Il caldo estremo ha colpito duramente ultimamente da una costa all’altra e oltre, ed è uno dei motivi principali per cui la Danger Season si è presentata quest’anno. Proprio mentre scrivo questo, le comunità dal nord-ovest al sud-ovest al sud-est e a Porto Rico sono in allerta caldo.
Immagine gentilmente concessa da Kyle Field | CleanTechnica
L’impatto diretto sulla salute dello stress da calore è già abbastanza grave e pericoloso. Ma il caldo estremo colpisce anche il nostro sistema elettrico in modi che lo rendono più costoso, più inquinante e meno affidabile. Ecco come.
Il caldo estremo significa elettricità più costosa
Il caldo estremo può aumentare notevolmente il consumo di elettricità poiché le persone accendono i condizionatori per trovare sollievo. Ad esempio, l’Electric Reliability Council of Texas, la rete elettrica che serve gran parte del Lone Star State, ha già stabilito nuovi record per la domanda di energia 11 volte questa afosa estate.
Con l’aumento della domanda, gli operatori di rete si rivolgono a capacità extra per le centrali elettriche che non utilizzano frequentemente. Usano – o “spediscono” – gli impianti in base ai costi operativi, iniziando prima dalle fonti più economiche, come spiega questo video UCS:
Questo approccio significa che la domanda viene soddisfatta innanzitutto da risorse che non richiedono carburante – in particolare solare ed eolico – o che hanno bassi costi di carburante – il nucleare. Solitamente vengono dopo gli impianti a gas a ciclo combinato. Se è necessaria una capacità ancora maggiore, all’estremità superiore o successiva della curva ci sono opzioni di fornitura come le centrali a carbone, gli impianti di “picco” a gas a ciclo semplice o anche quelli alimentati a petrolio (anche se quel combustibile è caduto in disgrazia negli Stati Uniti). settore energetico decenni fa). L’utilizzo di queste fonti più costose comporta costi dell’elettricità all’ingrosso più elevati, che si traducono in tariffe al dettaglio più elevate per i clienti.
Il caldo estremo significa elettricità più sporca
Salendo ulteriormente la curva di dispacciamento si aumentano non solo i costi, ma anche l’inquinamento. Un fattore è la sporcizia dei combustibili fossili. Carbone, petrolio e gas sono le principali fonti di una serie di sostanze inquinanti che minacciano la salute pubblica e l’ambiente.
Anche le risorse all’estremità superiore della curva costi-dispacciamento tendono ad essere meno efficienti. Anche gli impianti con lo stesso combustibile potrebbero utilizzarlo in modo diverso. Un impianto a gas a ciclo combinato potrebbe avere un’efficienza del 60%, mentre un impianto di picco del gas potrebbe essere efficiente dal 20 al 35%, ovvero sprecare fino all’80% dell’energia nel suo carburante. La centrale a carbone media degli Stati Uniti ha un’efficienza pari solo al 33% circa. Per un dato kilowattora di elettricità, un’efficienza inferiore significa più carburante, il che significa più inquinamento.
Quindi la richiesta di energia extra che spesso deriva dal caldo estremo non solo rende l’elettricità più costosa, ma la rende anche molto più sporca.
Il caldo estremo significa elettricità meno affidabile
Si potrebbe pensare che il caldo estremo che colpisce i nostri portafogli e i nostri polmoni sia già un danno sufficiente, ma c’è di più: un calore più elevato può anche rendere la nostra elettricità meno affidabile.
Uno dei motivi di questa ulteriore inaffidabilità è l’elevata richiesta di potenza. Quando il caldo alle stelle porta a una domanda alle stelle, gli operatori di rete finiscono per rimanere senza centrali elettriche funzionanti a cui rivolgersi. E, anche se i blackout possono avere varie cause, qualcosa deve succedere quando la domanda supera l’offerta disponibile.
Il caldo estremo inoltre ha un impatto diretto sulle centrali elettriche, potenzialmente esacerbando la carenza di approvvigionamento e colpisce altre parti della rete. Molti tipi di centrali elettriche diventano meno efficienti a temperature più elevate. Ad esempio, una turbina a gas con temperatura nominale di 60 gradi F potrebbe essere in grado di generare solo l’85% di tale capacità quando la temperatura ambiente raggiunge i 100 gradi F. Anche molte centrali elettriche che producono vapore per generare elettricità, comprese le centrali nucleari e a carbone, la maggior parte degli impianti a gas e un piccolo numero di impianti di energia rinnovabile, subiscono un duro colpo quando la temperatura dell’acqua di raffreddamento aumenta. Inoltre, gli incendi intensificati dal caldo estremo possono distruggere le linee di trasmissione e altre parti della rete elettrica.
Questa è la parte dell’offerta. Ma mantenere in funzione le nostre luci, i condizionatori d’aria e le ventole di raffreddamento richiede anche la fornitura di energia dagli impianti alle nostre case e alle nostre attività, e anche lì arriva un forte calore. La capacità delle linee di trasmissione di trasportare elettricità diminuisce con l’aumentare della temperatura e le linee si abbassano maggiormente a temperature più elevate, portando potenzialmente a cortocircuiti. I trasformatori, nel frattempo, possono surriscaldarsi e guastarsi.
Ciò che possiamo fare
Gli oneri aggiuntivi derivanti dal caldo estremo che derivano dal settore energetico sono gravi, ma ci sono risposte serie che possiamo apportare.
Un passo importante è riconoscere che l’impatto del caldo estremo attraverso il settore energetico non colpisce tutti allo stesso modo o equamente. Ad esempio, i carichi energetici sono in media più pesanti per le famiglie nere, ispaniche e native americane. Le piante Peaker si trovano in modo sproporzionato all’interno o vicino a comunità a basso reddito e comunità di colore. E le interruzioni di corrente colpiscono alcune famiglie molto più duramente di altre.
Date queste disuguaglianze nel sistema energetico statunitense, una risposta importante a breve termine è assicurarsi di avere e utilizzare sistemi che proteggano i soggetti più a rischio. Ciò significa, ad esempio, avere opzioni non solo per le persone che non hanno accesso domestico all’aria condizionata quando ce n’è più bisogno, ma anche per coloro che non possono permettersi i costi aggiuntivi dell’elettricità che il riscaldamento comporta. I centri di raffreddamento e l’assistenza sulle bollette, ad esempio, possono salvare vite umane.
Gli operatori di rete dispongono di una gamma di strumenti che possono utilizzare, sia nel breve che nel lungo termine, per affrontare gli impatti del caldo estremo sul settore energetico, e altri decisori del settore energetico possono contribuire a rendere questi strumenti più una realtà. Incentivi e tecnologie possono incoraggiare e aiutare i clienti a spostare la domanda verso orari non di punta, e gli investimenti nell’efficienza energetica possono aiutare a ridurre la domanda complessiva, anche durante i picchi. Lo stoccaggio dell’energia, come le batterie ben posizionate – caricate con elettricità pulita quando la domanda è inferiore – può fornire un’offerta aggiuntiva quando la domanda aumenta. Nel frattempo, collegamenti di trasmissione più forti con altre parti del Paese, se fatti bene, possono consentire a un’area duramente colpita dal caldo estremo di attingere a risorse extra altrove in modo da ridurre i costi e gli oneri di inquinamento.
Un altro strumento chiave è l’energia rinnovabile, su vasta scala, e l’esperienza recente ha sicuramente dimostrato il valore di una maggiore quantità di energia eolica, solare e di altre fonti rinnovabili, come in Texas (ripetutamente). L’impiego di più energie rinnovabili – e la disponibilità di un’adeguata capacità di trasmissione per esse – può spostare le opzioni di centrali elettriche più costose e più sporche più a destra nelle curve di dispacciamento ed evitare o ritardare il loro utilizzo. L’energia solare sui tetti e altre fonti rinnovabili distribuite possono ridurre la pressione sulla rete elettrica fornendo energia dove è necessaria. Se abbinate allo stoccaggio dell’energia in loco, queste risorse possono anche aiutare a risolvere i vincoli di trasmissione, fornire energia di backup critica in luoghi chiave delle comunità e persino eliminare gli impianti di punta. E l’utilizzo di risorse a zero emissioni di carbonio invece dei combustibili fossili può, a lungo termine, rallentare il cambiamento climatico causando gran parte del caldo estremo.
Il caldo estremo può colpirci duramente attraverso il settore energetico, colpendo le nostre finanze, la nostra salute e l’affidabilità di tale energia, e può colpire alcuni molto più duramente di altri. Per il bene di tutti, possiamo reagire.
Di John Rogers, Responsabile analisi della campagna energetica. Per gentile concessione dell’Unione degli scienziati interessati, The Equation.
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