Naast de vele andere verwoestende menselijke gevolgen, verliet orkaan Maria het eiland Puerto Rico met zijn elektriciteitsnet in puin. Stroom werd uitgeschakeld over het hele eiland, met naar schatting 80 procent van de transmissie- en distributiedraden uitgeschakeld. Toen ziekenhuizen en andere kritische gebruikers geen back-upstroom konden krijgen en de watervoorziening bijna leeg was, werd een langdurige uitval een humanitaire crisis die nog moet worden opgelost.
gerelateerde inhoud
- Dit Solar House Powered Innovation en Women in STEM uit 1940
Dit beschamende resultaat had vermeden moeten worden met sterk, snel federaal leiderschap. Nog meer dan vijf weken na de storm is slechts ongeveer 40 procent van het netwerk opnieuw opgebouwd en blijft de service onbetrouwbaar, zelfs wanneer de stroom wordt hersteld.
Terwijl het herstelproces zich een weg vooruit baant, gaan de vragen die velen stellen als volgt: Waarom bouwen we het netwerk opnieuw op om hetzelfde te zijn als vóór de storm? Kunnen we dit niet gebruiken als een kans om een moderner, veerkrachtiger, hernieuwbaar stroomsysteem te creëren? Is dit niet de perfecte gelegenheid voor een upgrade?
Het antwoord op deze vragen, vanuit mijn perspectief dat ik vier decennia heb gewerkt met en onderzoek gedaan naar de energiesector, heeft weinig te maken met technologieën en alles met een aantal bijna onoverkomelijke financiële en bestuurlijke uitdagingen. Er is een weg vooruit, maar het zal niet gemakkelijk zijn.
Het krachtsysteem voor Maria
Voorafgaand aan Maria had Puerto Rico een van de grootste openbare machtsautoriteiten in de VS, bekend als PREPA, die 3, 4 miljoen mensen uit 31 elektriciteitscentrales, 293 onderstations en 32.000 km draad bediende. Bijna de helft van zijn generatie was afkomstig van oude, zeer dure oliegestookte fabrieken, wat resulteerde in prijzen van ongeveer 22 cent per kilowattuur, een van de hoogste in de VS. Het eiland heeft verschillende fotovoltaïsche zonne-energiebedrijven maar haalt ongeveer 46 procent van zijn vermogen uit olie en slechts ongeveer 3 procent uit zonne-energie.
De kern van dit alles is PREPA en zijn grote rol in Puerto Rico. Met US $ 9 miljard aan schulden heeft PREPA deel uitgemaakt van het omstreden herfinancieringsproces dat uiteindelijk congresactie vereiste. PREPA is ook de grootste werkgever op het eiland, met sterke banden met het leiderschap van het eiland, dus voorstellen waarvan wordt aangenomen dat ze een negatieve invloed hebben op PREPA, kunnen moeilijk zijn om uit te voeren. Onlangs heeft het eiland een nieuwe energiecommissie opgericht, PREC genaamd, die toezicht houdt op de plannen, uitgaven en tarieven van PREPA.
Orkaan Maria schakelde lange-afstands transmissielijnen uit die stroom uit meer afgelegen delen van het eiland overbrengen, naast de lokale elektriciteitspalen. (AP Photo / Gerald Herbert) De inspanningen van de PREC bij de hervorming onderstrepen de enorme uitdagingen waarmee het nutsbedrijf wordt geconfronteerd. In september 2016 heeft de PREC een opdracht gegeven om PREPA te instrueren om sommige van zijn olie-fabrieken om te zetten in gas, opnieuw te onderhandelen over een aantal dure hernieuwbare energiecontracten en meer duurzame energie aan te schaffen.
In april 2017 gaf PREPA een nieuw financieel plan uit met grimmige vooruitzichten: een achterstand van $ 4 miljard in onderhoud, het verlies van een kwart van de omzet in de komende 10 jaar en voortdurende rode inkt voor zover het oog reikt. Ondertussen hebben ontwikkelaars van duurzame energie die hebben geprobeerd fabrieken op het eiland te bouwen, grote moeilijkheden ondervonden, zoals in deze blogpost staat.
Toen, vlak voor Maria, verklaarde PREPA faillissement. Maria vernietigde daarom het netwerk van een systeem dat al failliet was, problemen had met het onderhouden van zijn service en het betalen van zijn rekeningen, bestand tegen hernieuwbare verbindingen en politiek moeilijk te hervormen.
Voorstellen voor herbouw met microgrids
De uitdaging is dan om 1) de toegang tot energie zo snel mogelijk te herstellen; 2) beginnen met het bouwen van een veerkrachtig en bruikbaar netwerk op lange termijn; en 3) hervorm een gebroken regelgevend systeem. Na de storm zagen experts in schone energie en bedrijven dit als de perfecte gelegenheid om opnieuw te beginnen.
"Puerto Rico zal het voortouw nemen voor de nieuwe generatie schone energie-infrastructuur, " zei een zonne-CEO, "en de wereld zal volgen." Elon Musk tweet ook beroemd een aanbod om de energieproblemen van het eiland op te lossen met Tesla-zonnestelsels en batterijen.
Met een reeks zonnepanelen en batterijen kan een groep gebouwen, zoals een ziekenhuis, of een buurt zichzelf van stroom voorzien en onafhankelijk werken in het geval van een storing in het centrale netwerk - 'eilandvorming' genoemd in de industrie.
Op voorwaarde dat ze kunnen worden betaald en veilig kunnen worden gebruikt, is het snel opzetten van deze microgrid-systemen op zonne-energie een uitstekende maatregel die zowel een tussenstop is als een bijdrage op lange termijn. Deze systemen kunnen in enkele dagen worden opgezet en bieden voldoende stroom om buurten met kritieke stroombehoeften te helpen, zoals het opladen van mobiele telefoons, het voeden van geldautomaten en het bieden van elektriciteit voor gezondheidszorg en hulpdiensten.
Hospital del Niño is de eerste van een groot aantal zonne-energieprojecten die live gaan. Dankbaar om het herstel van Puerto Rico te ondersteunen met @ricardorossello pic.twitter.com/JfAu11UBYg
- Tesla (@Tesla) 24 oktober 2017
Deze systemen kosten echter tienduizenden dollars en er is momenteel geen substantiële manier om ervoor te betalen, behalve de vriendelijkheid van vreemden. Drieënhalf miljoen mensen zouden misschien 350.000 van deze systemen nodig hebben - voor een prijskaartje in de miljarden - om slechts een fractie van de stroombehoeften van de meeste gezinnen te voorzien.
Zelfs als kosten geen overweging waren, zijn deze gedistribueerde systemen geen vervanging voor het net. Veel mensen denken dat microgrids geen palen en draden nodig hebben, maar als ze meer dan één gebouw bedienen, gebruiken ze vrijwel hetzelfde rooster als we tegenwoordig gebruiken.
Zodra het netwerk opnieuw is opgebouwd, moeten de nieuwe netwerkonafhankelijke systemen onderdeel worden van een reeks nieuwe community-microgrids of netwerken van meerdere zonnepaneelinstallaties met opslag. Deze onderling verbonden systemen zouden samen kunnen "samen eiland" zijn om de hele gemeenschap op gedeeltelijke, zo niet volledige serviceniveaus te houden. Met de nodige planning en goedkeuringen kunnen nieuwe gemeenschapsorganisaties worden opgericht - misschien gescheiden van PREPA - om de conversie van lokale netten naar een veerkrachtiger vorm te financieren.
Er is dus een weg van het huidige raster naar een die veel schoner en veerkrachtiger is, maar het is niet eenvoudig of snel. Het vereist een volledige en snelle machtsherstel met een belangrijke kapitaalinjectie.
Het veranderen van de basis van generatie van PREPA's verouderende, inefficiënte vloot naar schone bronnen is een essentieel onderdeel van dit pad. Zelfs in een extreem snel tempo kost het echter maanden om de economie, financiering en engineering van deze overgang te plannen. Meer in het algemeen kost het jaren en een zorgvuldige economische en financiële planning om de miljarden dollars aan kapitaal op te halen en het vervolgens verstandig uit te geven.
Een duurzame, veerkrachtige weg vooruit
Burgers van Puerto Rico hebben grote ontberingen en tragedies meegemaakt. Wij als samenleving zijn het zeker aan hen verplicht om alles te doen wat we kunnen om de schade van de volgende orkaan te verminderen en de stroomherstel te versnellen. Het pad naar een duurzaam en veerkrachtig net voor het eiland is echter niet zo eenvoudig als luchtdruppelende zonnepanelen en andere apparatuur op het eiland en ervan uitgaande dat alles goed zal zijn. De suggestie dat het herstellen van stroom door de huidige polen en draden te herplanten een meer gedistribueerde oplossing zal verhinderen, is niet correct, noch is het de meest rechtvaardige manier om stroom voor iedereen zo snel mogelijk te herstellen.
Dit wil niet zeggen dat de installatie van volledig onafhankelijke zonnesystemen en microgrids op welke manier dan ook moet worden ontmoedigd. Met de belangrijke bepaling dat de hardware goed wordt onderhouden, hoe meer zonne-energie en opslag we sneller op het eiland kunnen krijgen, hoe beter.
Op dit punt wordt het net van Puerto Rico in wezen opnieuw opgebouwd zoals voorheen.
Maar zelfs als het raster zo snel mogelijk wordt herbouwd, moet de planning en engineering beginnen met het migreren van het raster naar kleinere secties dat zichzelf eiland. Dit moet alle hoofdaspecten van de ontwikkeling en werking van energiesystemen omvatten, inclusief financiering, eigendom, werking en onderhoud van de systemen.
De enige logische manier voor Puerto Rico - en elk ander stormgevoelig elektrisch systeem - om een reeks veerkrachtige en schone microgrids te worden, is om eerst het hele net te laten werken en vervolgens secties te maken die zichzelf kunnen scheiden en onafhankelijk kunnen werken wanneer de problemen toeslaan.
Dr. Fox-Penner bedankt Scott Sklar, Phil Hanser, Sameer Reddy, Thomas McAndrew en Jennie Hatch voor input. Alle fouten zijn van hem.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
