Lokalt fremskaffet strøm kan være svaret for sårbart energinet

Denne uge, Pacific Gas and Electric Company tog det hidtil usete skridt med at skære ned på strømmen til næsten 750, 000 kunder i det nordlige Californien, inklusive store dele af UC Berkeley campus, i et forsøg på at mindske risikoen for, at aktive transmissionsledninger kan udløse en naturbrand under tørre og blæsende forhold.

Berkeley News talte med Alexandra "Sascha" von Meier, en adjungeret professor i elektroteknik og datalogi ved UC Berkeley og direktør i California Institute for Energy and Environments Electric Grid-programområde, om risiciene ved det nuværende energinet og mulige løsninger fremover.

Berkeley News:Hvordan udgør det nuværende elnet en brandrisiko? Hvordan opstår brande?

Von Meier:Der er et par måder. Den mest almindelige situation ville være, at en eller anden trægren bare kommer for tæt på en kraftledning og rører ved den eller trækker en bue hen over luften, der kan antænde træets gren. Der er også nogle beskyttelsesanordninger, især sikringer, som faktisk kan tabe bittesmå stykker varmt metal ned og antænde tørt græs.

Og en bue er en elektrisk gnist, i det væsentlige.

Ret, det er som en elektrisk gnist. Det er ligesom hvad du ville se, for eksempel, hvis du har en lampe, der er tændt, og så sætter du den i stikkontakten, og den laver det lille zap, kun meget større.

Klimaændringer vil kun øge sandsynligheden for, at Californien vil opleve det tørre, blæsende forhold, der er modne til at sprede skovbrande.

Er der nogen måder, vi kan gøre nettet mere sikkert på, eller bliver californiere bare nødt til at acceptere brandsikkerhedsstrømafbrydelser som den nye normal?

Det afhænger af, hvor mange penge du vil bruge, men du vil altid have konkurrerende pres med hensyn til sikkerhed og pålidelighed og omkostninger.

Med hensyn til at gøre ristene mere sikre i forhold til brande, en vigtig ting, der ville være nyttig, er at gøre dem klogere. Der er forbedringer, der kan laves ved hjælp af bedre sensorer, og det er arbejde som folk i Berkeley, mig selv inklusive, studerer. For eksempel, hvordan kan vi opdage meget små fejl hurtigt, og bare samle mere intelligens fra den elektriske infrastruktur generelt?

Men en langsigtet strategi, som jeg personligt går ind for, ville være at udvikle en bedre evne til at levere strøm lokalt. Lige nu, hvis strømmen er ude i Berkeley, det er ikke fordi der ville starte en brand i Berkeley. Det er fordi Berkeleys strøm kommer fra transmissionslinjer, der går over East Bay Hills. Det er på den østlige side af bakkerne, hvor de farlige forhold er, men det er bare umuligt at bringe strøm ind i Bay Area uden disse transmissionslinjer.

Så, det ville være nyttigt, hvis vi havde mere elproduktion lokalt, især til bygninger eller personer, der har særlige behov for det. Lige nu, det gør vi med mikronet og backup-generatorer på steder som lufthavne, hospitaler, og datacentre. Men det ville være en god strategi også bedre at rekruttere boligsol.

Kan folk bruge eksisterende solpaneler til at forsyne deres hjem med strøm under en slukning?

Et stort problem lige nu er, at vi har en hel masse solcelleanlæg installeret på folks tage, men i en udfaldssituation som denne, næsten alle af dem er ubrugelige, fordi de ikke kan aktiveres sikkert. Det er fordi, ved regel, i henhold til samtrafikaftalen, når strømmen i dit nabolag er ude, din solcelle-inverter skal også være slukket, medmindre du har investeret i et helt separat system, hvor du har et batteri i dit hus, og du kobler fra nettet. Og det er noget, som stort set kun rigere mennesker har råd til.

Men hvad jeg tror bliver mere og mere interessant fremover, og måske vil denne begivenhed udløse lidt motivation på det, er bedre at forbinde eksisterende solenergi og yderligere solenergi, der kommer online, på en måde, så den kan fungere sikkert lokalt, enten på PG&E's distributionsnetværk eller uafhængigt.

Et af de forskningsprojekter, som vi arbejder på ved California Institute for Energy and the Environment og Berkeley, kaldes Ecoblock-projektet, som faktisk kigger på et multi-kunde mikronet for netop denne slags scenarier, hvor du kan dele solressourcerne og dele energilagring blandt flere husstande på en byblok.

Kan du fortælle mig lidt mere om, hvordan et multi-kunde mikronet ville se ud, og hvordan det ville fungere?

Så, der er faktisk mange forskellige designs til mikronet og forskellige kombinationer af ressourcer. Det unikke ved Ecoblock er, at vi har til hensigt at samle flere privatkunder, sige et dusin eller deromkring ejendomme, som tidligere ikke havde så meget med hinanden at gøre, og tilslut dem på et mikronet adskilt fra PG&E, hvor de ville dele den samme lagerressource. Det gør det mere økonomisk end for alle at have, for eksempel, et batteri i deres garage.

Tror du, at overgang til lokalt indkøbt strøm kan være et mere sandsynligt scenarie end at gå ud og forstærke disse gamle net, som vi i øjeblikket lever med?

Godt, med hensyn til at styrke nettet, eller gøre ristene mere sikre med hensyn til brande, det vigtigste, der ville være nyttigt, er at gøre dem klogere, at genkende problemer med det samme, når de opstår, fordi brandfaren er stort set iboende, også selvom du arbejder hårdt på at styre vegetationen. Den anden mulighed, der virkelig ville adressere brandfaren, er at sætte ledninger under jorden, og det er en helt anden rækkefølge af pris, især hvis du kigger på det nordlige Californien, hvor du har tusindvis af miles af transmissionsledninger.

Og så ville du stadig have andre sårbarheder end ild. Underjordiske ledninger er meget mere pålidelige end luftledninger, fordi de er uigennemtrængelige for faldende træer og den slags, men der er nogle andre risici, der stadig eksisterer, såsom cybersikkerhedsrisici. Hvis du forestiller dig et muligt cyberangreb mod elnettet, i det tilfælde, at have en fysisk mere sikker transmissionslinje hjælper dig overhovedet ikke. Hvorimod, Det gør en stor forskel at have lokalsamfunds evne til at være lokalt modstandsdygtige og bæredygtige.