Ressourcenadäquanz – Update zur Energiewirtschaft

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Christie, Kommissar der Federal Energy Regulatory Commission (FERC), bemerkte kürzlich: „Die Vereinigten Staaten steuern auf eine Zuverlässigkeitskrise zu ….“ Zuschaltbare Stromerzeugungsressourcen gehen viel zu schnell und in Mengen zur Neige, die unsere Fähigkeit, den Betrieb am Laufen zu halten, gefährden.“

Erschwerend kommt hinzu, dass sich die Wetterbedingungen ändern – Hitzeperioden und Kälteeinbrüche – und dass das Stromnetz sowohl durch dezentrale Energieressourcen als auch durch zunehmend variable Wind- und Solarressourcen beansprucht wird.

Diese Trends und jüngsten Ereignisse haben die Elektroindustrie dazu veranlasst, die Frage der Ressourcenadäquanz erneut zu prüfen.

Ressourcenadäquanz (oder RA) ist „die Fähigkeit des Elektrizitätssystems, jederzeit den gesamten Strom- und Energiebedarf der Stromverbraucher zu decken, unter Berücksichtigung geplanter und erwarteter außerplanmäßiger Ausfälle von Systemkomponenten.“

Der historische Ansatz zur Ressourcenadäquanz bestand darin, eine ausreichende Stromversorgung zum Zeitpunkt der Spitzennachfrage sicherzustellen, wobei das angestrebte Maß an Systemzuverlässigkeit das Risiko berücksichtigt, dass die Stromerzeugung an einem Tag (24 Stunden) in zehn Jahren (oder 2,4 Stunden pro Tag) hinter der Nachfrage zurückbleibt Jahr).

In der Vergangenheit war RA relativ unkompliziert, da große, schaltbare Zentralstationen und Einwegströme von diesen Einheiten zu den Kunden erforderlich waren. Das aktuelle Umfeld hat jedoch neue Überlegungen zur Angemessenheit hervorgebracht:

Versorgungsunternehmen, Ressourcenplaner und Zuverlässigkeitskoordinatoren erwägen derzeit neue Planungsansätze, die Extremszenarien, mehrstündige und mehrtägige Ereignisse sowie eine höhere Variabilität sowohl der Nachfrageniveaus als auch der Ressourcenleistung (einschließlich potenzieller Unterbrechungen der Kraftstoffversorgung) berücksichtigen. Die North American Electric Reliability Corporation (NERC) hat die Durchführung von Analysen rund um die Uhr empfohlen, die nicht nur die Fähigkeit zur Deckung des Spitzenbedarfs berücksichtigen, sondern auch die Energieadäquanz über alle Stunden hinweg, was NERC als Herausforderung bei einem sich ändernden Ressourcenmix identifiziert hat.

Vordenker prüfen neue Ansätze, um veränderten Bedingungen und Ressourcen Rechnung zu tragen. Einige haben die Verwendung mehrerer Angemessenheitsmetriken zusätzlich zur Lastverlusterwartung gefordert, um unterschiedliche Verwendungszwecke (z. B. Ausmaß von Tail-Risk-Ereignissen) und Zeitrahmen zu berücksichtigen. Andere haben darauf hingewiesen, dass aufgrund wetterbedingter korrelierter Ereignisse, die sich auf RA auswirken, und verschiedener Arten von Ausfällen (Größe, Häufigkeit und Dauer) probabilistischere und zeitgranularere Simulationen erforderlich sind.

Bis zu einem Regimewechsel in der Planung und Modellierung testen Systembetreiber und Planer andere, diskretere Ansätze für die kurzfristige RA.

Die Bündelung von Ressourcen ist ein Ansatz, der bei RA hilfreich sein kann, insbesondere für Regionen mit unterschiedlichen Ressourcen. Das Western Resource Adequacy Program ist ein freiwilliger, regionaler Ansatz, der die Bündelung und Übertragung von Ressourcen unter schwierigen Bedingungen und bei ausreichender Übertragungskapazität ermöglicht.

Die gemischte Leistung sowohl der zuteilbaren als auch der variablen Ressourcen in Zeiten der Systembelastung hat mehrere Regionen dazu veranlasst, zu überdenken, wie und wie viel Kapazität ihnen gutgeschrieben wird (auch als äquivalente Lasttragfähigkeit bezeichnet).

RTO/ISO-Märkte verfügen oder erwägen kontrollierbare Flexibilität und steigende Produkte oder Anforderungen und damit verbundene Vergütungen, um auf erhebliche, kurzfristige Anforderungen zu reagieren.

FERC und NERC beteiligen sich ebenfalls. FERC-Mitarbeiter führten Ende 2022 einen Workshop durch, der sich auf Fragen im Zusammenhang mit der Erhöhung der minimalen interregionalen Übertragungskapazität konzentrierte, was die gemeinsame Nutzung von Ressourcen unterstützen könnte. NERC erstellt einen Standard, der die Planung von Übertragungsnetzen für extreme Hitze und Kälte in weiten geografischen Gebieten vorschreibt, einschließlich der Untersuchung der Auswirkungen gleichzeitiger Ausfälle von Großstromerzeugungs- und Übertragungsgeräten.

Angesichts dieser Trends verbessern Ressourcenplaner ihre RA-Planung auf der Grundlage iterativer Betrachtungen der potenziellen Zusammensetzung zukünftiger Ressourcen sowie der Wetter- und Klimabedingungen. Dies bedeutet, dass eine probabilistischere und weniger deterministische Analyse verwendet werden muss. Nachfrageprognosen werden immer wichtiger und sollten ein größeres Spektrum an Unsicherheiten berücksichtigen.

Da die Auslastung zunehmend fungibler wird, erweisen sich nachfrageseitige Maßnahmen als wertvolle Ressource und werden einen immer bedeutenderen Teil des RA-Portfolios einnehmen.

Schließlich haben RA und Zuverlässigkeit im Allgemeinen ihren Preis. Versorgungsunternehmen müssen den Regulierungsbehörden und Kunden die Wirtschaftlichkeit von RA darlegen – insbesondere die Kompromisse zwischen Ressourcenkosten und Leistung.

Erwarten Sie in den kommenden Monaten und Jahren weitere Aktivitäten zu diesem Thema, da sich der Übergang zu sauberer Energie weiterentwickelt.