Waarom elke staat kwetsbaar is voor een machtscrisis in Texas-stijl

De infrastructuur die we nu hebben gebouwd, is echt nog niet klaar.

Werknemers repareren een hoogspanningslijn in Austin, Texas, op 18 februari 2021.

Stroomstoringen in Texas na winterstorm Uri lieten miljoenen in het ongewisse. Dergelijke storingen vormen een groeiende dreiging in het hele land.

Thomas Ryan Allison/Bloomberg via Getty Images

De stroomstoringen die delen van Texas dagenlang in hun greep hielden toen de temperaturen vorige maand tot recorddieptes daalden, waren verbluffend voor een staat die trots is op zijn gevarieerde en overvloedige energievoorziening. Texas is de grootste van het land olieproducent , grootste bruinkoolproducent, grootste natuurlijk gas producent, en grootste windenergieproducent .



Maar ondanks zijn overvloedige hulpbronnen schoot elke elektriciteitsbron - aardgas, steenkool, kernenergie, wind, zonne-energie - tekort, net zoals de Texanen het meest nodig hadden om op te warmen.

Nu Texas is ontdooid nadat een ijzige bevriezing meer dan 4 miljoen mensen in de kou en het donker heeft achtergelaten, rollen de hoofden.

percentage zwarte mensen dat op Trump heeft gestemd

Deze week, Shelly Botkin, commissaris voor openbaar nut van Texas, heeft ontslag genomen , waardoor er nog maar één commissaris van de driekoppige groep over is. Dit volgt op een golf van ontslag bij de Electric Reliability Council van Texas (ERCOT), de groep die toezicht houdt op het elektriciteitsnet van de staat.

Het is nog niet duidelijk hoeveel Texanen stierven te midden van de kou , maar verschillende mensen stierven nadat ze de macht hadden verloren, waaronder een 11-jarige jongen . anderen overleden aan koolmonoxidevergiftiging terwijl ze binnenshuis brandstof verbrandden of hun auto's lieten rennen in wanhopige pogingen om warm te blijven. miljoenen verloren drinkwater voor dagen.

De black-outs kosten de staatseconomie meer dan $ 130 miljard aan schade en verliezen , en sommige mensen die wel stroom hadden, zagen hun rekeningen piek met duizenden dollars . Netbeheerders zeggen dat de situatie met het systeem eigenlijk een stuk erger had kunnen zijn minuten verwijderd van een maandenlange black-out .

Texaanse politici hebben niet veel sympathie gekregen van de beproeving. Texas Sen. Ted Cruz bespotte Californië's mislukt energiebeleid toen de Golden State vorig jaar black-outs kreeg. Gouverneur Greg Abbott ging op televisie om ten onrechte de link te leggen stroomuitval voor de Green New Deal . Andere politici in Texas gaven de bevroren windturbines de schuld van het elektriciteitstekort, terwijl het grootste deel van de stroomverliezen afkomstig was van aardgas.

Maar dit was een ramp die Texas had moeten zien aankomen. Het elektriciteitsnet van de staat kraakt al jaren met onderinvesteringen, ondanks eerdere winterstoringen, waaronder één in 1989 en één in 2011 onder zeer vergelijkbare omstandigheden . En sinds 2011 is de bevolking van Texas met meer dan 4 miljoen mensen gegroeid tot bijna 30 miljoen inwoners, waardoor de vraag naar energie verder is toegenomen.

Wat we hier met Texas zagen, is een zeer spitse kop-in-het-zand-benadering, zei Ed Hirs , een energiefellow aan de Universiteit van Houston.

Maar als het in Texas kan gebeuren, kan het overal gebeuren. Ik denk niet dat iemand hier zelfvoldaan over zou moeten worden, zei: Severin Borenstein , faculteitsdirecteur van het Energy Institute aan de Haas School of Business aan de University of California Berkeley. Dit wordt overal een uitdaging.

Naarmate het weer warmer wordt, zal het elektriciteitsnet van Texas opnieuw een stresstest ondergaan, aangezien de zomer klaar staat om een ​​recordvraag te brengen. En naarmate de klimaatcrisis versnelt, zullen de risico's van extreme weersomstandigheden en de daaruit voortvloeiende chaos een nog grotere bedreiging voor elektriciteit worden als het elektriciteitsnet uit zijn comfortzone wordt geduwd. Zonder ingrijpende wijzigingen in het elektriciteitsnet staan ​​er voor iedereen meer stroomstoringen te wachten.

Waarom het elektriciteitsnet van Texas zijn beloften niet nakwam?

Inmiddels zijn de factoren achter de black-out in Texas in de winter goed ingeburgerd: de koudste temperaturen in 30 jaar veroorzaakten een plotselinge piek in de vraag naar energie in de winter, terwijl het koude weer leidde tot bevriezing van kolenstapels, een offline uitval van een kernreactor en ijsvorming van windturbines omhoog. Het belangrijkste was dat de grootste elektriciteitsbron van de staat, aardgas, tekorten had doordat de putmonden bevroor, ijzige condensatie de pijpleidingen blokkeerde en compressorstations werden stilgelegd.

Een groot deel van het resterende gas kreeg prioriteit voor verwarming in plaats van elektriciteit. In totaal ongeveer 34.000 megawatt aan stroomopwekking stilgelegd, meer dan 40 procent van de piekvraag in de winter.

Geconfronteerd met zo'n enorme discrepantie tussen vraag en aanbod, begonnen netbeheerders stroomstoringen om het net te ontlasten in de hoop nog meer storingen te voorkomen.

Een black-out van deze omvang is niet te wijten aan een enkel storingspunt of een enkele beslissing, maar aan meerdere samengestelde storingen. En de wortels van de black-out gaan tientallen jaren terug.

kun je misoprostol zonder recept kopen bij walmart?

Het grootste deel van Texas wordt bediend door een elektriciteitsnet dat redelijk geïsoleerd is van de rest van het land en wordt beheerd door ERCOT, dat niet zozeer als regelgever fungeert, maar als dagelijkse beheerder. ERCOT is de luchtverkeersleider voor elektronen, zei Hirs.

Aangezien het elektriciteitsnet van Texas maar weinig punten heeft waar elektriciteit de staatsgrenzen kruist, valt het grotendeels buiten de federale regelgeving, inclusief regels over de voorbereiding op extreem weer en het in stand houden van een buffer van extra stroomcapaciteit.

De Texas Public Utility Commission gaf wel richtlijnen om het elektriciteitsnet van de staat beter bestand te maken tegen extreme weersomstandigheden, waaronder strenge kou, maar de richtlijnen waren vrijwillig en grotendeels genegeerd .

Een ander probleem voor Texas is dat het elektriciteitssysteem van de staat gedereguleerd en bijna volledig marktgestuurd is, in tegenstelling tot andere staten die meer specifieke regels hebben over hoe het systeem moet worden beheerd. In Texas kopen nutsbedrijven in de detailhandel elektriciteit van energieleveranciers - bedrijven die elektriciteitscentrales exploiteren - tegen fluctuerende prijzen op basis van vraag en aanbod en verkopen deze vervolgens aan klanten.

Het idee was dat dit het energiesysteem in staat zou stellen zichzelf te reguleren en te optimaliseren en tegelijkertijd lagere energieprijzen te bieden dan een meer gereguleerde markt. Periodes van hoge elektriciteitsprijzen zouden generatoren ertoe aanzetten meer elektronen op het net te zetten en vice versa.

In de praktijk betekende dit systeem dat wanneer wind- en zonne-energie overvloedig waren, ze andere stroomgeneratoren in prijs konden onderbieden, aangezien wind en zonne-energie geen brandstofkosten en zeer lage bedrijfskosten hebben. Kolen-, kern- en gascentrales werden vervolgens gepusht om hun bedrijfskosten terug te verdienen tijdens perioden van hogere vraag naar energie, terwijl ze ook met elkaar concurreerden, waardoor de vensters waar ze winstgevend konden werken kleiner werden. Dat liet weinig prikkel over om extra elektriciteitsproductiecapaciteit op te bouwen om onverwachte pieken in de vraag of aanbodtekorten op te vangen.

In feite leiden de prikkels u ertoe capaciteit uit de markt te verwijderen, zei Hirs. Als ik capaciteit aan de markt toevoeg, zorg ik voor lagere prijzen.

Het systeem werkte toen vraag en aanbod van energie voorspelbare patronen volgden. Maar toen het afweek, zoals tijdens Winterstorm Uri, leidde dat tot storingen. Wat betreft klanten, ze betaalden uiteindelijk meer. Volgens een analyse van de Wall Street Journal , Texas residentiële elektriciteitsklanten onder gedereguleerde nutsbedrijven betaalden $ 28 miljard meer dan ze zouden hebben onder de elektriciteitstarieven die worden aangerekend door conventionele gereguleerde nutsbedrijven in de staat.

Dus de belofte van grotere betrouwbaarheid en lagere kosten kwam niet uit voor miljoenen Texanen onder het gratis-voor-alles-go-it-alone energiesysteem van de staat. Dit is een botsing van naïef idealisme en de echte wereld, zei Hirs.

Er zijn kwetsbaarheden in de elektriciteitsproductie in de hele VS, en ze groeien

Hoewel het elektriciteitsnet in Texas in veel opzichten uniek is, komt het probleem van onderinvestering in energie-infrastructuur maar al te vaak voor in de VS. Een groot deel van het elektriciteitsnet is decennia geleden aangelegd. Naast de slijtage die gepaard gaat met de leeftijd, wordt het elektriciteitsnet onder druk gezet door een groeiende bevolking en de stijgende vraag naar energie.

Klimaatverandering zorgt voor nog meer druk. Voorbij extreme gebeurtenissen verergerd door klimaatverandering zoals orkanen, bosbranden en hittegolven , de stijgende gemiddelde temperaturen zelf belasten de elektriciteitsinfrastructuur. Energiecentrales worden minder efficiënt. Hoogspanningslijnen dragen minder elektriciteit. Transformatoren en omvormers ervaren een hoger uitvalpercentage. Waterreservoirs die energiecentrales nodig hebben voor koeling kunnen te heet worden.

Wetenschappers proberen nog steeds uit te zoeken als klimaatverandering zal leiden tot meer extreme kou gebeurtenissen zoals degene die Texas in februari deed afkoelen. Maar of koude golven zoals degene die Winterstorm Uri heeft voortgebracht meer of minder waarschijnlijk worden, het feit blijft dat de kans op nog een dergelijke gebeurtenis niet nul is. Het kan gemakkelijk weer gebeuren.

Veel weergerelateerde bedreigingen voor het elektriciteitssysteem nemen in frequentie en intensiteit toe en zullen naar verwachting ook in de toekomst verergeren als gevolg van klimaatverandering, volgens de 2017-aflevering van het Amerikaanse ministerie van Energie. Vierjaarlijkse energiebeoordeling , een uitgebreide beoordeling van de energie van het land.

Dat betekent dat miljoenen Amerikanen worden geconfronteerd met het schrikbeeld van langdurige stroomuitval onder het huidige elektriciteitsnet. De infrastructuur die we nu hebben gebouwd, is echt niet klaar voor dit nieuwe normaal, zei Kelly Sanders , een universitair hoofddocent civiele en milieutechniek aan de Universiteit van Zuid-Californië.

En miljoenen hebben ze al ervaren.

In aanvulling op De voortschrijdende stroomuitval in Californië vorig jaar, toen de vraag naar energie piekte als gevolg van een hittegolf, zag de Golden State de afgelopen jaren ook stroomuitval nadat nutsbedrijven opzettelijk de stroom hadden afgesloten om voorkom natuurbrandontstekingen . De CEO van Pacific Gas and Electric, het grootste energiebedrijf van Californië, pleitte schuldig aan 84 tellingen van onvrijwillige doodslag in 2020 als gevolg van recente bosbranden veroorzaakt door de hoogspanningslijnen van het bedrijf.

Als we verder terugkijken, was Lower Manhattan dagenlang verduisterd na de overblijfselen van orkaan Sandy sloeg toe in 2012. En Puerto Rico was gehuld in de grootste stroomuitval in de geschiedenis van de VS nadat orkaan Maria in 2017 toesloeg en het grootste deel van de elektriciteitspalen van het eiland verscheurde.

Een zicht op het Empire State Building gezien vanaf een dak op 14th Street tijdens de black-out in New York in de nasleep van orkaan Sandy op 31 oktober 2012, in New York City.

Orkaan Sandy stuurde een stormvloedkering naar New York City, waardoor een enorm deel van de skyline van Manhattan dagenlang donker werd.

Roy Rochlin/Getty Images

Deze black-outs deden zich voor in verschillende regio's, onder verschillende regelgevende regimes, verschillende energiemixen en onder verschillende stressoren. Wat hen samenbindt, is een mislukking om zich voor te bereiden op een wereld die verandert en prikkels die winst boven voorbereiding verkiezen.

waarom broederschappen en studentenverenigingen slecht zijn

Dus de stroomstoringen in Texas waren niet alleen een gevolg van de hands-off benadering van elektriciteit. Ik denk dat dit ook zou kunnen gebeuren in een sterk gereguleerde markt, zei Borenstein. Zo werd de energie-infrastructuur van Puerto Rico die in 2017 uitviel, beheerd door een openbaar nutsbedrijf.

Het bredere probleem is dat elk energiesysteem worstelt om te pleiten om geld uit te geven aan dingen die misschien nooit worden gebruikt. De kosten zijn vooraf, maar de voordelen zijn ver weg en theoretisch. En die zaak moet niet alleen worden voorgelegd aan toezichthouders, maar ook aan consumenten.

Er zijn veel verschillende marktstructuren die investeringen in deze dingen effectief kunnen stimuleren, maar dit is een vraag die we ons allemaal moeten stellen: hoeveel geld zijn we bereid te investeren in betrouwbaarheid? zei Melissa Lott , onderzoeksdirecteur van het Columbia University Center on Global Energy Policy. We proberen constant die middenweg te vinden waar we zeggen: 'Oké, dit zijn de risico's waarmee we worden geconfronteerd. In hoeverre gaan we de mogelijke impact van die risico's mitigeren?'

Dat betekent dat een deel van het streven naar grotere betrouwbaarheid en veerkracht in het elektriciteitsnet moet komen van stroomgebruikers, die wetgevers en regelgevers onder druk moeten zetten om te handelen. Consumenten moeten ook bereid zijn een deel van de last op zich te nemen.

Het voorkomen van toekomstige stroomuitval vereist een zorgvuldige planning en het zal duur zijn

Net zoals een black-out niet het gevolg is van een enkel storingspunt, vereist de bescherming van het netwerk hiertegen meer dan een enkele oplossing.

Geconfronteerd met het vooruitzicht van meer uitval, zijn er een aantal technische oplossingen: meer energieopslag, gedistribueerde stroomopwekking, interconnecties over de grote elektriciteitsnetten , grotere redundantie, microgrids, vraagrespons, toenemende energie-efficiëntie en verharding van de infrastructuur.

Maar deze dingen kosten allemaal geld of vreten in de marge van bestaande nutsvoorzieningen. Alle soorten black-outs en netstoringen volledig proberen te vermijden, is onbetaalbaar, dus een deel van de oplossing zal ook het beheren van storingen en leren herstellen na een storing zijn.

We zullen niet in staat zijn om onze weg uit de klimaatverstoring concreet te maken, zei Costa Samaras , een universitair hoofddocent civiele en milieutechniek aan de Carnegie Mellon University. Beheerde mislukking klinkt slecht - niemand wil beheerd worden - maar u wilt een systeem hebben dat flexibel genoeg is zodat de rest van het systeem kan reageren.

Tegelijkertijd is er een voortdurende druk om meer schone energie in het net op te nemen en de energieproductie koolstofarm te maken. President Biden heeft een doel gesteld van 100 procent koolstofvrije elektriciteit tegen 2035, over minder dan 15 jaar. Veel daarvan zal afkomstig zijn van hernieuwbare bronnen zoals wind en zon, die in de loop van de dag en in de loop van het jaar aanzienlijk kunnen variëren.

Staan meer veerkracht en meer schone energie tegenover doelen? Nee, deze doelen staan ​​niet op gespannen voet, zei Jill Tietjen, een senior lid van het Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), in een e-mail. De meeste nutsbedrijven in het hele land begrijpen de wens van het publiek om over te stappen van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energie en dit op een duurzame manier te doen, en zoeken naar manieren om dit te doen terwijl ze een betrouwbare elektriciteitsvoorziening bieden.

Hirs was het daarmee eens. Als een technisch probleem, als een natuurkundig probleem, kunnen we het doen, zei hij. Er is niets dat geld niet aan kan. ... Er zal geld voor nodig zijn, en veel.

Aan de andere kant staat de VS klaar om hoe dan ook veel geld uit te geven aan het elektriciteitsnet. een team van onderzoekers van Princeton eerder dit jaar schatte men dat de VS de komende tien jaar $ 9,4 biljoen aan energie zullen besteden. Door het energiesysteem te verschuiven naar een netto-nul-uitstoot van broeikasgassen, zou volgens hun berekeningen een premie van 3 procent aan dat totaal worden toegevoegd. Sommige van deze kosten zullen doorsijpelen naar klanten, en als een koolstofprijs aan de mix wordt toegevoegd, zal dit de prijzen verder verhogen. Dat roept bezorgdheid op over rechtvaardigheid en creëert de behoefte aan een mechanisme om ervoor te zorgen dat mensen met een laag inkomen niet met onnodige lasten worden geconfronteerd.

als Noord-Korea ons aanvalt, waar zal het dan toeslaan?

Een deel van het streven naar decarbonisatie in de hele economie - niet alleen elektriciteitsproductie - betekent: grotere elektrificatie : elektrische auto's, elektrische fornuizen, elektrische verwarming, enzovoort. Dat zal de betrouwbaarheid en veerkracht van het elektriciteitsnet alleen maar verhogen.

Als we steeds meer op elektriciteit gaan vertrouwen, zijn de gevolgen als de elektriciteit uitvalt veel groter, zei Lott.

En in de tussentijd krijgt het elektriciteitsnet te maken met meer stressoren. Dit jaar is klaar om te zijn een van de warmste jaren ooit , dus de vraag naar energie zal deze zomer waarschijnlijk opnieuw een piek zien in de VS als airconditioners worden ingeschakeld. Een groot deel van het westen van de VS is momenteel onder droogte omstandigheden , wat de kans op het aansteken van bepaalde soorten bosbranden kan vergroten. Hoogspanningsleidingen zijn de afgelopen jaren betrokken geweest bij het veroorzaken van grote branden, en de branden hebben op hun beurt de energietransmissie verstoord.

De Lone Star State houdt ondertussen nog steeds rekening met de recente storing. Staatsfunctionarissen wegen veranderingen af ​​die wintervereisten, minimumcapaciteitsniveaus en langetermijnplanning zouden opleggen. Het tijdperk van de vrijlopende vrije markt voor elektriciteit kan in Texas ten einde lopen. En de rest van het land zou goed moeten opletten: niemand kan betrouwbare elektriciteit als vanzelfsprekend beschouwen.