El calor extremo hace que la electricidad sea más cara, más contaminante y menos confiable

Jun 19, 2024

El calor extremo ha afectado con fuerza últimamente de costa a costa y más allá, y es una de las principales formas en que la temporada de peligro se ha manifestado este año. Mientras escribo esto, comunidades del noroeste al suroeste, al sureste y Puerto Rico están bajo alertas de calor.

El impacto directo del estrés por calor en la salud es bastante malo y peligroso. Pero el calor extremo también golpea nuestro sistema eléctrico de maneras que lo hacen más caro, más contaminante y menos confiable. Así es cómo.

El calor extremo puede aumentar drásticamente el consumo de electricidad a medida que la gente enciende el aire acondicionado para aliviarse. Por ejemplo, el Consejo de Confiabilidad Eléctrica de Texas, la red eléctrica que abastece a gran parte del estado de la Estrella Solitaria, ya ha establecido nuevos récords de demanda de energía 11 veces este verano sofocante.

A medida que aumenta la demanda, los operadores de la red recurren a plantas de energía que no utilizan con frecuencia en busca de capacidad adicional. Utilizan (o “despachan”) plantas en función de sus costos operativos, comenzando primero con las fuentes más baratas, como explica este video de UCS:

Este enfoque significa que la demanda se satisface primero con recursos que no requieren combustible (particularmente solar y eólico) o que tienen bajos costos de combustible (nuclear). Las plantas de gas de ciclo combinado suelen ser las siguientes. Si se necesita aún más capacidad, en el extremo superior o posterior de la curva se encuentran opciones de suministro como las plantas de carbón, las plantas de ciclo simple de gas de “pico” o incluso las alimentadas con petróleo (aun cuando ese combustible cayó en desgracia en los últimos años). sector energético hace décadas). Usar más de estas fuentes más caras significa mayores costos de electricidad al por mayor, lo que se traduce en tarifas minoristas más altas para los clientes.

Avanzar más en la curva de despacho aumenta no sólo los costos, sino también la contaminación. Un factor es la suciedad de los combustibles fósiles. El carbón, el petróleo y el gas son fuentes importantes de una variedad de contaminantes que amenazan la salud pública y el medio ambiente.

Los recursos en el extremo superior de la curva de costo-despacho también tienden a ser menos eficientes. Incluso las plantas que utilizan el mismo combustible podrían utilizarlo de forma diferente. Una planta de gas de ciclo combinado podría tener una eficiencia del 60 por ciento, mientras que una planta de gas de pico podría tener una eficiencia de entre el 20 y el 35 por ciento, es decir, desperdiciar hasta el 80 por ciento de la energía de su combustible. La eficiencia promedio de una planta de carbón en Estados Unidos es de sólo un 33 por ciento. Para un determinado kilovatio-hora de electricidad, una menor eficiencia significa más combustible, lo que significa más contaminación.

Por lo tanto, la demanda adicional de energía que a menudo conlleva el calor extremo no sólo encarece la electricidad, sino que también la ensucia mucho.

Se podría pensar que tener un calor extremo en nuestros bolsillos y pulmones sería suficiente daño, pero hay más: un calor más alto también puede hacer que nuestra electricidad sea menos confiable.

Una razón de esa falta de confiabilidad adicional es la alta demanda de energía. Cuando el aumento vertiginoso del calor provoca un aumento vertiginoso de la demanda, los operadores de la red eventualmente se quedan sin centrales eléctricas en funcionamiento a las que recurrir. Y, si bien los apagones pueden tener varias causas, algo tiene que ceder cuando la demanda supera la oferta disponible.

El calor extremo también cobra un precio directo en las plantas de energía, exacerbando potencialmente esa escasez de suministro, y afecta a otras partes de la red. Muchos tipos de centrales eléctricas se vuelven menos eficientes a temperaturas más altas. Una turbina de gas con una temperatura nominal de 60 grados F podría generar sólo el 85 por ciento de esa capacidad cuando la temperatura ambiente alcance los 100 grados F, por ejemplo. Muchas centrales eléctricas que producen vapor para generar electricidad, incluidas las nucleares y de carbón, la mayoría de las plantas de gas y un pequeño número de plantas de energía renovable, también se ven afectadas cuando aumenta la temperatura del agua de refrigeración. Además, los incendios forestales intensificados por el calor extremo pueden destruir líneas de transmisión y otras partes de la red eléctrica.

Esa es la parte del suministro. Pero mantener en funcionamiento nuestras luces (y nuestros aires acondicionados y ventiladores) también requiere llevar energía desde las plantas a nuestros hogares y negocios, y el calor intenso también llega allí. La capacidad de las líneas de transmisión para transportar electricidad disminuye a medida que aumentan las temperaturas, y las líneas se hunden más a temperaturas más altas, lo que puede provocar cortocircuitos. Mientras tanto, los transformadores pueden sobrecalentarse y fallar.

Las cargas adicionales derivadas del calor extremo que llegan a través del sector eléctrico son graves, pero hay respuestas serias que podemos aplicar.

Un paso importante es reconocer que el impacto del calor extremo a través del sector energético no afecta a todos por igual ni equitativamente. Las cargas energéticas son, en promedio, más pesadas para los hogares negros, hispanos y nativos americanos, por ejemplo. Las plantas pico están ubicadas de manera desproporcionada en o cerca de comunidades de bajos ingresos y comunidades de color. Y los cortes de energía afectan a algunas familias mucho más que a otras.

Dadas estas desigualdades en el sistema eléctrico estadounidense, una respuesta importante a corto plazo es asegurarnos de que tengamos y utilicemos sistemas que protejan a quienes corren mayor riesgo. Eso significa, por ejemplo, tener opciones no sólo para las personas que no tienen acceso a aire acondicionado en casa cuando más lo necesitan, sino también para aquellos que no pueden pagar los costos adicionales de electricidad que trae consigo el calor. Los centros de refrigeración y la asistencia con las facturas de servicios públicos, por ejemplo, pueden salvar vidas.

Los operadores de redes tienen una variedad de herramientas que pueden utilizar, tanto a corto como a largo plazo, para abordar los impactos del calor extremo en el sector eléctrico, y otros tomadores de decisiones en el sector energético pueden ayudar a que esas herramientas se conviertan en una realidad. Los incentivos y las tecnologías pueden alentar y ayudar a los clientes a trasladar la demanda a horas de menor actividad, y las inversiones en eficiencia energética pueden ayudar a reducir la demanda en general, incluso durante las horas pico. El almacenamiento de energía, como baterías bien ubicadas (que se cargan con electricidad limpia cuando la demanda es menor), puede proporcionar suministro adicional cuando la demanda aumenta. Mientras tanto, conexiones de transmisión más sólidas a otras partes del país, si se hacen correctamente, pueden permitir que un área que se ve gravemente afectada por el calor extremo recurra a recursos adicionales en otros lugares de manera que se reduzcan los costos y las cargas de contaminación.

Otra herramienta clave es la energía renovable, en una variedad de escalas, y la experiencia reciente definitivamente ha demostrado el valor de más energía eólica, solar y otras energías renovables, como en Texas (repetidamente). Implementar más energías renovables (y tener una capacidad de transmisión adecuada para ellas) puede desplazar las opciones de centrales eléctricas más caras y sucias más hacia la derecha en las curvas de despacho y evitar o retrasar su uso. La energía solar en los tejados y otras energías renovables distribuidas pueden reducir la presión sobre la red eléctrica al suministrar energía donde se necesita. Cuando se combinan con el almacenamiento de energía en el sitio, estos recursos también pueden ayudar a abordar las limitaciones de transmisión, proporcionar energía de respaldo crítica en ubicaciones clave de las comunidades e incluso eliminar las plantas de mayor demanda. Y el uso de recursos libres de carbono en lugar de combustibles fósiles puede, a largo plazo, frenar el cambio climático que provoca gran parte del calor extremo.

El calor extremo puede afectarnos duramente a través del sector energético, afectando nuestras finanzas, nuestra salud y la confiabilidad de esa energía, y puede afectar a algunos mucho más que a otros. Por el bien de todos, podemos devolver el golpe.

Publicado en:Cambio Climático, Energía

Etiquetas:Asequibilidad, contaminación del aire, cambio climático, temporada de peligro, electricidad, confiabilidad de la electricidad, asequibilidad energética, calor extremo, confiabilidad de la red, confiabilidad, energía renovable

Sobre el Autor

John Rogers es líder analítico de campañas energéticas en la Unión de Científicos Preocupados con experiencia en tecnologías y políticas de energía limpia y un enfoque en energía solar, eólica y gas natural. Codirigió la Iniciativa Energía y Agua en un Mundo en Calentamiento liderada por la UCS, un programa plurianual destinado a crear conciencia sobre la conexión entre energía y agua, particularmente en el contexto del cambio climático, y motivar e informar sobre políticas efectivas de bajas emisiones de carbono y Soluciones energéticas con bajo consumo de agua.

Kristy Dahl, científica climática principal

Shana Udvardy Analista sénior de políticas de resiliencia climática

José Pablo Ortiz Partida Senior Bilingual Water and Climate Scientist