En été de chaleur record, le réseau électrique américain tient le coup jusqu'à présent

Malgré les avertissements précédents des opérateurs de réseau et des experts en fiabilité du réseau électrique, les vagues de chaleur sans précédent de cet été n'ont pas provoqué de pannes d'électricité aux États-Unis, du moins pas jusqu'à présent.

Alors que les résidents de plusieurs États, dont Texas, Indiana, Illinois ainsi que Iowa, ont été incités à réduire leur consommation d'énergie aux heures de pointe pour éviter les pannes roulantes, peu ont eu à les subir à ce stade.

Les résidents de Grosse Pointe, dans le Michigan, juste au nord de Detroit, ont perdu l'électricité fin juillet en raison d'une panne de transmission. DTE EnergyDTE
le vice-président des opérations de distribution a déclaré à la section locale ABC-affilié que la panne peut avoir été causée par une infrastructure vieillissante mais que "certainement, les températures élevées pourraient avoir joué un rôle". Ailleurs, les habitants de New York City ainsi que Californie centrale face à des pannes causées par la chaleur.

Selon le professeur Jay Apt, codirecteur du Carnegie Mellon Electricity Industry Center, la plupart des pannes de courant sont toujours le résultat d'un événement local, comme une voiture heurtant un poteau électrique. "Très peu de pannes sont causées par une production d'électricité insuffisante et des lignes de transmission défaillantes... la principale cause est les tempêtes qui feront sauter un arbre dans une ligne électrique", a-t-il déclaré.

"En général, je dirais que le réseau a bien résisté, mais c'est très tôt dans l'été", a déclaré North American Electric.AEP
Le PDG et président de Reliability Corporation (NERC), Jim Robb, a déclaré sur le podcast Public Power Now en juillet. "La véritable période de tension pour le réseau va arriver en août et début septembre, en particulier dans l'ouest. Je ne dirais donc en aucun cas que nous sommes tirés d'affaire, mais jusqu'à présent, les gestionnaires de réseau ont pu organiser leurs parcs de production pour pouvoir répondre à la demande qu'ils ont constatée.

An Évaluation de risque climatique par le NERC en mai a constaté que l'Electric Reliability Council of Texas, l'ensemble des 14 États américains relevant du Western Electricity Coordinating Council et les États du centre des États-Unis relevant du Southwest Power Pool étaient exposés à un risque saisonnier élevé, ce qui signifie qu'ils étaient confrontés au "potentiel d'insuffisance de fonctionnement". réserves dans des conditions [météorologiques] supérieures à la normale. Le Midcontinent Independent System Operator – qui gère la production et la transmission d'électricité dans 15 États, dont l'Illinois et le Michigan – était à «risque élevé» et pourrait faire face à «un potentiel de réserves d'exploitation insuffisantes dans des conditions de pointe normales».

Robb a déclaré à Forbes dans un communiqué que l'évaluation de cet été "est parmi les plus décevantes que le NERC ait publiées à ce jour".

"Depuis 2018, nous avons constaté un nombre croissant de risques pour la fiabilité du système d'alimentation en masse qui se produisent à un rythme accéléré", a déclaré Robb. "Alors que le réseau subit une transformation fondamentale, la gestion du rythme du changement est le défi central pour assurer la fiabilité et la résilience face à des événements de plus en plus fréquents et extrêmes."

Les températures élevées et la sécheresse prévues ont été un facteur important dans les sombres perspectives du NERC, le National Weather Service ayant déclaré en mai que la probabilité que presque tous les États-Unis connaissent des températures supérieures à la normale cet été était « penchée » ou « probable » au-dessus de la normale. Le NWS a également constaté que la majeure partie du nord-ouest, la majeure partie du centre des États-Unis et la majeure partie du Texas étaient confrontées à des niveaux de précipitations « inférieurs » et « probablement inférieurs » à la normale.

Les prévisions météorologiques se sont avérées exactes : la plupart de l'Ouest et du Sud-Ouest connaissent des sécheresses et plusieurs villes à travers le pays ont enregistré record températures.

Ce type de temps "fait quelque chose du côté de la demande [et] il fait quelque chose du côté de l'offre", selon Apt. L'augmentation de la demande due à une vague de chaleur est généralement gérable pendant les premiers jours grâce à des programmes de réponse à la demande, qui permettent aux institutions et aux entreprises de générer des revenus en réduisant leur consommation d'énergie pendant les périodes de pointe. Mais l'efficacité de ces programmes s'essouffle après quelques jours en raison de la "fatigue de la réponse à la demande". Autrement dit, au bout de quelques jours, les entreprises se lassent de cartographier à l'avance leur consommation d'énergie.

Cependant, la plus grande implication sur le réseau de la chaleur élevée et des faibles précipitations n'est pas la demande accrue, mais la capacité réduite. L'hydroélectricité est réduite lorsque moins d'eau est disponible et «lorsque vous avez une journée extrêmement chaude, vous avez des limites sur les centrales au charbon et sur les centrales au gaz naturel», explique Apt. « L'air qui fournit l'oxygène pour la combustion est moins dense lorsqu'il fait 100 degrés que lorsqu'il fait 20 degrés. Et donc les usines de gaz naturel… doivent réduire leur production parce qu'elles n'obtiennent pas autant d'atomes d'oxygène que lorsqu'il fait plus froid. Avec une centrale au charbon, l'eau de refroidissement qui refroidit la grande bouilloire à thé, la centrale au charbon, n'est plus aussi froide qu'avant. Ils doivent donc réduire leur production afin de ne pas faire fondre leur équipement. » Il en va de même pour de nombreuses centrales nucléaires non positionnées près de l'océan.

Alors que le pire scénario de pannes et de baisses de tension à l'échelle nationale causées par la chaleur ne s'est pas concrétisé, les législateurs et les responsables ont tenu compte des terribles avertissements des services publics et ont poussé à la modernisation du réseau et à une fiabilité accrue de plusieurs façons.

Le représentant Jerry McNerney (D-Californie), membre du comité de la Chambre sur l'énergie et le commerce, a déclaré que la crise de l'électricité au Texas en février 2021, au cours de laquelle au moins 200 personnes sont mortes, a fait réaliser à plusieurs législateurs que la fiabilité du réseau est une "initiative que nous tous doivent s'inquiéter.

McNerney a présenté la Grid Resilience Act en juillet, qui obligerait le gouvernement fédéral à mener une étude sur la nécessité et la faisabilité de normes garantissant que les centrales thermoélectriques puissent fonctionner pendant les sécheresses. Il a été adopté par la Chambre dans le cadre de la Wildfire Response and Drought Resiliency Act le 29 juillet avec un vote de 218 voix contre 199. Ce projet de loi comprend également la législation d'autres législateurs pour investir dans le stockage de l'énergie et les micro-réseaux, ainsi que pour permettre aux régions de partager l'électricité en cas d'urgence énergétique.

McNerney a déclaré qu'il soutenait les plans visant à maintenir ouverte la centrale nucléaire de Diablo Canyon dans le sud de la Californie. L'usine représente 9% de la production d'énergie de l'État et devait fermer en 2025, mais le gouverneur Gavin Newsom (D) a poussé pour que l'échéancier soit prolongé face à la demande croissante d'énergie.

"Avec la sécheresse, nous ne sommes pas seulement confrontés à des incendies de forêt et à des menaces sur notre réseau, mais nous sommes confrontés à une moindre capacité à produire de l'hydroélectricité", a déclaré McNerney. «Nous avons des événements extrêmes, nous ne pouvons pas compenser cela… Garder Diablo Canyon ouvert a beaucoup de sens à ce stade, au moins pendant quelques années. Maintenant, nous avons des problèmes concernant l'énergie nucléaire qui, je pense, doivent être résolus. Mais c'est une source d'énergie à faible émission de carbone et elle peut produire beaucoup d'énergie, nous devons donc avoir l'esprit ouvert sur la façon dont nous pouvons produire cette électricité.

Bien que la Wildfire Response and Drought Resiliency Act doive encore faire son chemin au Sénat, ce n'est pas la seule fois que le Congrès a récemment envisagé des mesures de résilience du réseau. La loi sur la réduction de l'inflation, qui a été adoptée par le Sénat dimanche lors d'un vote de parti et devrait passer à travers la Chambre contrôlée par les démocrates vendredi, contient de nombreuses dispositions climatiques qui soutiendraient la fiabilité du réseau, telles que des subventions pour l'énergie solaire et d'autres énergies renouvelables. . Et l'accord bipartite sur les infrastructures, promulgué par le président Joe Biden, contenait de nombreuses dispositions relatives au renforcement de l'infrastructure du réseau électrique et à la gestion de la charge.

Dans le cadre de la loi sur les infrastructures, le ministère de l'Énergie a annoncé en juillet un programme de subventions de 2.3 milliards de dollars conçu pour soutenir les efforts de l'État et des tribus pour moderniser le réseau. Le programme de subventions fournira 459 millions de dollars par an pendant une période prévue de cinq ans dans les États et les tribus pour soutenir des éléments tels que l'intégration de micro-réseaux, l'ajout de composants résistants au feu et d'équipements souterrains.

"Nous devons mettre autant de lignes électriques souterraines que possible, cela va certainement faire une différence en termes de fiabilité dans les incendies de forêt et d'autres problèmes clés liés", a déclaré McNerney. Les températures extrêmes compromettent la stabilité des lignes électriques et provoquent, entre autres problèmes structurels, un affaissement, ajoute-t-il.

Mais McNerney, Apt et d'autres experts s'accordent à dire que 2.3 milliards de dollars sont loin du montant nécessaire pour effectuer une véritable mise à niveau de l'infrastructure. "2 milliards de dollars, bien qu'utiles, sont une goutte d'eau dans l'océan", déclare Apt. McNerney a également noté que ce montant serait insuffisant pour mettre à niveau le réseau en Californie uniquement, mais espère qu'il pourrait «encourager les partenariats public-privé et [les services publics] à planifier à l'avance et à comprendre ce qui sera nécessaire avant qu'il ne soit trop tard. ”

Paul Alvarez, PDG d'une société de conseil en planification et en investissement du réseau de distribution appelée Wired Group, affirme que certaines des contraintes auxquelles le réseau est confronté pendant les heures de pointe pourraient être compensées par une gestion appropriée de l'utilisation de l'énergie, comme par le biais de compteurs intelligents. Cependant, il pense que certains services publics pourraient ne pas être motivés pour promouvoir les compteurs intelligents, car une baisse de la consommation d'électricité se traduirait par une baisse des bénéfices. "Plutôt que de toujours construire le système pour atteindre le pic, bien tirer, et si nous pouvions gérer le pic pour atteindre le système ? Cela a beaucoup de sens, cela devrait absolument être en mesure de réduire le nombre d'appels pour ces coupures de courant et ces baisses de tension et cela devrait absolument améliorer notre capacité à absorber plus d'énergie solaire et éolienne sur le système. Mais les services publics de distribution n'ont vraiment pas la motivation pour le faire, nous sommes donc un peu dans le pétrin ici.

Avec des investissements continus dans le réseau, on pourrait s'attendre à une amélioration de la fiabilité - mais Alvarez et Apt ont suggéré que la plupart des problèmes liés à la modernisation du réseau resteront à moins que les incitations du marché et la surveillance des dépenses des services publics ne s'améliorent.

Bien qu'Alvarez ne s'oppose pas à certains investissements, tels que l'énergie éolienne et solaire, il prévient que les services publics sont motivés à continuer à rechercher des capitaux, ce qui pourrait entraîner des investissements excédentaires. "Nous devons avoir plus de recul, nous devons avoir un examen plus qualifié de ce que les services publics nous disent", a-t-il déclaré, notant que c'est particulièrement difficile étant donné le manque fréquent de connaissances des législateurs et le petit nombre d'experts qualifiés ne travaillant pas pour un utilitaire.

Apt considère le manque d'incitations du marché comme un obstacle potentiel à l'amélioration de la fiabilité, notant que les entreprises n'étaient pas financièrement motivées pour construire des usines de gaz naturel dans le haut Midwest après plusieurs projets retraites des centrales au charbon au cours des dernières années.

"Maintenant, cet été, nous avons une situation où les marges de réserve dans le haut Midwest sont assez skosh, elles sont plutôt faibles", a-t-il déclaré. "Jusqu'à ce que nous obtenions des signaux de prix adéquats pour attirer d'autres personnes sur le marché, c'est une vulnérabilité, tout comme le fait que le marché n'a envoyé aucun signal au Texas pour hivériser leurs usines et même hivériser l'infrastructure de gaz naturel. Il n'y avait pas de raison de prix pour faire ça, donc les gens ne l'ont pas fait.

En partie à cause d'un manque d'incitations du marché et en partie à cause du changement climatique, la conversation sur la fiabilité du réseau est loin d'être nouvelle - mais cet été a attiré encore plus d'attention sur la question. "Nous émettons des avertissements concernant le réseau depuis plusieurs années", a déclaré Mark Denzler, directeur général de l'Illinois Manufacturers' Association. Washington post. "Mais la rapidité avec laquelle cela s'est produit a pris les gens par surprise. Ils ne pensaient pas que nous aurions ces problèmes avant quelques années.

Alors que les inquiétudes exprimées plus tôt cette année concernant la modernisation du réseau se sont quelque peu apaisées, alors que les États-Unis ont traversé juillet sans aucun problème de fiabilité majeur, les problèmes à l'origine des inquiétudes ont persisté. Et en supposant que le réseau passe l'été intact, l'hiver approche à grands pas.