Millionen Amerikaner haben in diesem extremen, landesweiten Sturm keinen Strom. Hier ist der Grund

Angesichts der rekordverdächtigen Temperaturen und des explodierenden Energiebedarfs haben Energieversorger im gesamten Zentrum der USA Bestellungen aufgegeben Immer wieder Stromausfälle, um den Strom zu rationieren , Verlassen Millionen Menschen ohne Strom . Energieexperte Michael E. Webber erklärt, warum Wetterextreme solch extreme Schritte erfordern können.

1. In den Plains-Staaten herrscht viel wildes Wetter. Warum ist diese Kältewelle ein solches Problem für die Versorgungsunternehmen?

Im Zentrum der USA kommt es zu Frost, Hitzewellen, Stürmen, Dürren und Überschwemmungen. Alle diese Ereignisse belasten das Stromnetz, die Pipelinenetze, Straßen, Schienen und Wasserstraßen.

Im Moment in meinem Bundesstaat Texas, ERCOT , ein gemeinnütziges Unternehmen, das das Stromnetz für den größten Teil des Staates verwaltet, verhängt aus diesem Grund immer wieder Stromausfälle Die Nachfrage nach Elektroheizungen ist sehr hoch . So ist es auch Südwestlicher Energiepool , das Kunden in 14 Bundesstaaten von North Dakota bis Oklahoma bedient.

Ungefähr 60 Prozent der Haushalte in Texas verfügen über elektrische Heizung, die meisten anderen nutzen Erdgas oder Propan. Normalerweise besteht unser größter Strombedarf an Sommernachmittagen für die Klimaanlage. Doch in dieser anhaltenden Kälte steigt der Strombedarf sprunghaft an, um die Behaglichkeit in den Häusern zu gewährleisten und die Rohre vor dem Einfrieren zu schützen. Dieser Sturm ist extremer als die strengsten Winterbedingungen, die ERCOT normalerweise erwartet.

Zu dieser Jahreszeit werden Kraftwerke, die mit Kohle oder Erdgas betrieben werden, häufig wegen geplanter Wartungsarbeiten vor der Abkühlungssaison im Sommer abgeschaltet. Das bedeutet, dass wir derzeit weniger Kapazitäten als üblich zur Verfügung haben.

Um den Unterschied zwischen hoher Nachfrage und geringer Kapazität auszugleichen, schalten Energieversorger systematisch den Strom in verschiedenen Vierteln oder Regionen von Texas ein und aus, um das Gleichgewicht zu wahren.

Würden sie dies nicht tun, bestünde die Gefahr eines viel größeren Stromausfalls, der katastrophal und lebensbedrohlich wäre.

2. Wie planen Energieversorger diese Art von extremem Wetter?

Überall verfolgen die Versorgungsunternehmen das Wetter sehr genau. Temperaturänderungen wirken sich auf den Heiz- und Kühlbedarf aus, was die Nachfrage nach Strom und Erdgas steigert. Meteorologische Bedingungen beeinflussen die Verfügbarkeit von Wind- und Solarenergie.

Auch Wärmekraftwerke – die Kohle, Erdgas oder Biomasse verbrennen – benötigen für einen effizienten Betrieb viel Wasser zur Kühlung, ebenso wie Kernkraftwerke. Wenn Klimawandel Flüsse erwärmen oder deren Wasserspiegel senken, könnte es diese Kraftwerke erzwingen ihre Leistung abzuschalten oder zu reduzieren .

Die Wettervorhersage hat sich verbessert, da es immer mehr Satelliten gibt und Computermodelle immer ausgefeilter werden. Energieversorger können im Vorfeld eines größeren Sturms Maßnahmen ergreifen, indem sie beispielsweise ihre Kunden auffordern, ihre Häuser vorzuheizen. Für Tarifzahler, die dies tun, kann der Energieversorger seine Thermostate anpassen, um den Stromfluss zu reduzieren, wenn die Nachfrage hoch ist.

Stromversorger können auch große Industriekunden auffordern, Fabriken vorübergehend zu schließen, um den Strombedarf zu senken. Und sie können Kunden stündlich oder minutengenau über fortlaufende Stromausfälle informieren und Echtzeitkarten von Stromausfällen bereitstellen.

Die Versorgungsunternehmen arbeiten das ganze Jahr über daran, das Netz gegen extreme Wetterbedingungen zu schützen. Sie bauen möglicherweise Bermen, um Kraftwerke vor Überschwemmungen zu schützen, füllen Stauseen als Vorbereitung auf Dürren, ersetzen Geräte, die im Sommer überhitzen können, oder machen Kraftwerke wetterfest für kalte Bedingungen.

Vor fast genau einem Jahrzehnt, im Februar 2011, erlitt Texas einen erhebliche Serie von Stromausfällen als das kalte Wetter Dutzende Kohle- und Erdgaskraftwerke vom Netz zwang. Dieser Kälteeinbruch stellt die Upgrade-Dienstprogramme auf die Probe, die nach diesem Ereignis durchgeführt wurden.

3. Schützt ein vielfältiger Brennstoffmix vor Energieengpässen?

Texas ist mit zahlreichen Energiequellen gesegnet. Ein Großteil davon wird vor Ort produziert, darunter Erdgas, Wind- und Solarenergie. In den letzten 15 Jahren hat der Staat seinen Brennstoffmix diversifiziert: Der Kohleverbrauch ist zurückgegangen, Wind- und Solarenergie sind gewachsen und der Kern- und Erdgasverbrauch ist stabil geblieben.

Jede dieser Optionen hat Vor- und Nachteile. Wind- und Solarenergie benötigen keine Wasserkühlung und funktionieren daher bei Dürreperioden und Überschwemmungen einwandfrei. Sie variieren jedoch je nach Windmuster, Wolkendecke und Tageszeit.

Kernenergie ist zuverlässig, aber manchmal müssen Kernkraftwerke bei Hitzewellen oder Dürren ihre Leistung reduzieren, wenn ihr Kühlwasser zu heiß oder knapp ist.

Erdgas ist ein Leistungsträger, aber während der Kältewelle 2011 in Texas hatten Gaskraftwerke Schwierigkeiten, mit der Nachfrage Schritt zu halten, da viele Haushalte und Unternehmen den Brennstoff zum Heizen nutzten.

Das reduzierte den Druck in Gasleitungen , was es schwierig machte, Gas physisch zu Turbinen zu transportieren, die den Brennstoff zur Stromerzeugung benötigten.

Ein Großteil der in texanischen Kraftwerken verbrannten Kohle wird aus Wyoming über ein ausgedehntes Schienennetz geliefert, das unterbrochen werden kann, wenn eine Brücke oder ein Gleisabschnitt wegen Reparaturarbeiten außer Betrieb ist. Energieversorger lagern Kohle für 30 Tage oder länger auf Haufen in der Nähe ihrer Kraftwerke, aber diese Haufen können einfrieren oder überflutet werden, was dann passierte Hurrikan Harvey verwüstete Houston im Jahr 2017 .

Da alle diese Optionen auf unterschiedliche Weise scheitern, ist ein vielfältiger Mix die beste Grundlage für ein robustes System. Heute verfügt Texas über dreimal so viel Windkraftkapazität wie 2011, was dazu beitragen könnte, die schlimmsten Risiken eines landesweiten Stromausfalls abzuwenden.

Dieser zusätzliche Wind wird besonders wichtig sein, da etwa 30 Prozent der Stromerzeugungskapazität von ERCOT derzeit offline sind. Berichten zufolge aufgrund von Erdgasknappheit .

Auch einige Windkraftanlagen in West-Texas wurden wegen Vereisung abgeschaltet, Turbinen in anderen Teilen des Bundesstaates jedoch schon diese Verluste teilweise ausgleichen . ERCOT wird alle Stromausfälle untersuchen, nachdem dieser Sturm vorüber ist, und die gewonnenen Erkenntnisse nutzen, um neue Verbesserungen an seinem System vorzunehmen.

4. Auch in Kalifornien kam es in letzter Zeit immer wieder zu Stromausfällen. Ist das ein nationales Risiko?

Kalifornien ist ein großer Staat mit Stromquellen an vielen Orten und ist daher auf ein ausgedehntes Netzwerk aus Drähten und Masten angewiesen, um Elektronen von einem Ort zum anderen zu transportieren. Diese Stromleitungen können durchhängen, wenn es draußen heiß ist, und ausfallen, wenn starke Winde Bäume auf die Leitungen treiben.

Auch alternde Übertragungs- und Verteilungsnetze können dies tun Waldbrände auslösen , was aufgrund der Auswirkungen des Klimawandels ein wachsendes Risiko darstellt die Dürrebedingungen im Westen verschlimmern . Um diese Risiken zu bewältigen, werden die kalifornischen Netzbetreiber dies tun schalten Sie den Strom präventiv aus um Waldbrände zu verhindern.

Dies haben sie auch im August 2020 getan Ration Strom während einer Hitzewelle .

In den USA kommt es immer häufiger zu wetterbedingten Stromausfällen da der Klimawandel zu immer extremeren Stürmen und Temperaturschwankungen führt.

Staaten, die ihre Gebäude und Infrastruktur für heißes Wetter auslegen, müssen möglicherweise mit größeren Kälteeinbrüchen rechnen, und Staaten mit kaltem Wetter müssen mit mehr Hitzewellen rechnen. Wie die Bedingungen in Texas zeigen, sollten Sie keine Zeit verlieren, um sich besser auf das Wetter vorzubereiten.

Michael E. Webber , Josey Centennial Professor für Energieressourcen, Universität von Texas in Austin .

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