La Californie peut atteindre de manière fiable 85 % d'énergie propre d'ici 2030 sans risquer de pannes - En route vers un réseau 100 % propre

Les crises d'électricité pendant les vagues de chaleur d'août 2020 en Californie ont soulevé des questions sur la fiabilité du réseau de l'État sur la voie de son objectif d'énergie 100 % propre d'ici 2045.

Mais de nouvelles recherches apportent des réponses claires : La Californie peut atteindre de manière fiable un réseau électrique propre à 85 % d'ici 2030 avec un mélange diversifié d'énergies renouvelables et de batteries, une demande flexible, des échanges avec les États voisins et certaines centrales électriques existantes, sous plusieurs hypothèses de construction et conditions futures possibles. Il s'avère qu'un réseau plus propre est un réseau plus fiable.

Les régulateurs et les élus de l'État peuvent franchir cette étape importante vers l'avenir énergétique 100 % propre de l'État grâce à des actions politiques qui accélèrent le déploiement de diverses énergies propres, réduisent la dépendance à la production de gaz, encouragent les ressources du côté de la demande et améliorent la coordination régionale du commerce de l'électricité avec les États voisins.

Des politiques pour aller de l'avant

La Californie est un leader international dans la réduction de la pollution par les gaz à effet de serre tout en fournissant une énergie de plus en plus propre à une population nombreuse et diversifiée d'utilisateurs d'électricité - 40 millions de personnes et les 5^th plus grande économie. Mesures d'efficacité énergétique ont maintenu la consommation totale d'électricité de l'État à plat pendant de nombreuses années, tandis qu'une série de projets de plus en plus ambitieux normes de portefeuille renouvelables ont conduit à l'adoption rapide de l'approvisionnement en énergie propre à partir de ressources renouvelables comme l'éolien et le solaire.

Les ambitions du régulateur de l'État ont connu un nouvel élan. La California Public Utility Commission (CPUC) a récemment émis des commandes d'approvisionnement pour de nouvelles ressources propres et a approuvé un nouveau plan de réseau préféré pour ses fournisseurs d'électricité visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre à 38 millions de tonnes métriques (MMT) d'ici 2030 et 35 MMT d'ici 2032, créant une production d'électricité sans émissions de 86 % d'ici 2032.

Mais même avec ces ambitions accrues, la Californie doit faire plus pour atteindre ses objectifs d'un avenir fiable et sans carbone. Un nouveau rapport technique de Telos Energy et GridLab et accompagnant rapport de politique by Energy Innovation décrit comment l'État peut relever ce défi.

Une approche inédite

Le rapport technique fournit une nouvelle méthodologie pour aider les décideurs politiques à évaluer rapidement de nombreux portefeuilles de ressources futures et hypothèses pour garantir un futur réseau d'énergie propre. En incluant des scénarios et des sensibilités qui examinent la fiabilité à l'aide de détails tels que des données éoliennes et solaires horaires associées à des données horaires sur la demande pour huit années possibles dans l'ouest des États-Unis, les modélisateurs peuvent comparer les avantages de différents portefeuilles de ressources relativement rapidement et à faible coût.

Les décideurs politiques peuvent alors voir comment chaque portefeuille utilise le plus efficacement sa part de 75 % de ressources renouvelables sur plusieurs années : en minimisant des éléments tels que les pertes aller-retour de la batterie, l'utilisation concentrée des ressources en gaz de l'État et la dépendance excessive vis-à-vis des voisins lorsqu'ils sont régionaux. la demande est élevée.

Le rapport technique modélise également les «conditions de stress» clés qui pourraient menacer la fiabilité, telles que la faible hydroélectricité due à la sécheresse, les restrictions à l'importation, les fermetures d'usines à gaz, les fermetures de centrales au charbon dans les États voisins, et a constaté que chaque portefeuille d'électricité propre à 85% est fiable. En particulier, les modélisateurs ont simulé les conditions météorologiques chaudes qui ont provoqué des pannes de courant en août 2020 et ont découvert qu'un système électrique propre à 85 % aurait une alimentation électrique suffisante dans un événement similaire.

Optimisation pour un calendrier de déploiement ambitieux

Cette nouvelle approche est particulièrement pertinente lorsque l'on considère l'accélération pionnière de la construction d'énergie propre nécessaire pour que l'État atteigne ou dépasse un objectif annuel de 80 % d'énergie propre pour 2030. La modélisation de différents portefeuilles permet aux décideurs d'envisager des compromis importants, comme le rôle de fiabilité que le stockage de la batterie , le gaz et les importations fournissent à un système principalement solaire et éolien, et comment cela change lorsque des ressources plus cohérentes comme la géothermie et l'éolien offshore sont ajoutées au portefeuille.

L'examen de la performance de fiabilité de divers portefeuilles de ressources sous des facteurs de stress clés permet un approvisionnement plus efficace une fois que les portefeuilles proposés ont traversé toutes les étapes réglementaires.

Exemple concret : le portefeuille de « diversité des ressources » du rapport technique présenté ci-dessus réduit la nécessité de construire autant de parcs solaires et éoliens terrestres, réduit les pertes d'énergie aller-retour liées au stockage des batteries à cycle et dépend moins des centrales électriques à combustibles fossiles pour la fiabilité. Pour ce faire, il inclut d'importantes nouvelles ressources de production éolienne et géothermique offshore, qui produisent de l'électricité de manière plus cohérente et complètent d'autres énergies renouvelables, mais à un prix plus élevé. L'ajout d'une réponse à la demande significative au mix compense les besoins importants de stockage de la batterie. La modélisation de GridLab et Telos met en évidence les avantages de fiabilité hors coût de la diversification des ressources et peut être un outil précieux pour tous les États travaillant vers des objectifs d'électricité propre.

En tant qu'agences énergétiques californiennes et son opérateur de réseau CAISO poursuivre la mise en œuvre l'agenda politique de l'État en matière d'énergie propre, ils devraient intégrer la nouvelle approche du rapport technique pour évaluer un ensemble plus large de portefeuilles tout en poursuivant l'étroite collaboration en matière de fiabilité et d'approvisionnement dont ils ont fait preuve depuis les vagues de chaleur d'août 2020.

Des efforts spécifiques pour planifier le futur déploiement de l'éolien offshore et mandater directement l'achat de ressources de production plus diversifiées comme les énergies renouvelables propres (généralement géothermiques) et le stockage de longue durée peuvent être utiles, mais les rapports indiquent comment cela pourrait être fait de manière plus organique et transparente. Ce type d'analyse viendrait compléter l'analyse récente de la CPUC des ambitions accrues dans la planification des ressources et le nouveau CAISO clairvoyant Perspectives de transmission sur 20 ans.

Un avenir plus équitable grâce à un réseau plus propre

Une transition équitable vers une électricité propre dépend de l'investissement et de la création de marchés pour des produits économiquement viables. portefeuilles d'énergie propre qui aident à retirer les unités de gaz naturel nuisant aux communautés les plus polluées de Californie. Une transition juste pour les communautés touchées comprend également l'augmentation de la résilience de la communauté, la construction de ressources propres avec des emplois et des avantages économiques, et l'utilisation de la consultation locale pour sélectionner de nouveaux investissements.

Les multiples scénarios de l'étude technique ont révélé que le réseau de l'État serait fiable même après le retrait de 11.5 gigawatts (GW), soit environ un tiers de la capacité gazière existante de la Californie. Bien qu'au-delà de la portée de l'étude technique, le rapport politique d'accompagnement recommande de donner la priorité aux usines à gaz à la retraite situées à proximité ou dans des communautés défavorisées au plus tard en 2030, tout en réduisant à zéro la dépendance de l'État au gaz dès que possible. Certaines agences, dont la CPUC, ont fait des progrès en matière d'inclusivité et de justice environnementale, mais efforts bloqués pour retirer le gaz montrer qu'il reste encore du travail à faire.

Les agences d'État et les décideurs doivent se concentrer sur les causes profondes de l'utilisation continue du gaz naturel en Californie et élaborer un plan pour l'éliminer progressivement. Cela implique de réexaminer comment de nouveaux portefeuilles d'énergie propre et l'utilisation de ressources du côté de la demande pourraient remplacer le gaz naturel en fournissant une valeur de fiabilité au niveau du système et au niveau local.

Les planificateurs devraient doubler la diversité des ressources

En utilisant les informations de l'étude technique, le rapport de politique montre comment un ensemble plus diversifié de ressources propres peut fournir des avantages encore plus significatifs au réseau en transformation rapide de l'État. Ces avantages comprennent des besoins réduits en matière d'utilisation des terres et de transmission, une possibilité accrue d'atteindre les objectifs d'électricité propre, des impacts moindres sur les communautés défavorisées et une résilience accrue.

La diversité des ressources peut prendre plusieurs formes : ressources d'approvisionnement (par exemple, éolien offshore, géothermique ou solaire distribué), localisation des ressources (différents emplacements peuvent fournir des profils complémentaires), flexibilité de la demande et coordination plus étroite avec les États voisins. L'étude technique montre que l'électricité importée de ces voisins joue souvent un rôle clé dans l'équilibrage du réseau. Compte tenu des conclusions de l'étude selon lesquelles des réserves d'énergie sont disponibles dans tout l'Ouest lorsque la Californie en a besoin, une coordination plus étroite permettra à la Californie de s'appuyer sur ses voisins avec plus de confiance.

La transition énergétique propre accélérée de la Californie est une opportunité

Aller de l'avant avec la transformation de l'énergie propre en Californie pose de nombreux défis pour continuer à garder les lumières allumées, comme comment continuer à construire de nouvelles infrastructures, s'engager plus profondément avec les consommateurs d'électricité pour débloquer les ressources distribuées et comprendre les implications de dépendre de nouvelles ressources comme les batteries qui fournissent puissance à la rigueur mais besoin d'être rechargée.

Cependant, cette transformation offre également des opportunités incroyables grâce à une planification et des politiques plus intelligentes telles que la lutte contre le changement climatique, l'amélioration de la qualité de l'air dans les communautés défavorisées, l'adoption de nouvelles approches pour évaluer la combinaison la plus efficace de ressources en électricité propre, la création d'une arène pour toutes sortes d'innovations technologiques. , et la construction d'un réseau plus résilient qui sera un modèle pour d'autres États et pays.