Die Vereinigten Staaten scheinen auf größere Stromnetzausfälle zuzusteuern, da Kohlekraftwerke geschlossen werden, während der Stromverbrauch weiter steigt, um genug Strom für den Antrieb von Elektrofahrzeugen zu produzieren, und die Explosion von Rechenzentren, die für den Betrieb von KI und die Erhöhung der Rechenleistung erforderlich sind.
Lassen Sie uns die Warnungen von PJM Interconnect diskutieren, dem Betreiber des landesweit größten wettbewerbsorientierten Strommarktes.
Bevor wir uns den PJM Interconnect-Bericht vom Februar 2023 ansehen, werfen wir einen Blick auf die Richtlinien und Vorschriften.
Richtlinien und Vorschriften
- EPA Kohleverbrennungsrückstände (CCR): Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) hat nationale Mindestkriterien für bestehende und neue Deponien für Kohleverbrennungsrückstände (CCR) sowie für bestehende und neue CCR-Oberflächenstaubecken erlassen. Dies führte dazu, dass eine Reihe von Anlagen mit einer Kapazität von etwa 2.700 MW ihre Absicht bekundeten, die Vorschrift einzuhalten, indem sie den Kohlefeuerungsbetrieb einstellen, was sich in dieser Studie widerspiegelt.
- EPA-Richtlinien zur Abwasserbegrenzung (ELG): Die EPA aktualisierte diese Richtlinien im Jahr 2020, was die Ankündigung der Anlagen von Keystone und Conemaugh (ca. 3.400 MW) auslöste, ihre Kohleblöcke bis Ende 2028 stillzulegen. 14 Wichtig, aber nicht in dieser Studie enthalten, plant die EPA einen Vorschlag eine Vorschrift zur Verschärfung und möglicherweise Ausweitung der Richtlinien für die Ableitung von Abfällen (insbesondere Wasser) aus Dampfstromerzeugungseinheiten. Die EPA erwartet, dass sich dies auf Kohleblöcke auswirken wird, da möglicherweise Investitionen erforderlich sind, wenn Anlagen ihre Einleitgenehmigungen erneuern, und die Zeit verlängert wird, in der Anlagen betrieben werden können, wenn sie einem Stilllegungsdatum zustimmen.
- EPA Good Neighbour Rule (GNR): Dieser Vorschlag verlangt von Einheiten in bestimmten Staaten, strenge Grenzwerte für die Emissionen von Stickoxiden (NOx) einzuhalten, was bei bestimmten Einheiten Investitionen in die selektive katalytische Reduktion zur Reduzierung von NOx erfordert. Für die Zwecke dieser Studie wird davon ausgegangen, dass die Einheitenbesitzer diese Investition nicht tätigen und stattdessen etwa 4.400 MW Einheiten stilllegen. Bitte beachten Sie, dass die EPA plant, das GNR im März fertigzustellen, was eine Neubewertung dieser Annahme erforderlich machen könnte.
- Illinois Climate & Equitable Jobs Act (CEJA): CEJA schreibt den geplanten Ausstieg aus der Kohle- und Erdgaserzeugung zu festgelegten Zieldaten vor: Januar 2030, 2035, 2040 und 2045. Um die Auswirkungen der CEJA-Kriterien zu verstehen und den Zeitpunkt der erwarteten Abschaltung betroffener Erzeugungseinheiten zu bestimmen, analysierte PJM die einzelnen Erzeugungseinheiten öffentlich verfügbare Emissionsdaten, veröffentlichte Wärmerate und die Nähe zu Illinois-Gemeinden für Umweltgerechtigkeit und Wiederherstellungs-, Reinvestitions-, Erneuerungszonen (R3). Für diese Studie konzentriert sich PJM auf die rund 5.800 MW, die voraussichtlich im Jahr 2030 stillgelegt werden.
Solarprojekte liegen auf Eis
Betrachten Sie als nächstes die Inside Climate News Bericht Der größte US-Netzbetreiber legt 1.200 überwiegend solarbetriebene Projekte für zwei Jahre auf Eis
Der größte Stromnetzbetreiber des Landes hat ein neues Verfahren zum Hinzufügen von Kraftwerken zu dem von ihm verwalteten weitläufigen Übertragungsnetz genehmigt, einschließlich einer zweijährigen Pause bei der Überprüfung und potenziellen Genehmigung von rund 1.200 Projekten, hauptsächlich Solarenergie, die Teil eines umstrittenen Rückstands sind.
In den letzten vier Jahren haben PJM-Beamte erklärt, dass sie eine grundlegende Veränderung in der Anzahl und Art von Energieprojekten erlebt haben, die an ein Netz angeschlossen werden sollen, und die jeweils sorgfältig untersucht werden müssen, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Früher sah PJM weniger, aber größere Vorschläge für fossile Brennstoffe. Jetzt sehen sie eine größere Anzahl kleinerer, größtenteils erneuerbarer Energieprojekte.
Ein neues Genehmigungsverfahren wird Projekte, die am baureifesten sind, an die Spitze der Linie stellen und diejenigen entmutigen, die möglicherweise spekulativer sind oder ihre Finanzierung nicht vollständig gesichert haben.
Dann wird eine Übergangsphase etwa 1.250 Projekte in ihrer Warteschlange – fast die Hälfte der Gesamtzahl – um zwei Jahre verzögern und die Überprüfung neuer Projekte auf das vierte Quartal 2025 verschieben, wobei endgültige Entscheidungen über diese erst später getroffen werden Ende 2027.
Energiewende in PJM
Nun werfen wir einen Blick auf Energiewende in PJM: Ressourcenrückgänge, Ersatz und Risiken, veröffentlicht am 24. Februar 2023.
Unsere Forschung hebt die folgenden vier Trends hervor, von denen wir glauben, dass sie in Kombination zunehmende Zuverlässigkeitsrisiken während des Übergangs darstellen, aufgrund einer potenziellen zeitlichen Diskrepanz zwischen Ressourcenstilllegungen, Lastwachstum und dem Tempo des Eintritts neuer Generationen in einem möglichen Szenario „niedriger neuer Eintritt“:
Die Wachstumsrate der Stromnachfrage wird wahrscheinlich durch die Elektrifizierung in Verbindung mit der Verbreitung von Rechenzentren mit hoher Nachfrage in der Region weiter zunehmen. Aufgrund einer Kombination von Branchenkräften, einschließlich Standort und Lieferkette, deren langfristige Auswirkungen nicht vollständig bekannt sind, besteht die Gefahr, dass Abgänge den Bau neuer Ressourcen überholen. Die Verbindungswarteschlange von PJM besteht hauptsächlich aus intermittierenden und zeitlich begrenzten Ressourcen. Angesichts der Betriebseigenschaften dieser Ressourcen benötigen wir mehrere Megawatt dieser Ressourcen, um 1 MW Wärmeerzeugung zu ersetzen.
Die Analyse zeigt, dass 40 GW der bestehenden Erzeugung bis 2030 von der Stilllegung bedroht sind. Diese Zahl setzt sich zusammen aus: 6 GW Abschaltungen im Jahr 2022, 6 GW angekündigter Stilllegungen, 25 GW potenzieller politisch bedingter Stilllegungen und 3 GW potenzieller wirtschaftlicher Stilllegungen . Zusammen entspricht dies 21 % der derzeit installierten Kapazität von PJM.
Zusätzlich zu den Abgängen zeigt die langfristige Lastprognose von PJM ein Nachfragewachstum von 1,4 % pro Jahr für den PJM-Footprint in den nächsten 10 Jahren. Aufgrund des Ausbaus hochkonzentrierter Cluster von Rechenzentren in Kombination mit der allgemeinen Elektrifizierung weisen bestimmte einzelne Zonen ein deutlicheres Nachfragewachstum auf – bis zu 7 % jährlich.
Zum ersten Mal in der jüngeren Geschichte könnte PJM mit sinkenden Reservemargen konfrontiert werden, sollten sich diese Trends fortsetzen. Die Höhe der Abgänge von Generationen scheint sicherer zu sein als das rechtzeitige Eintreffen von Ersatzressourcen für die Erzeugung und Bedarfssteuerung, da die Anzahl der Abgänge in verschiedenen politischen Zielen kodifiziert ist, während die Auswirkungen auf das Tempo des neuen Inkrafttretens des Inflationsminderungsgesetzes, Lieferkettenprobleme nach der Pandemie und andere externe Effekte sind immer noch nicht vollständig verstanden.
Die jüngste Bewegung auf den Erdgas-Spotmärkten in den USA und Europa fügt ein weiteres Maß an Unsicherheit für zukünftige Operationen hinzu. Im Jahr 2022 stand die europäische Erdgasversorgung vor vielen Herausforderungen, die sich aus dem Krieg in der Ukraine und den anschließenden Sanktionen gegen Russland ergaben. Die Importe von verflüssigtem Erdgas (LNG) in die EU und das Vereinigte Königreich stiegen im ersten Halbjahr 2022 um 66 % gegenüber dem Jahresdurchschnitt 2021, hauptsächlich von US-Exporteuren mit operativer Flexibilität. Diese internationale Erdgasnachfrage ist ein neuer Konkurrent für inländische Spotmarktverbraucher, was zu erheblich höheren Brennstoffkosten für die Erdgasflotte von PJM führt.
Zusammen mit der Energiewende erlebt PJM ein starkes Wachstum der Rechenzentrumsaktivität. Wichtig ist, dass der PJM-Fußabdruck die Data Center Alley in Loudoun County, Virginia, beherbergt, die größte Konzentration von Rechenzentren der Welt. PJM verwendet das Load Analysis Subcommittee (LAS), um technische Analysen durchzuführen, um Informationen im Zusammenhang mit der Prognose des Stromspitzenbedarfs zu koordinieren. Im Jahr 2022 begann die LAS mit einer Überprüfung des Lastwachstums in Rechenzentren und identifizierte in einigen Fällen Wachstumsraten von über 300 %.
Darüber hinaus erwartet PJM eine Zunahme der Elektrifizierung aufgrund staatlicher und bundesstaatlicher Richtlinien und Vorschriften. Die Studie bezieht daher ein Elektrifizierungsszenario in die Lastprognose ein, um einen Einblick in den Kapazitätsbedarf zu geben, sollte die beschleunigte Elektrifizierung die Nachfrage erhöhen.
Auswirkungen von Elektrifizierung und Rechenzentrumslasten
Was bedeutet dies für die Ressourcenadäquanz in PJM?
Durch die Kombination von Ressourcenaustritt, -eintritt und Nachfragesteigerungen, zusammengefasst in Abbildung 7, identifizierte die Studie einige Problembereiche. Etwa 40 GW der fossilen Brennstoffflotte von PJM könnten unter Druck geraten, sich zurückzuziehen, wenn die Last bis zum Lieferjahr 2026/2027 wächst.
Die prognostizierte Gesamtkapazität aus der Erzeugung von Ressourcen würde die prognostizierten Spitzenlasten nicht erfüllen und erfordert daher den Einsatz von Demand Response. Bis zum Lieferjahr 2028/2029 und darüber hinaus würden die prognostizierten Reservemargen auf dem Niveau des Low New Entry-Szenarios 8 % betragen, da die projizierte Reaktion auf die Nachfrage möglicherweise nicht ausreicht, um die erwartete Spitzennachfrage zu decken, es sei denn, der Neuzugang schreitet auf einem Niveau voran, das im Szenario „High New Entry“ gezeigt wird. Dies erfordert die Fähigkeit, benötigte vorhandene Ressourcen beizubehalten sowie schnell Anreize für neue Einträge zu schaffen und diese zu integrieren
Der BRA 2024/2025, der im Dezember 2022 vollzogen wurde, hat einen weiteren Unsicherheitsbereich aufgezeigt. Die Warteschlangenkapazität mit zugelassenen ISAs/WMPAs ist derzeit sehr hoch, ungefähr 35 GW-Typenschild, aber die Ressourcen schreiten nicht in den Bau voran.
In den letzten drei Jahren wurden nur etwa 10 GW-Typenschilder in Betrieb genommen. Es können immer noch Risiken für neue Markteintritte bestehen, wie z. B. Unterbrechungen der Halbleiter-Lieferkette oder Lieferbeschränkungen in der Pipeline, die den Bau verhindern, obwohl die Ressourcen den Warteschlangenprozess erfolgreich meistern.
Über diese Warteschlange
Nach Anwendung des logistischen Regressionsmodells für 10 Jahre historischen Projektabschluss (Y-Queue bis Gegenwart) ohne Projektstadium, von 178 GW der untersuchten Projekte wurden etwa 15,3 GW Nennleistung/8,7 GW Leistung als wirtschaftlich wahrscheinlich erachtet.
Die Modellergebnisse für thermische Ressourcen entsprachen einigermaßen den Erwartungen. Das Modell produzierte jedoch einen extrem geringen Eintrag von Onshore-Wind, Offshore-Wind, Solar-, Solar-Hybrid- und Speicherressourcen.
Wichtige Punkte
Nur 15,3 GW von 178 untersuchten GW wurden als wirtschaftlich wahrscheinlich angesehen.
„Das Modell produzierte einen extrem niedrigen Eintrag von Onshore-Wind, Offshore-Wind, Solar-, Solar-Hybrid- und Speicherressourcen. ”
Es gibt Tausende in der Warteschlange, die ausgewertet werden müssen.
Danke Inflationsminderungsgesetz.
Misch Zusammenfassung
- Rechnen Sie mit deutlich höheren Strompreisen
- Erwarten Sie Spannungsabfälle
- Erwarten Sie verfehlte Ziele
- Erwarten Sie, dass die meisten der Tausenden zurückgestellten Projektanfragen wirtschaftlich nicht rentabel sind.
- Erwarten Sie, dass viele wirtschaftlich unrentable Projekte ohnehin durch Subventionen der Steuerzahler bezahlt werden.
- Erwarten Sie eine viel höhere Inflation.
- Erwarten Sie nicht, dass irgendetwas davon der Umwelt schadet.
Frage des Tages – Wie schnell erfolgt die Umstellung auf Elektrofahrzeuge?
Falls Sie es verpasst haben, denken Sie bitte darüber nach Frage des Tages – Wie schnell erfolgt die Umstellung auf Elektrofahrzeuge?
Je schneller die Verschiebung, desto höher und schneller die Inflation.
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