Экстремальная жара делает электричество более дорогим, более загрязняющим и менее надежным

Экстремальная жара в последнее время сильно ударила по всему побережью и за его пределами, и это главное проявление сезона опасностей в этом году. Даже сейчас, когда я пишу это, общины от северо-запада до юго-запада, юго-востока и Пуэрто-Рико находятся под угрозой жары.

Прямое воздействие теплового стресса на здоровье достаточно серьезно и опасно. Но сильная жара также влияет на нашу электроэнергетическую систему, делая ее более дорогой, более загрязняющей и менее надежной. Вот как.

Экстремальная жара может резко увеличить потребление электроэнергии, поскольку люди, чтобы облегчить себе жизнь, включают кондиционеры. Например, Совет по надежности электроснабжения Техаса, электросеть, обслуживающая большую часть штата Одинокая звезда, этим знойным летом уже 11 раз устанавливал новые рекорды спроса на электроэнергию.

По мере роста спроса сетевые операторы обращаются за дополнительной мощностью к электростанциям, которые они не используют часто. Они используют – или «отправляют» – заводы в зависимости от их эксплуатационных расходов, начиная с самых дешевых источников, как объясняет это видео UCS:

Этот подход означает, что спрос в первую очередь удовлетворяется за счет ресурсов, которые не требуют топлива (особенно солнечного и ветрового) или имеют низкую стоимость топлива (ядерного). Следующими обычно идут газовые установки с комбинированным циклом. Если требуется еще большая мощность, то на более высоком или позднем конце кривой находятся такие варианты поставок, как угольные электростанции, газовые «пиковые» электростанции простого цикла или даже электростанции, работающие на нефти (даже несмотря на то, что это топливо вышло из моды в энергетический сектор несколько десятилетий назад). Использование большего количества этих более дорогих источников означает более высокие оптовые затраты на электроэнергию, что приводит к более высоким розничным тарифам для потребителей.

Продвижение вверх по кривой диспетчеризации приводит не только к увеличению затрат, но и к загрязнению окружающей среды. Одним из факторов является загрязненность ископаемого топлива. Уголь, нефть и газ являются основными источниками различных загрязняющих веществ, которые угрожают здоровью населения и окружающей среде.

Ресурсы, находящиеся на верхнем конце кривой затрат и распределения, также имеют тенденцию быть менее эффективными. Даже заводы, использующие одно и то же топливо, могут использовать его по-разному. Газовая установка с комбинированным циклом может иметь КПД 60 процентов, тогда как пиковая установка может иметь КПД от 20 до 35 процентов, то есть тратить до 80 процентов энергии на топливо. Средняя угольная электростанция в США имеет КПД всего около 33 процентов. Для данного киловатт-часа электроэнергии более низкая эффективность означает больше топлива, что означает больше загрязнения.

Таким образом, дополнительный спрос на электроэнергию, который часто сопровождается сильной жарой, не только делает электроэнергию более дорогой, но и делает ее намного более грязной.

Вы можете подумать, что сильный жар, ударивший по нашим кошелькам и легким, будет достаточным ущербом, но это еще не все: более высокая температура также может сделать наше электричество менее надежным.

Одной из причин такой повышенной ненадежности является высокое энергопотребление. Когда стремительный рост тепла приводит к стремительному росту спроса, у сетевых операторов в конечном итоге заканчиваются работающие электростанции, к которым можно было бы обратиться. И хотя отключения электроэнергии могут иметь разные причины, что-то должно произойти, когда спрос превышает доступное предложение.

Экстремальная жара также наносит непосредственный ущерб электростанциям, потенциально усугубляя дефицит энергоснабжения и нанося ущерб другим частям энергосистемы. Многие типы электростанций становятся менее эффективными при более высоких температурах. Например, газовая турбина, рассчитанная на температуру 60 градусов по Фаренгейту, может генерировать только 85 процентов этой мощности, когда температура окружающей среды достигает 100 градусов по Фаренгейту. Многие электростанции, производящие пар для выработки электроэнергии, в том числе атомные и угольные электростанции, большинство газовых электростанций и небольшое количество электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии, также страдают от повышения температуры охлаждающей воды. Кроме того, лесные пожары, усиливающиеся из-за сильной жары, могут разрушить линии электропередачи и другие части электросети.

Это часть снабжения. Но для того, чтобы наше освещение, а также кондиционеры и охлаждающие вентиляторы работали, также требуется подача электроэнергии от электростанций в наши дома и на предприятия, и там тоже бывает сильная жара. Способность линий электропередачи передавать электроэнергию падает с повышением температуры, а при более высоких температурах линии прогибаются сильнее, что может привести к коротким замыканиям. Между тем трансформаторы могут перегреться и выйти из строя.