MISOs Träume von sauberer Energie hängen von einem Staat ab

Da der Netzbetreiber des Mittleren Westens neue Übertragungsleitungen für eine Zukunft mit sauberer Energie plant, darf er das Zeitfenster für Investitionen in ein technologisch fortschrittliches Netz nicht verpassen.

Eine Solarpanel-Anordnung unter großen Sendemasten mit Freileitungen

Jeff Hu/iStock

Während MISO (Midcontinent Independent System Operator) neue Übertragungsleitungen für eine Zukunft plant, die einen Anstieg erneuerbarer Energien beinhalten wird, ist es für den Netzbetreiber des Mittleren Westens der USA von entscheidender Bedeutung, sein Zeitfenster für Investitionen in ein hochmodernes System nicht zu verpassen. Kunstgitter.

Wenn es um den Ausbau und die Modernisierung des Stromnetzes geht, können Planer davor zurückschrecken, große Investitionen zu tätigen, die für große Verbesserungen erforderlich sind. Aber wir können es uns nicht leisten, zu niedrige Ziele zu setzen und weiterhin dieselben Niederspannungsübertragungsleitungen zu bauen, die sich derzeit durch MISOs Präsenz ziehen. Stattdessen brauchen wir größere 765-Kilovolt-(kV)- und HGÜ-Übertragungsleitungen (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen), die eine Vielzahl von Vorteilen mit sich bringen, die wir benötigen, um unseren Übergang zu einer sauberen Energiezukunft zu unterstützen, einschließlich der Fähigkeit, große Mengen zu transportieren von Elektrizität über große Entfernungen, um verschiedene Wettersysteme zu nutzen, während das Wetter zu unserem Treibstoff wird.

Wenn jetzt nicht in Hochspannungsleitungstechnologie investiert wird, könnte sich dies später als massives Hindernis für den Massenanbau erneuerbarer Energien erweisen, die Kosten senken und die Zuverlässigkeit erhöhen können. Dies ist ein Grund zur Sorge für MISO und andere Netzplaner, die auf eine Zukunft blicken, in der erneuerbare Energien einen zunehmenden Anteil der neuen Energie ausmachen. MISO plant ein System mit einer jährlichen Durchdringung erneuerbarer Energien von 80 Prozent innerhalb von 20 Jahren. Das Ausmaß des Wandels in unserer Stromerzeugung erfordert die Unterstützung einer Hochspannungs-Autobahn/Backbone mit höherer Spannung und höherer Kapazität von entweder 765 kV und/oder HGÜ.

Der Grund dafür ist, dass erneuerbarer Strom aus Sonne und Wind die Variabilität des Netzbetriebs und den Bedarf an Reservestrom erhöht, Faktoren, die ein Netz mit einer flexibleren Leistungsflusssteuerung erfordern. Während sowohl die 765-kV- als auch die HGÜ-Technologie eine Rolle im Netz der Zukunft spielen werden, konzentrieren wir uns in diesem Artikel auf die Vorteile von Spannungszwischenkreiswandlern (VSC)-HGÜ-Leitungen. VSC-HGÜ-Leitungen erhöhen die Fähigkeiten zur Leistungsflusssteuerung, zur inhärenten Blindleistung und Spannungsunterstützung, zur dynamischen Stabilität und zur synthetischen Trägheit, was dann zur Integration erneuerbarer Energien beiträgt, indem sie mehr Steuerbarkeit und Stabilität bieten, um ein Netz mit variablerer Erzeugung zu unterstützen.

Darüber hinaus verlieren VSC-HGÜ-Leitungen weniger Strom als HVAC-Leitungen (Hochspannungs-Wechselstrom), wodurch sie über große Entfernungen effizienter sind. Und da wir eine höhere Durchdringung von Wind- und Solarenergie erreichen, Ressourcen, deren Brennstoff vom Wetter abhängig ist, wird es wichtig sein, erneuerbaren Strom über große Entfernungen transportieren zu können, um verschiedene Wettersysteme zu nutzen. In einer Zukunft, in der billiger erneuerbarer Strom über weite Strecken in Städte und Gemeinden geliefert werden muss, wird eine effizientere Übertragung den Verbrauchern Geld sparen. VSC-HGÜ-Leitungen ermöglichen bei Integration in bestehende Wechselstromleitungen eine unabhängige Steuerung von Wirk- und Blindleistung, den beiden für den Betrieb unseres Stromnetzes benötigten Energiearten, sowie eine schnelle Frequenzreaktion und Schwarzstartfähigkeit, die die Leistungsfähigkeit des Netzes verbessern um Stromausfälle zu vermeiden oder Teile des Stromnetzes neu zu starten, um sich nach einem Stromausfall zu erholen.

Und da VSC-HGÜ-Leitungen größer sind, sind weniger Leitungen erforderlich, um die gleiche Strommenge zu den Verbrauchern zu transportieren. Das bedeutet weniger Kämpfe mit Gegnern, weniger Genehmigungen und weniger benötigtes Land. Warum zwei geteilte zweispurige Autobahnen bauen, wenn die Aufgabe auch mit einer einspurigen Schnellstraße erledigt werden kann?

Hasanuzzaman, Md & Zubir, Ummu & Ilham, Nur Iqtiyani & Che, Hangseng. (2016). Weltweiter Strombedarf, Stromerzeugung, Netzsysteme und Richtlinien für erneuerbare Energien: ein Überblick

Vor einem Jahr genehmigte MISO die größte Investition in Übertragungsleitungen aller Zeiten in den Vereinigten Staaten, ein längst überfälliger Schritt vorwärts für ein Elektrizitätssystem, das ein großes Wachstum erwartet. Der Schritt ebnet den Weg für geschätzte 53 Gigawatt neue Wind- und Solarenergie, andere erneuerbare Energien sowie Speicher- und Batterieprojekte – genug, um 12 Millionen Haushalte mit Strom zu versorgen. Die neuen Übertragungsleitungen und erneuerbaren Projekte werden rund 333.000 Arbeitsplätze schaffen, mehr als die Bevölkerung von Fort Wayne, Indiana.

Mit einer geschätzten Investition von 10,3 Milliarden US-Dollar wird das neue Übertragungsportfolio, bekannt als Tranche 1, Kunden voraussichtlich bis zu 37,3 Milliarden US-Dollar durch die Verlagerung von Strom in der großen Region einsparen. Das ist ein Segen für die Verbraucher, aber es liegt noch ein langer Weg vor uns.

MISO verwaltet das Netz in allen oder Teilen von 15 Bundesstaaten (Arkansas, Illinois, Indiana, Iowa, Kentucky, Louisiana, Michigan, Minnesota, Mississippi, Missouri, Montana, North Dakota, South Dakota, Texas und Wisconsin), Tranche 1 jedoch umfasst keine Leitungen in MISO South (Arkansas, Louisiana, Mississippi und Texas) und erweitert nicht die derzeit schwachen Übertragungsverbindungen zwischen MISO North und MISO South. Zukünftige Projekte sollen Zuverlässigkeitsprobleme im Süden angehen und die Verbindung zwischen MISO Nord und Süd erweitern. Tranche 2 bietet MISO eine einmalige Gelegenheit, Betriebserfahrungen und Vorteile mit der VSC-HGÜ-Technologie zu sammeln.

Bei einer kürzlichen Sitzung des Planungsbeirats von MISO forderten Experten MISO dazu auf, neue 765-kV- und VSC-HGÜ-Leitungen in Betracht zu ziehen, Optionen, die die MISO-Planer nach eigenen Angaben in künftigen Plänen nicht ausschließen würden. Tranche 1 war ein wichtiger Anfang, aber Tranche 2 wird viel mehr erneuerbare Energiequellen ermöglichen, die den Verbrauchern saubere, kostengünstige Energie liefern und zur Erreichung der staatlichen Klimaziele beitragen werden. VSC-HGÜ und 765-kV-Übertragung können den Bedarf unserer sauberen Energiezukunft zu einem niedrigeren Preis decken.

Das erste kommerzielle HGÜ-System in den Vereinigten Staaten war das 500-kV-Pacific DC Intertie, das 1970 fertiggestellt wurde und Wasserkraft vom pazifischen Nordwesten zum Versorgungsgebiet des Los Angeles Department of Water and Power (LADWP) in Kalifornien liefern sollte. Das TransWest Express Transmission Project, ein neues HGÜ-Projekt im Bau, wird erneuerbaren Strom von Wyoming in den Südwesten der Wüste liefern, und die geplante HGÜ-Übertragungsleitung Grain Belt Express wird in Kansas erzeugte erneuerbare Energie an Verbraucher in Illinois, Missouri und anderen Mittleren Westen liefern Zustände.

In einer Zeit, in der Netzregionen im ganzen Land mit Staus und Engpässen konfrontiert sind, brauchen wir Lösungen, die diese Trägheit durchbrechen. Fortschrittliche Stromleitungstechnologie kann das Netz auf die Unterstützung bereits in der Entwicklung befindlicher Erzeugungsprojekte vorbereiten, Anreize für eine stärkere interregionale Übertragung schaffen und den Netzbetreibern Gleichgewicht und Flexibilität bringen.

VSC-HGÜ ist in Europa bereits die Technologie der Wahl, wo Netzplaner die Zuverlässigkeit erhöhen und ehrgeizige Klimaziele erreichen wollen. Die gesamte installierte HGÜ-Kapazität in Europa wird sich im nächsten Jahrzehnt voraussichtlich mehr als verdreifachen. MISO-Planer sollten die Gelegenheit nutzen, die HGÜ-Technologie einzusetzen, um sowohl die Netzzuverlässigkeit zu verbessern als auch den Übergang zu sauberen Energiequellen zu beschleunigen.