California puede alcanzar de manera confiable el 85 % de energía limpia para 2030 sin correr el riesgo de cortes, en camino hacia una red 100 % limpia

Las crisis de energía durante las olas de calor de agosto de 2020 en California generaron dudas sobre qué tan confiable será la red del estado en el camino hacia su objetivo de energía 100% limpia para 2045.

Pero una nueva investigación proporciona respuestas claras: California puede lograr de manera confiable una red eléctrica limpia en un 85 % para 2030 con una combinación diversa de energías renovables y baterías, demanda flexible, comercio con estados vecinos y algunas plantas de energía existentes, bajo múltiples suposiciones de construcción y posibles condiciones futuras. Resulta que una red más limpia es una red más confiable.

Los reguladores estatales y los funcionarios electos pueden lograr este importante paso hacia el futuro de energía 100 % limpia del estado a través de acciones políticas que aceleren el despliegue diverso de energía limpia, reduzcan la dependencia de la generación de gas, incentiven los recursos del lado de la demanda y mejoren la coordinación regional del comercio de electricidad con los estados vecinos.

Políticas para avanzar

California es un líder internacional en la reducción de la contaminación por gases de efecto invernadero al tiempo que proporciona energía cada vez más limpia para una población grande y diversa de usuarios de electricidad: 40 millones de personas y los 5 del mundo.^th mayor economía Medidas de eficiencia energética han mantenido estable el consumo total de energía estatal durante muchos años, mientras que una serie de medidas cada vez más ambiciosas estándares de portafolio renovable han impulsado la rápida adopción del suministro de energía limpia a partir de recursos renovables como la eólica y la solar.

Las ambiciones de los reguladores estatales han visto un nuevo impulso. La Comisión de Servicios Públicos de California (CPUC) emitió recientemente órdenes de adquisición de nuevos recursos limpios y aprobó un nuevo Plan de Sistema Preferido para sus proveedores de energía con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a 38 millones de toneladas métricas (MMT) para 2030 y 35 MMT para 2032, creando una generación de energía 86% libre de emisiones para 2032.

Pero incluso con estas mayores ambiciones, California debe hacer más para cumplir sus objetivos de un futuro confiable y sin emisiones de carbono. un nuevo informe técnico de Telos Energy y GridLab y acompañando informe de política por Energy Innovation describe cómo el estado puede enfrentar este desafío.

Un enfoque novedoso

El informe técnico proporciona una metodología novedosa para ayudar a los formuladores de políticas a evaluar rápidamente muchas carteras de recursos futuros y suposiciones para asegurar una futura red de energía limpia. Al incluir escenarios y sensibilidades que examinan la confiabilidad utilizando detalles como datos solares y eólicos por hora combinados con datos de demanda por hora durante ocho años posibles en el oeste de EE. UU., los modeladores pueden comparar los beneficios de diferentes carteras de recursos con relativa rapidez y bajo costo.

Luego, los formuladores de políticas pueden ver cómo cada cartera hace el uso más eficiente de su participación del 75 % de los recursos renovables a lo largo de varios años: minimizar cosas como las pérdidas de ida y vuelta de la batería, el uso concentrado de los recursos de gas en el estado y la dependencia excesiva de los vecinos cuando se la demanda es alta

El informe técnico también modela las "condiciones de estrés" clave que podrían amenazar la confiabilidad, como la poca energía hidroeléctrica debido a la sequía, las restricciones a la importación, el retiro de plantas de gas, el retiro de plantas de carbón en los estados vecinos, y encontró que cada cartera de electricidad limpia al 85% es confiable. En particular, los modeladores simularon las condiciones climáticas cálidas que causaron cortes de energía continuos en agosto de 2020 y encontraron que un sistema de electricidad 85% limpio tendría un amplio suministro de electricidad en un evento similar.

Optimización para un programa de implementación ambicioso

Este enfoque novedoso es particularmente destacado cuando se considera la aceleración pionera en la construcción de energía limpia necesaria para que el estado logre o supere la meta anual del 80 % de energía limpia para 2030. El modelado de diferentes carteras permite a los legisladores considerar compensaciones importantes, como el papel de confiabilidad que el almacenamiento de baterías , el gas y las importaciones proporcionan a un sistema basado principalmente en energía solar y eólica, y cómo eso cambia cuando se agregan a la cartera recursos más consistentes como la geotermia y la energía eólica marina.

Examinar el rendimiento de confiabilidad de varias carteras de recursos bajo factores de estrés clave permite una adquisición más eficiente después de que las carteras propuestas hayan pasado por todos los aros regulatorios.

Caso en cuestión: la cartera de "Diversidad de recursos" del informe técnico que se muestra arriba reduce la necesidad de construir tantos parques solares y eólicos en tierra, reduce las pérdidas de energía de ida y vuelta del almacenamiento de baterías cíclicas y depende menos de las plantas de energía de combustibles fósiles para la confiabilidad. Lo hace mediante la inclusión de importantes nuevos recursos de generación geotérmica y eólica marina, que producen energía de manera más consistente y complementan otras energías renovables, pero con un precio más alto. Agregar una respuesta de demanda significativa a la combinación compensa las grandes necesidades de almacenamiento de baterías. El modelo de GridLab y Telos destaca los beneficios de confiabilidad sin costo de la diversificación de recursos y puede ser una herramienta valiosa para todos los estados que trabajan hacia objetivos de electricidad limpia.

Como agencias de energía de California y su operador de red CAISO seguir implementando la agenda de política de energía limpia del estado, deben incorporar el enfoque novedoso del informe técnico para evaluar un conjunto más amplio de carteras mientras continúan la estrecha colaboración en confiabilidad y adquisiciones que han exhibido desde las olas de calor de agosto de 2020.

Los esfuerzos específicos para planificar el futuro despliegue de energía eólica marina y ordenar directamente la adquisición de recursos de generación más diversos, como energías renovables limpias y firmes (generalmente geotérmicas) y almacenamiento de larga duración, pueden ser útiles, pero los informes señalan cómo esto podría hacerse de manera más orgánica y transparente. Este tipo de análisis complementaría el reciente análisis de la CPUC mayores ambiciones en la planificación de recursos y el nuevo CAISO con visión de futuro Perspectiva de transmisión a 20 años.

Un futuro más equitativo de una red más limpia

Una transición equitativa a la electricidad limpia depende de la inversión y la creación de mercados para soluciones económicamente viables. carteras de energía limpia que ayudan a retirar las unidades de gas natural que dañan a las comunidades más afectadas por la contaminación de California. Una transición justa para las comunidades afectadas también incluye aumentar la resiliencia de la comunidad, construir recursos limpios con beneficios económicos y laborales, y utilizar la consulta local para seleccionar nuevas inversiones.

Los múltiples escenarios del estudio técnico encontraron que la red del estado sería confiable incluso después de retirar 11.5 gigavatios (GW), o aproximadamente un tercio de la capacidad de gas existente en California. Aunque está más allá del alcance del estudio técnico, el informe de política complementario recomienda priorizar el retiro de las plantas de gas ubicadas cerca o en comunidades desfavorecidas a más tardar en 2030, mientras se reduce a cero la dependencia del estado del gas lo antes posible. Algunas agencias, incluida la CPUC, han logrado algunos avances con la inclusión y la justicia ambiental, pero esfuerzos estancados para retirar el gas mostrar que hay más trabajo por hacer.

Las agencias estatales y los legisladores deben enfocarse en las causas fundamentales del uso continuo del gas natural en California y desarrollar un plan para eliminarlo gradualmente. Esto implica volver a examinar cómo las nuevas carteras de energía limpia y el uso de recursos del lado de la demanda podrían reemplazar al gas natural para proporcionar valor de confiabilidad en el sistema y a nivel local.

Los planificadores deberían duplicar la diversidad de recursos

Utilizando los conocimientos del estudio técnico, el informe de políticas muestra cómo un conjunto más diverso de recursos limpios puede brindar ventajas aún más significativas a la red del estado que se transforma rápidamente. Estas ventajas incluyen la reducción del uso de la tierra y las necesidades de transmisión, una mayor viabilidad de alcanzar los objetivos de electricidad limpia, menores impactos en las comunidades desfavorecidas y una mayor capacidad de recuperación.

La diversidad de recursos puede presentarse de muchas formas: recursos de suministro (p. ej., energía eólica marina, energía solar geotérmica o distribuida), ubicación de recursos (diferentes ubicaciones pueden proporcionar perfiles complementarios), flexibilidad de la demanda y una coordinación más estrecha con los estados vecinos. El estudio técnico muestra que la energía importada de estos vecinos a menudo juega un papel clave en el equilibrio de la red. Dado el hallazgo del estudio de que las reservas de energía están disponibles en todo el oeste cuando California las necesita, una coordinación más estrecha permitirá que California confíe en sus vecinos con más confianza.

La transición acelerada de energía limpia de California es una oportunidad

Seguir adelante con la transformación de energía limpia de California presenta muchos desafíos para continuar manteniendo las luces encendidas, como cómo seguir construyendo nueva infraestructura, involucrarse más profundamente con los consumidores de electricidad para desbloquear recursos distribuidos y comprender las implicaciones de depender de nuevos recursos como baterías que proporcionan poder en un apuro, pero necesita ser recargado.

Sin embargo, esta transformación también ofrece increíbles oportunidades a través de una planificación y políticas más inteligentes, como la lucha contra el cambio climático, la mejora de la calidad del aire en comunidades desfavorecidas, la adopción de enfoques novedosos para evaluar la combinación más efectiva de recursos de electricidad limpia, la creación de un escenario para que florezca todo tipo de innovación tecnológica. , y construyendo una red más resistente que será un modelo para otros estados y países.