텍사스 정전은 극한 기후가 미국 전역의 에너지 시스템을 위협하는 방법을 보여주었습니다.

텍사스 정전은 극한 기후가 미국 전역의 에너지 시스템을 위협하는 방법을 보여주었습니다.

 

전문가들과 정치인들은 재빨리 텍사스의 파멸 XNUMX 월의 급속한 동결 기간 동안 전력이나 깨끗한 물이 수백만 달러를 남겼습니다. 많은 사람들이 국가의 규제 완화 된 전기 시장, 텍사스가 신뢰성보다 저렴한 전력을 우선시했다고 주장합니다.

그러나 극한 기후는 지역 정치 나 지역 그리드의 세부 사항에 관계없이 미국 전역의 에너지 시스템에 점점 더 큰 혼란을 일으키고 있습니다. 예를 들어, 보수 주의자들은 다음과 같이 주장했습니다. 과도한 규제로 인해 캘리포니아에서 광범위한 정전이 발생했습니다. 2020 년 여름의 극심한 더위와 산불 속에서.

공학 교수 공부 기후 변화에 따른 인프라 복원력, 나는 위험 증가에 대해 걱정합니다. 전국적으로 기후로 인한 정전. 제 생각에 텍사스의 이벤트는 미국 전역의 에너지 기획자에게 세 가지 중요한 교훈을 제공합니다.

극한 기후에 대한 관심이 충분하지 않습니다.

전문가들은 Texas의 Electric Reliability Council 또는 ERCOT주 대부분의 전력망을 관리하는 비영리 법인은 수요가 얼마나 급증 할 것인가 XNUMX 월 한파 이전. ERCOT은 겨울 수요 급증을 충족시킬 능력이 부족한 기록을 가지고 있습니다. 상태 그리드 2011 년 겨울 폭풍으로 거의 무너졌습니다. 그리고 또 다른 경험 가까운 전화 2014 년에는 롤링 정전을 간신히 피했습니다.

그러나 다른 곳의 그리드 운영자도 극한 기후가 전력 수요에 미치는 영향을 과소 평가했습니다.. 나는 사이에 많은 유사점을 본다 캘리포니아의 2020 년 여름 전력 위기 텍사스의 최근 이벤트.

두 경우 모두 극심한 날씨로 인해 예상치 못한 수요 증가와 동시에 발전 용량이 감소했습니다. 에너지 운영자는 이러한 영향을 예측하지 않았기 때문에 롤링 정전에 의지하다 더 큰 재난을 피하기 위해.

연구에서 저는 제 연구실에서 수 문학자로 히니 쿠마르, 우리는 미국의 많은 지역에서 에너지 기획자들이 상당히 과소 평가하다 전력 수요가 기후 요인에 얼마나 민감한 지. 이러한 경향은 전력 시스템의 보안 및 신뢰성.

예를 들어 2020 년 XNUMX 월에 발표 된 연구에서 우리는 에너지 예측을위한 인공 지능 모델의 사용을 분석했습니다. 습도의 역할을 설명 공기 온도 외에도. 우리는 이러한 모델이 더운 날 에어컨에 대한 에너지 수요를 미국 전역에서 훨씬 더 정확하게 예측할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 더 정확한 수요 예측은 에너지 계획자가 극심한 기상 조건에서 최대 수요를 충족하는 데 필요한 전력량을 이해하는 데 도움이됩니다.

그리드 운영자는 학계 연구원이 이미 개발 한 예측 모델과 소프트웨어를 사용하여 수요와 공급 모두에 대한 기후 변화의 영향에보다 효과적으로 대비할 수 있습니다. 이러한 새로운 솔루션 중 상당수는 오픈 액세스 저널에 게재.

텍사스 정전은 극한 기후가 미국 전역의 에너지 시스템을 위협하는 방법을 보여주었습니다.2030 년에서 2052 년 사이의 기후 변화로 인해 중서부 도시의 여름철 전기 및 물 사용량이 얼마나 증가 할 수 있는지 예측하는 모델에서 Climactic Change 저널에 게재 된 결과. 이러한 예측은 인구 증가 또는 기술 변화와 같은 다른 요인이 아닌 기후 영향 만 고려합니다. . Greg Simmons / Purdue University, CC의 BY-ND

물, 전기 및 천연 가스가 연결됩니다.

전기, 수도, 천연 가스는 필수 자원이며 다른 것 없이는 하나도 가지기 어렵습니다. 예를 들어, 천연 가스 시추는 전기와 물을 소비합니다. 많은 발전소가 천연 가스를 태워 전기를 생산합니다. 그리고 물과 가스를 수송하려면 파이프 라인을 통해 펌핑하기 위해 전기가 필요합니다.

이러한 긴밀한 연결로 인해 한 시스템의 중단이 다른 시스템에 파급되어 서비스 중단이 연속적으로 발생합니다. 예를 들어 텍사스 한파 중에 서부 텍사스에서 가스를 추출하는 데 사용되는 펌프 작동 할 수 없었다 정전 때문에. 이로 인해 주 가스전 생산량이 절반으로 줄어들었고, 이는 가스 연소 전력 생산에 부담을주었습니다. 정전도 물 펌핑 및 처리 장애, 잠재적으로 박테리아가 물에 스며 들다.

연구원을 연결하는 공동 프로젝트에서 퍼듀 대학 (Purdue University)Walk Through California 프로그램, University of Southern California캘리포니아 대학 산타 크루즈, 우리는 이러한 종류의 연속적인 중단을 방지하는 방법을 분석하고 있습니다. 한 가지 유망한 전략은 태양 전지판이나 배터리가있는 소형 풍력 터빈과 같은 분산 발전 소스를 에너지, 물 및 천연 가스 시스템 간의 중요한 상호 연결 지점에 설치하는 것입니다.

소비자는 이러한 연결을 이해해야합니다. 뜨거운 샤워를하거나 식기 세척기를 사용하면 전기 나 가스와 함께 물을 소비하여 난방을합니다. 이러한 크런치 포인트는 종종 위기 상황에서 문제를 일으 킵니다. 예를 들어, 텍사스 주민들에게 물을 사용하기 전에 물을 끓 이도록 촉구하는 최근 권고는 이미 부족한 에너지 공급에 추가적인 압력을가했습니다.

우리의 연구에 따르면 유틸리티는 다음 사이의 연결에 더 많은주의를 기울여야합니다. 천연 가스와 전기, 사이 물과 전기. 이를 통해 기획자는 기후 조건이 수요, 특히 기후 변화에 따라. 텍사스의 만연한 가스 부족과 전기 및 수도 중단은 인프라 운영자가 이러한 자원이 정상 운영 중일뿐만 아니라 모든 자원을 한 번에 중단시킬 수있는 위기 상황에서도 얼마나 밀접하게 관련되어 있는지 더 명확하게 이해해야한다는 신호입니다.

텍사스 정전은 극한 기후가 미국 전역의 에너지 시스템을 위협하는 방법을 보여주었습니다.16 년 2021 월 XNUMX 일에 주인이 대피소로 사업을 시작한 후 집에 전력이없는 사람들은 휴스턴의 갤러리 가구점에서 휴식을 취합니다. AP 사진 / David J. Phillip

미래는 다를 것입니다

텍사스 재난에 대한 일부 논평은이를“검은 백조 이벤트”그것은 결코 예측할 수 없었던 것입니다. "유성 파업.” 사실, 주정부는 위험 완화 계획 2018 년에는 혹독한 겨울 날씨로 인해 광범위한 정전이 발생할 가능성이 있음을 분명히 경고했습니다. 그리고 그러한 사건은 더 혹독한 겨울을 경험하는 다른 지역보다 텍사스에서 훨씬 더 파괴적 일 것이라고 지적했습니다.

2016 년 연구에서 여러 동료와 저는 미국 전역의 현재 그리드 안정성 메트릭 및 표준에 대해 경고했습니다. 부적절했다, 특히 기후 위험과 관련하여. 우리는 이러한 표준이 "특히 대규모 기후 이벤트 동안 최종 사용자에게 높은 수준의 신뢰성을 적절하게 보장하기 위해 유틸리티에 충분한 인센티브 구조를 제공하지 못한다"는 결론을 내 렸습니다.

내가보기에 에너지 계획에서“더 빠르고, 더 좋고, 더 저렴”하다는 지배적 인 패러다임은 우리나라의 노후화 된 인프라에 점점 더 많은 압력을 가하고 있습니다. 나는 에너지 기획자들이 더 적극적으로 행동하고 전력 시스템이 극심한 기상 상황을 처리하는 데 도움이 될 조치에 현명한 투자를해야 할 때라고 믿습니다.

주요 단계에는 활용이 포함되어야합니다. 예측 분석 재난 계획을 알리기 위해; 회계 기후 불확실성 인프라 관리; 송전 및 배전 시스템에 대한 신뢰성 표준 업그레이드; 모든 주에서 전기를 생산하는 데 사용하는 연료 혼합을 다양 화합니다. 이러한 단계가 없으면 중요한 서비스의 빈번한 중단이 새로운 표준이 될 수 있습니다. 높은 비용 특히 가장 취약한 미국인.

저자에 관하여

Roshanak (Roshi) Nateghi, 산업 공학 조교수, 퍼듀 대학 (Purdue University)

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

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