter Storm Elliott que mostram o que sabemos até agora, pois ainda há muitas informações que não foram divulgadas ao público. Em seguida, voltarei a alguns eventos passados ​​para mostrar que já passamos por situações semelhantes antes – e que há mais que podemos fazer para reduzir o risco de isso acontecer novamente.

O tamanho das interrupções na Elliott e o fracasso das fábricas

O número de contribuintes americanos que estavam no escuro ao mesmo tempo durante Elliott atingiu o pico Com 1,6 milhão de clientes e um total de 6,35 milhões de clientes, houve uma interrupção em algum momento durante a tempestade. A quantidade de detalhes publicamente disponíveis sobre o que aconteceu varia de acordo com o local.

A Carolina do Norte e o Tennessee tiveram o maior número de interrupções no atendimento ao cliente, mas a Duke Energy e a Tennessee Valley Authority – as duas principais fornecedoras de energia nesses estados envolvidos – parecem ter fornecido apenas informações limitadas sobre o que aconteceu até agora. Em uma apresentação aos reguladores da Carolina do Norte, Duke mencionou vários recursos específicos que perdeu durante a tempestade – todos geradores de combustível fóssil – mas não forneceu uma análise detalhada dos tipos de falhas que o levaram a iniciar o blecaute na véspera de Natal.

O condado de Erie, em Nova York – lar de Buffalo – foi devastado por uma tempestade que afetou o lago e matou pelo menos 46 pessoas e deixou milhares sem energia por dias. A principal empresa de Buffalo, National Grid, disse à mídia local que algumas de suas subestações congelaram durante a tempestade, mas da mesma forma não parece ter divulgado nenhum relatório detalhado sobre o que a empresa sabe ainda.

Outros atores do setor de energia foram mais abertos com base nas informações iniciais de que dispõem.

Ligação PJM: A maior operadora de rede do país, a PJM Interconnection, que cobre todos ou alguns dos 13 estados mais Washington, D.C., sofreu interrupções generalizadas em usinas de energia durante a tempestade, a maioria devido a problemas de equipamentos em suas usinas a gás. Quando as interrupções não planejadas atingiram o pico na manhã de 24 de dezembro, os postos de gasolina representavam cerca de 46% da capacidade que deveria estar disponível, mas mais de 70% das interrupções dos postos. No total, aproximadamente 40 por cento da frota de gás da operadora ficou offline durante esse período.

Enquanto isso, as usinas a carvão representavam cerca de 24% da capacidade que deveria estar disponível e 16% da interrupção da usina. Aproximadamente 17 por cento da frota de carvão estava offline na época.

UCAP = Uncharged Capacity: Uma medida da capacidade que se espera estar disponível para fornecer energia à rede. megawatts = megawatts, gigawatts = gigawatts (fonte: interligação PJM)

Além dos problemas de equipamento, o abastecimento de combustível foi outro fator significativo para a paralisação da usina, já que a produção dos poços de gás na região dos Apalaches caiu quase 30%. Os operadores de gasodutos reportaram à PJM vários problemas nos seus sistemas que impedem o transporte de gás para as centrais eléctricas, incluindo poços de produção congelados e interrupções nas estações de compressão, que normalmente mantêm o gás a circular nas condutas.

A PJM teve que instar as residências dentro de seu alcance a economizar energia e, felizmente, essas residências não sofreram interrupções generalizadas, apesar de todas as falhas na usina. No entanto, a operadora descreveu apropriadamente o baixo desempenho como “inaceitável” e estimou provisoriamente que imporá multas de US$ 1 bilhão a US$ 2 bilhões aos proprietários de usinas.

Operador de Sistema Independente do Continente Médio (MISO): Uma grande operadora de rede do país, a MISO, também relata que não sofre interrupções no atendimento ao cliente, mas é muito fácil que isso não aconteça devido ao desempenho de sua frota movida a combustível fóssil. Durante a tempestade, MISO experimentou uma quantidade alarmante de interrupções de usinas, que chegaram a 50.000 megawatts na véspera de Natal. Isso equivale a mais de um terço da capacidade que deveria estar disponível.

Dos 50.000 megawatts em interrupções não planejadas nas fábricas, o gás representou 44% e o carvão outros 32%. Durante esse período, cerca de 40% da frota de carvão e 40% da frota de gás estavam fora do ar. Embora a MISO tenha dito que a disponibilidade de suprimentos de gás contribuiu para essas interrupções não planejadas, ainda não forneceu uma análise de quantas interrupções foram devidas a suprimentos de combustível, equipamentos da fábrica ou outros fatores da mesma forma que a PJM fez.

Conselho de Confiabilidade Elétrica do Texas (ERCOT): Ao contrário da PJM e da MISO, a ERCOT – que é a operadora de rede da maior parte do Estado da Estrela Solitária – não publicou nenhum relatório inicial da Tempestade de Inverno Elliott. No entanto, a ERCOT publica rotineiramente filmagens de interrupções não planejadas nas fábricas em sua área a qualquer momento. Esses dados indicam que o gás, mais uma vez, foi o maior contribuinte para as interrupções nas fábricas durante a tempestade.

Digo “sugiro” porque há alguns problemas com os dados que o ERCOT publica, incluindo o fato de que o motivo mais comum para interrupções em postos de gasolina era “outro”, o que não explica absolutamente nada sobre a natureza da interrupção. Além desta categoria, o abastecimento de combustível foi o motivo mais comum relatado pela ERCOT para interrupções não planejadas em postos de gasolina.

Histórico, mas mais do mesmo

Embora a tempestade de inverno Elliott tenha sido um evento climático histórico, esse tipo de baixo desempenho da frota de energia de combustível fóssil durante as ondas de frio não é novidade.

Em fevereiro de 2021, por exemplo, a tempestade de inverno Uri mergulhou a parte central do país em temperaturas geladas que fizeram com que mais de 1.000 unidades geradoras desligassem ou funcionassem com capacidade reduzida, a maioria das quais eram unidades movidas a gás. A Comissão Reguladora Federal de Energia indicou em seu relatório pós-tempestade que isso foi o quarto O tempo frio ocorreu apenas nos últimos 10 anos, o que prejudicou a confiabilidade da rede elétrica dos EUA.

O impacto de Urey foi mais devastador no Texas, que registrou interrupções generalizadas de vários dias com clientes e a morte de 246 pessoas, quase dois terços delas por hipotermia. Houve um grande número de fatores em jogo, mas significativamente, a rede no Texas é isolada de forma única do resto do país, com muito poucas linhas de transmissão que podem importar eletricidade de estados vizinhos. No entanto, o fator mais importante – a falha na infraestrutura de gás no estado – foi semelhante ao que aconteceu durante o mandato de Elliott: desafios associados ao clima frio com produção, transporte e queima de gás em usinas de energia.

Voltando mais alguns anos, o vórtice polar em janeiro de 2014 colocou grande parte da metade oriental do país em um frio glacial, enviando temperaturas de 20 a 35 graus Fahrenheit abaixo da média. Para citar alguns, o vento frio caiu para -63 graus Fahrenheit em Grand Marais, Minnesota.

Os apagões resultantes não foram tão severos em magnitude ou duração quanto os que ocorreram durante Uri, mas as usinas de energia de combustíveis fósseis na região ainda sofreram grandes falhas. As usinas a gás representaram mais de 55% das interrupções das usinas durante o evento, enquanto as usinas a carvão representaram 26%, de acordo com um relatório de 2014 da organização sem fins lucrativos North American Electrical Reliability Corporation (NERC), que define padrões de confiabilidade para energia norte-americana. grades. .

Nesse relatório, o NERC disse que as lições aprendidas durante o Polar Vortex de 2014 validaram as preocupações levantadas há menos de um ano sobre a crescente dependência do gás do setor de energia elétrica. Em vez de seguir essas lições, desde 2014, as concessionárias dos EUA aumentaram sua dependência apenas do gás, que ultrapassou o carvão em 2016 como a principal fonte de combustível para geração de energia. À medida que os eventos climáticos extremos se tornam mais comuns devido às mudanças climáticas, os Estados Unidos terão que aumentar a confiabilidade e resiliência de sua rede elétrica para evitar o tipo de devastação que vimos nos últimos anos, e Elliott é apenas o exemplo mais recente.

Para onde vamos daqui?

Há sinais de que o país está avançando nos investimentos necessários para aumentar a confiabilidade da rede e, ao mesmo tempo, enfrentar as mudanças climáticas. A Lei de Investimentos e Empregos em Infraestrutura de 2021 fornece quase US$ 15 bilhões em financiamento federal para melhorar a rede, que inclui o armazenamento de energia como uma opção. A Lei de Redução da Inflação (IRA) de 2022, que investirá US$ 369 bilhões em soluções climáticas e energéticas, adiciona mais flexibilidade aos créditos fiscais de armazenamento de energia, bem como novos créditos fiscais para hidrogênio limpo, que pode ser usado como uma tecnologia de armazenamento de longo prazo . (Veja o blog da minha colega Julie McNamara para ver os avisos sobre o hidrogênio.)

O IRA também acelerará os investimentos em projetos eólicos e solares, que estão limitados às condições climáticas, mas serão usados ​​para carregar vários sistemas de armazenamento de energia que serão integrados à rede, para que a eletricidade limpa esteja disponível quando o país mais precisar. . Além disso, embora as turbinas eólicas também tenham experimentado alguns problemas de congelamento durante eventos climáticos recentes, o armazenamento solar, eólico e de bateria se beneficiou da confiabilidade da rede durante eventos climáticos extremos nos últimos anos – tanto quentes quanto frios – que se tornarão mais comuns devido à mudança o clima.

Para citar alguns exemplos, o MISO disse que durante a Tempestade de Inverno Elliott, a produção eólica permaneceu alta, o que apoiou o sistema de transporte e ajudou a compensar a escassez causada por interrupções nas usinas de combustíveis fósseis. Na PJM, a Wind Resources entregou mais de três vezes e meia o que se comprometeu a entregar. E durante a onda de calor da Califórnia no verão de 2022, os suprimentos de armazenamento de bateria instalados nos últimos anos ajudam a manter as luzes acesas, usando energia solar abundante para carregá-las.

Para reduzir o risco de falhas na rede e evitar novos eventos do tipo Elliott e Urey, os Estados Unidos devem diversificar seu sistema de energia e reduzir sua dependência de combustíveis fósseis, principalmente gás e carvão. O país pode conseguir isso e mitigar as condições meteorológicas extremas causadas pelas mudanças climáticas, movendo-se para recursos mais limpos, mais resilientes e resilientes, como os catalisados ​​pelo IRA. A Union of Concerned Scientists e seus aliados estão pressionando muito para garantir que essa transição continue rapidamente.

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