Oprócz wielu innych niszczycielskich konsekwencji dla ludzi Huragan Maria opuścił wyspę Puerto Rico ze zniszczoną siecią energetyczną. Energia została odcięta na całej wyspie, a około 80 procent jej przewodów przesyłowych i dystrybucyjnych było ubezwłasnowolnionych. Kiedy szpitale i inni krytyczni użytkownicy nie mogli uzyskać zasilania rezerwowego, a zapasy wody wyczerpały się, przedłużające się przerwy stały się kryzysem humanitarnym, który należy rozwiązać.
powiązana zawartość
- W latach 40. XX wieku Solar House napędzał innowacje i kobiety w STEM
Tego haniebnego rezultatu należało uniknąć przy silnym i szybkim przywództwie federalnym. Jednak ponad pięć tygodni po burzy przebudowano tylko około 40 procent sieci, a usługa pozostaje zawodna nawet w przypadku przywrócenia zasilania.
Gdy proces odzyskiwania postępuje naprzód, pytania zadają następujące pytania: Dlaczego odbudowujemy siatkę, aby była taka sama jak przed burzą? Czy nie możemy wykorzystać tej okazji do stworzenia bardziej nowoczesnego, odpornego i odnawialnego systemu energii? Czy nie jest to idealna okazja na ulepszenie?
Odpowiedź na te pytania, z mojej perspektywy, pracując i badając branżę energetyczną przez cztery dekady, ma niewiele wspólnego z technologiami i wszystkim, co wiąże się z niektórymi prawie nie do pokonania wyzwaniami finansowymi i zarządczymi. Jest droga do przodu, ale nie będzie to łatwe.
System zasilania przed Marią
Przed Marią Puerto Rico miało jeden z największych publicznych organów władzy w USA, znany jako PREPA, obsługujący populację 3, 4 miliona ludzi z 31 elektrowni, 293 podstacji i 32 000 mil drutu. Prawie połowa jego produkcji pochodziła ze starych, bardzo drogich elektrowni opalanych olejem, co powoduje, że ceny wynoszą około 22 centów za kilowatogodzinę, jedne z najwyższych w Stanach Zjednoczonych. Wyspa ma kilka farm fotowoltaicznych na słońcu, ale otrzymuje około 46 procent energii z ropy i tylko około 3 procent od energii słonecznej.
W centrum tego wszystkiego znajduje się PREPA i jej ponadwymiarowa rola w Puerto Rico. Z długiem w wysokości 9 miliardów USD PREPA uczestniczyła w spornym procesie refinansowania, który ostatecznie wymagał działań kongresowych. PREPA jest także największym pracodawcą na wyspie, silnie powiązanym z przywództwem wyspy, więc propozycje postrzegane jako mające negatywny wpływ na PREPA mogą być trudne do wdrożenia. Niedawno wyspa ustanowiła nową komisję energetyczną o nazwie PREC, która nadzoruje plany, wydatki i stawki PREPA.
Huragan Maria zniszczył dalekosiężne linie przesyłowe, które oprócz lokalnych tyczek elektroenergetycznych przekazują energię z bardziej odległych części wyspy. (AP Photo / Gerald Herbert) Wysiłki PREC na rzecz reform podkreślają ogromne wyzwania, przed którymi stoi narzędzie. We wrześniu 2016 r. PREC wydał polecenie nakazujące PREPA przekształcenie niektórych swoich zakładów naftowych w gaz, renegocjację niektórych drogich umów na odnawialne źródła energii i zakup większej ilości energii odnawialnej.
W kwietniu 2017 r. PREPA wydała nowy plan finansowy z bardzo ponurymi perspektywami: zaległości w utrzymaniu w wysokości 4 miliardów dolarów, utrata w pełni jednej czwartej sprzedaży w ciągu następnych 10 lat oraz ciągły czerwony atrament, o ile okiem sięgnąć. Tymczasem programiści energii odnawialnej, którzy próbowali budować rośliny na wyspie, napotkali ogromne trudności, o czym pisał ten post na blogu.
Następnie, tuż przed Marią, PREPA ogłosiła bankructwo. Maria zniszczyła zatem siatkę systemu, który już był bankrutem, mając problemy z utrzymaniem swojej obsługi i płaceniem rachunków, odpornym na odnawialne połączenia i trudnym politycznie do reformy.
Propozycje odbudowy za pomocą mikrosieci
Wyzwanie polega zatem na 1) jak najszybszym przywróceniu dostępu do energii; 2) rozpocząć budowę trwałej i odpornej sieci; oraz 3) zreformować zepsuty system regulacyjny. W obliczu burzy eksperci i firmy zajmujące się czystą energią postrzegają to jako idealną okazję, aby zacząć od nowa.
„Puerto Rico będzie liderem dla nowej generacji infrastruktury czystej energii” - stwierdził jeden z dyrektorów generalnych ds. Energii słonecznej - „a świat nadejdzie”. Elon Musk również sławnie napisał na Twitterze o rozwiązaniu problemów energetycznych wyspy z systemami solarnymi i akumulatorami Tesli.
Dzięki szeregowi paneli słonecznych i akumulatorów grupa budynków, takich jak szpital lub dzielnica, może sama się zasilać i działać niezależnie w przypadku awarii centralnej sieci - zwanej w języku przemysłowym „wyspiarstwem”.
Pod warunkiem, że można za nie zapłacić i bezpiecznie je obsługiwać, szybkie ustawienie tych systemów mikrosieci słonecznych jest doskonałym środkiem, który stanowi zarówno lukę, jak i długoterminowy wkład. Systemy te można skonfigurować w ciągu kilku dni, zapewniając wystarczającą moc, aby pomóc dzielnicom o krytycznych potrzebach energetycznych, takich jak ładowanie telefonu komórkowego, zasilanie bankomatów i świadczenie usług elektrycznych dla służby zdrowia i osób udzielających pierwszej pomocy.
Hospital del Niño jest pierwszym z wielu realizowanych projektów magazynowania energii słonecznej +. Wdzięczny za wsparcie w odbudowie Portoryko z @ricardorossello pic.twitter.com/JfAu11UBYg
- Tesla (@Tesla) 24 października 2017 r
Jednak systemy te kosztują dziesiątki tysięcy dolarów i obecnie nie ma znaczącego sposobu zapłaty za nie poza dobrocią nieznajomych. Trzy i pół miliona ludzi potrzebowałoby może 350 000 takich systemów - po cenie miliardów dolarów - aby zaspokoić tylko ułamek zapotrzebowania większości rodzin na energię.
Nawet jeśli koszty nie były brane pod uwagę, te systemy rozproszone nie zastępują sieci. Wiele osób uważa, że mikrosieci nie potrzebują słupów i przewodów, ale jeśli obsługują więcej niż jeden budynek, używają prawie tej samej siatki, z której korzystamy obecnie.
Po przebudowie sieci nowe systemy niezależne od sieci powinny stać się częścią szeregu nowych mikrosieci społeczności lub sieci wielu instalacji paneli słonecznych wspieranych przez magazyn. Te połączone ze sobą systemy byłyby w stanie „wyspić” się razem, aby cała społeczność działała na częściowym, jeśli nie pełnym poziomie usług. Dzięki niezbędnemu planowaniu i zatwierdzeniom można by utworzyć nowe lokalne organizacje energetyczne - być może odrębne od PREPA - w celu finansowania przekształcenia lokalnych sieci w bardziej odporną formę.
Istnieje więc ścieżka od obecnej siatki do takiej, która jest o wiele czystsza i bardziej odporna, ale nie jest to ani proste ani szybkie. Wymagałoby to połączenia pełnego i szybkiego przywrócenia władzy z dużym zastrzykiem kapitału.
Istotnym elementem tej ścieżki jest zmiana podstawy generacji ze starzejącej się, nieefektywnej floty PREPA na czyste źródła. Jednak nawet w bardzo szybkim tempie planowanie gospodarki, finansowania i inżynierii tego przejścia zajmuje miesiące. Częściej potrzeba lat i starannego planowania ekonomicznego i finansowego, aby zebrać miliardy dolarów potrzebnego kapitału, a następnie mądrze je wydać.
Trwała, odporna ścieżka naprzód
Obywatele Puerto Rico przeżyli ogromne trudności i tragedie. Jako społeczeństwo z pewnością jesteśmy im winni zrobić wszystko, co w naszej mocy, aby zmniejszyć szkody spowodowane kolejnym huraganem i przywrócić moc. Jednak droga do zrównoważonej i odpornej sieci na wyspie nie jest tak prosta, jak zrzucające powietrze panele słoneczne i inny sprzęt na wyspę i zakładając, że wszystko będzie dobrze. Sugestia, że przywrócenie zasilania poprzez przesadzenie obecnych biegunów i przewodów spowoduje zamknięcie bardziej rozproszonego rozwiązania, nie jest poprawna, ani nie jest to najbardziej sprawiedliwy sposób na przywrócenie zasilania wszystkim tak szybko, jak to możliwe.
Nie oznacza to, że instalacji w pełni niezależnych systemów słonecznych i mikrosieci należy w jakikolwiek sposób zniechęcać. Przy ważnym zastrzeżeniu, że sprzęt jest odpowiednio utrzymywany, im więcej energii słonecznej i magazynowania będziemy mogli szybciej dostać się na wyspę, tym lepiej.
W tym momencie siatka Portoryko jest odbudowywana zasadniczo tak jak wcześniej.
Ale nawet gdy sieć jest odbudowywana tak szybko, jak to możliwe, planowanie i inżynieria powinny rozpocząć się od migracji sieci do mniejszych odcinków, które same się wyspą. Musi to obejmować wszystkie główne aspekty rozwoju i eksploatacji systemu elektroenergetycznego, w tym finansowanie, własność, eksploatację i utrzymanie systemów.
Jedynym logicznym sposobem, aby Puerto Rico - i każdy inny układ elektryczny podatny na burzę - stał się serią sprężystych i czystych mikrosieci, jest najpierw uruchomienie całej sieci, a następnie stworzenie sekcji, które mogą się od siebie oddzielić i działać niezależnie, gdy pojawią się problemy.
Dr Fox-Penner dziękuje Scottowi Sklarowi, Philowi Hanserowi, Sameerowi Reddy, Thomasowi McAndrew i Jennie Hatch za wkład. Wszystkie błędy są jego własne.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation.
