A Califórnia pode atingir com segurança 85% de energia limpa até 2030 sem arriscar interrupções – a caminho de uma rede 100% limpa

As crises de energia durante as ondas de calor da Califórnia em agosto de 2020 levantaram questões sobre a confiabilidade da rede do estado no caminho para sua meta de 100% de energia limpa até 2045.

Mas novas pesquisas fornecem respostas claras: A Califórnia pode alcançar de forma confiável uma rede elétrica limpa de 85% até 2030 com uma mistura diversificada de energias renováveis ​​e baterias, demanda flexível, comércio com estados vizinhos e algumas usinas de energia existentes – sob várias premissas de construção e possíveis condições futuras. Acontece que uma grade mais limpa é uma grade mais confiável.

Reguladores estaduais e autoridades eleitas podem alcançar este importante passo em direção ao futuro de energia 100% limpa do estado por meio de ações políticas que aceleram a implantação diversificada de energia limpa, reduzem a dependência da geração de gás, incentivam os recursos do lado da demanda e melhoram a coordenação regional do comércio de eletricidade com os estados vizinhos.

Políticas para avançar

A Califórnia é líder internacional na redução da poluição por gases de efeito estufa, ao mesmo tempo em que fornece energia cada vez mais limpa para uma grande e diversificada população de usuários de eletricidade – 40 milhões de pessoas e 5^th maior economia. Medidas de eficiência energética mantiveram o consumo total de energia do estado estável por muitos anos, enquanto uma série de medidas cada vez mais ambiciosas padrões de portfólio renováveis impulsionaram a rápida adoção do fornecimento de energia limpa a partir de recursos renováveis, como eólica e solar.

As ambições dos reguladores estaduais viram um novo impulso. A Comissão de Utilidade Pública da Califórnia (CPUC) emitiu recentemente ordens de compra para novos recursos limpos e aprovou um novo Plano de Sistema Preferencial para seus fornecedores de energia com o objetivo de reduzir as emissões de gases de efeito estufa para 38 milhões de toneladas métricas (MMT) até 2030 e 35 MMTs até 2032, criando uma geração de energia livre de emissões de 86% até 2032.

Mas mesmo com essas ambições cada vez maiores, a Califórnia deve fazer mais para cumprir suas metas de um futuro confiável e sem carbono. Uma nova relatório técnico da Telos Energy e GridLab e acompanha relatório de política by Energy Innovation descreve como o estado pode enfrentar esse desafio.

Uma nova abordagem

O relatório técnico fornece uma nova metodologia para ajudar os formuladores de políticas a avaliar rapidamente muitos portfólios de recursos futuros e suposições para garantir uma futura rede de energia limpa. Ao incluir cenários e sensibilidades que examinam a confiabilidade usando detalhes como dados horários eólicos e solares combinados com dados de demanda horária por oito anos possíveis no oeste dos EUA, os modeladores podem comparar os benefícios de diferentes portfólios de recursos com relativa rapidez e baixo custo.

Os formuladores de políticas podem então ver como cada portfólio faz o uso mais eficiente de sua parcela de 75% de recursos renováveis ​​ao longo de vários anos: minimizando coisas como perdas de ida e volta da bateria, o uso concentrado de recursos de gás no estado e dependência excessiva de vizinhos quando os a demanda é alta.

O relatório técnico também modela as principais “condições de estresse” que podem ameaçar a confiabilidade, como baixa energia hidrelétrica devido à seca, restrições de importação, aposentadorias de usinas de gás, aposentadorias de usinas de carvão em estados vizinhos, e descobriu que cada portfólio de eletricidade limpa de 85% é confiável. Em particular, os modeladores simularam as condições de clima quente que causaram interrupções de energia em agosto de 2020 e descobriram que um sistema de eletricidade 85% limpo teria amplo fornecimento de eletricidade em um evento semelhante.

Otimização para um cronograma de implantação ambicioso

Essa nova abordagem é particularmente importante ao considerar a aceleração pioneira na construção de energia limpa necessária para que o estado atinja ou exceda uma meta anual de 80% de energia limpa para 2030. A modelagem de diferentes portfólios permite que os formuladores de políticas considerem importantes compensações, como o papel de confiabilidade que o armazenamento de baterias , gás e importações fornecem a um sistema baseado principalmente em energia solar e eólica, e como isso muda quando recursos mais consistentes, como geotérmica e eólica offshore, são adicionados ao portfólio.

Examinar o desempenho de confiabilidade de vários portfólios de recursos sob os principais fatores de estresse permite aquisições mais eficientes depois que os portfólios propostos passaram por todos os obstáculos regulatórios.

Caso em questão: o portfólio de “Diversidade de Recursos” do relatório técnico mostrado acima reduz a necessidade de construir tantos parques eólicos solares e terrestres, reduz as perdas de energia de ida e volta do armazenamento de baterias de ciclismo e depende menos de usinas de combustível fóssil para confiabilidade. Ele faz isso incluindo novos recursos significativos de geração eólica offshore e geotérmica, que produzem energia de forma mais consistente e complementam outras energias renováveis, mas com um preço mais alto. Adicionar resposta de demanda significativa ao mix compensa grandes necessidades de armazenamento de bateria. A modelagem do GridLab e do Telos destaca os benefícios de confiabilidade sem custo da diversificação de recursos e pode ser uma ferramenta valiosa para todos os estados que trabalham em direção a metas de eletricidade limpa.

Como agências de energia da Califórnia e seu operador de rede CAISO continuar implementando da agenda de política de energia limpa do estado, eles devem incorporar a nova abordagem do relatório técnico para avaliar um conjunto mais amplo de portfólios, continuando a estreita colaboração em confiabilidade e compras que exibiram desde as ondas de calor de agosto de 2020.

Esforços específicos para planejar a futura implantação de energia eólica offshore e exigir diretamente a aquisição de recursos de geração mais diversos, como energias renováveis ​​​​limpas (geralmente geotérmicas) e armazenamento de longa duração, podem ser úteis, mas os relatórios apontam como isso pode ser feito de forma mais orgânica e transparente. Esse tipo de análise complementaria as recentes pesquisas da CPUC ambições aumentadas no planejamento de recursos e o novo CAISO visionário Perspectivas de transmissão de 20 anos.

Um futuro mais justo a partir de uma rede mais limpa

Uma transição equitativa de eletricidade limpa depende do investimento e da criação de mercados para portfólios de energia limpa que ajudam a aposentar unidades de gás natural que prejudicam as comunidades mais poluídas da Califórnia. Uma transição justa para as comunidades impactadas também inclui aumentar a resiliência da comunidade, construir recursos limpos com empregos e benefícios econômicos e usar a consulta local na seleção de novos investimentos.

Os vários cenários do estudo técnico descobriram que a rede do estado seria confiável mesmo depois de aposentar 11.5 gigawatts (GW), ou cerca de um terço da capacidade de gás existente na Califórnia. Embora esteja além do escopo do estudo técnico, o relatório de política complementar recomenda priorizar a retirada de usinas de gás localizadas perto ou em comunidades desfavorecidas até 2030, enquanto elimina a dependência do estado do gás o mais rápido possível. Algumas agências, incluindo o CPUC, fizeram algum progresso com inclusão e justiça ambiental, mas esforços paralisados ​​para retirar o gás mostrar que ainda há mais trabalho a fazer.

As agências estaduais e os formuladores de políticas devem se concentrar nas causas profundas do uso contínuo do gás natural na Califórnia e desenvolver um plano para eliminá-lo gradualmente. Isso implica reexaminar como novos portfólios de energia limpa e o uso de recursos do lado da demanda podem substituir o gás natural no fornecimento de valor de confiabilidade no sistema e nos níveis local.

Os planejadores devem dobrar a diversidade de recursos

Usando insights do estudo técnico, o relatório de políticas mostra como um conjunto mais diversificado de recursos limpos pode fornecer vantagens ainda mais significativas para a rede em rápida transformação do estado. Essas vantagens incluem menor uso da terra e necessidades de transmissão, maior viabilidade de atingir metas de eletricidade limpa, menores impactos em comunidades desfavorecidas e maior resiliência.

A diversidade de recursos pode vir de várias formas: recursos de fornecimento (por exemplo, energia eólica offshore, geotérmica ou solar distribuída), localização de recursos (diferentes locais podem fornecer perfis complementares), flexibilidade de demanda e coordenação mais próxima com estados vizinhos. O estudo técnico mostra que a energia importada desses vizinhos geralmente desempenha um papel fundamental no equilíbrio da rede. Dada a descoberta do estudo de que as reservas de energia estão disponíveis em todo o Oeste quando a Califórnia precisa, uma coordenação mais próxima permitirá que a Califórnia confie em seus vizinhos com mais confiança.

A transição acelerada de energia limpa da Califórnia é uma oportunidade

Avançar com a transformação de energia limpa da Califórnia oferece muitos desafios para continuar mantendo as luzes acesas, como continuar construindo novas infraestruturas, envolvendo mais profundamente os consumidores de eletricidade para liberar recursos distribuídos e entender as implicações de depender de novos recursos, como baterias que fornecem energia em uma pitada, mas precisa ser recarregada.

No entanto, essa transformação também oferece oportunidades incríveis por meio de planejamento e políticas mais inteligentes, como combater as mudanças climáticas, melhorar a qualidade do ar em comunidades desfavorecidas, adotar novas abordagens para avaliar a combinação mais eficaz de recursos de eletricidade limpa, criar uma arena para todos os tipos de inovação tecnológica florescer , e construir uma rede mais resiliente que servirá de modelo para outros estados e países.