猛暑により電力は高価になり、汚染が増し、信頼性が低下する

Jun 19, 2024

最近、猛暑が海岸から海岸まで、さらにはその向こうまで猛暑に見舞われており、それが今年の危険季節の主な現れとなっている。 これを書いている今も、北西部から南西部、南東部、そしてプエルトリコに至る地域では暑さ警報が出ています。

熱ストレスによる健康への直接的な影響は十分に深刻で、危険です。 しかし、猛暑は私たちの電力システムにも影響を及ぼし、電力システムのコストを高め、汚染を増やし、信頼性を低下させます。 その方法は次のとおりです。

人々が安心を求めてエアコンの温度を上げているため、猛暑により電力消費量が急激に増加する可能性があります。 たとえば、テキサス州電力信頼性評議会は、ローンスター州の大部分に電力供給を提供しており、このうだるような夏に電力需要の新記録をすでに11回樹立しています。

需要が高まるにつれ、送電網運営者は頻繁に使用しない発電所の追加容量に目を向けます。 この UCS ビデオで説明されているように、彼らは運営コストに基づいてプラントを使用 (または「派遣」) し、最も安価な供給源から始めます。

このアプローチは、燃料を必要としない資源、特に太陽光や風力、または燃料コストの低い原子力によって需要が最初に満たされることを意味します。 通常、次に来るのは複合サイクルガスプラントです。 さらに多くの容量が必要な場合、曲線の上端または後端には、石炭火力発電所、シンプルサイクルガス「ピーカー」プラント、さらには石油火力発電所などの供給オプションがあります（石油燃料は2009年には人気がなくなったが）。数十年前の電力セクター）。 これらのより高価な電源をより多く使用することは、卸電力コストの上昇を意味し、それが顧客の小売料金の上昇につながります。

発送曲線をさらに上に上げると、コストだけでなく汚染も増加します。 要因の 1 つは化石燃料の汚れです。 石炭、石油、ガスは、公衆衛生や環境を脅かすさまざまな汚染物質の主な発生源です。

コストとディスパッチの曲線の上限にあるリソースも、効率が低くなる傾向があります。 同じ燃料を使用するプラントでも、その使用方法が異なる場合があります。 複合サイクル ガス プラントの効率は 60% ですが、ガス ピーカー プラントの効率は 20 ～ 35%、つまり、燃料のエネルギーの 80% を無駄にしている可能性があります。 米国の平均的な石炭火力発電所の効率はわずか約 33% です。 特定のキロワット時の電力において、効率が低いと燃料が多くなり、汚染が増えることを意味します。

そのため、猛暑に伴う余分な電力需要は、電気料金をより高価にするだけでなく、電気をより汚くすることにもなります。

極度の熱が私たちの手帳や肺を襲うだけで十分なダメージがあると思うかもしれませんが、それだけではありません。高熱は電気の信頼性を低下させる可能性もあります。

信頼性がさらに低くなる理由の 1 つは、電力需要が高いことです。 熱の急増により需要が急増すると、送電網運営者は最終的に頼れる稼働中の発電所が不足します。 そして、停電にはさまざまな原因が考えられますが、需要が利用可能な供給を上回った場合には、何らかの影響が生じる必要があります。

また、猛暑は発電所に直接的な被害をもたらし、供給不足を悪化させる可能性があり、送電網の他の部分にも影響を及ぼします。 多くの種類の発電所は、高温になると効率が低下します。 たとえば、周囲温度が 100 °F に達した場合、定格 60 °F のガス タービンはその容量の 85 パーセントしか生成できない可能性があります。 原子力発電所や石炭火力発電所、ほとんどのガス発電所、少数の再生可能エネルギー発電所など、蒸気を生成して発電する多くの発電所も、冷却水の温度が上昇するとダメージを受けます。 さらに、極度の暑さによって激化した山火事は、送電線や電力網の他の部分を破壊する可能性があります。

それが供給部分です。 しかし、照明やエアコン、冷却ファンを動かし続けるには、発電所から家庭や会社に電力を供給する必要があり、そこでも高熱が発生します。 温度が上昇すると送電線の電気を運ぶ能力が低下し、温度が高くなると送電線のたるみが大きくなり、短絡が発生する可能性があります。 一方、変圧器は過熱して故障する可能性があります。