В феврале Соединенные Штаты сделали то, чего не делали уже много лет: страна отправила в Канаду больше электроэнергии, чем получила от своего северного соседа. Затем, в марте, экспорт электроэнергии из США в Канаду вырос еще больше, достигнув самого высокого уровня как минимум с 2010 года.

Увеличение потока энергии на север является частью тревожной тенденции для Северной Америки: спрос на энергию быстро растет повсюду, но поставки электроэнергии – в случае Канады с гигантских гидроэлектростанций – и способность доставлять энергию туда, где она необходима, все больше подвергается напряжению.

Многие эксперты в области энергетики говорят, что канадские гидроэлектростанции, которым пришлось сократить производство электроэнергии из-за недавнего сокращения количества дождей и снега, в конечном итоге восстановятся. Но некоторые руководители отрасли обеспокоены тем, что изменение климата, которое уже было связано со взрывными лесными пожарами в Канаде в прошлом году, может затруднить прогнозирование того, когда дождь и снегопад вернутся к норме.

«Мы все должны быть скромными перед лицом более экстремальных погодных условий», — сказал Крис О’Райли, президент и исполнительный директор Управления гидроэнергетики Британской Колумбии, которое управляет плотинами гидроэлектростанций на западе Канады. «Из года в год мы справляемся с подъемами и спадами воды, а когда у нас случаются такие спады, как сейчас, более низкие уровни, мы обычно импортируем электроэнергию, и мы ожидаем, что продолжим это и в этом году».

Соединенные Штаты и Канада уже давно полагаются друг на друга, поскольку пик энергопотребления к северу от границы приходится на зиму, когда канадцы используют электрические обогреватели, а пик потребления электроэнергии в Америке приходится на лето, в сезон кондиционирования воздуха.

Обилие гидроэлектроэнергии в Канаде было краеугольным камнем торговли, обеспечивая относительно недорогую возобновляемую энергию для Калифорнии, Орегона, штатов Вашингтон, штатов Нью-Йорк и Новой Англии.

Но уравнение спроса и предложения на энергию меняется. Спрос на электроэнергию во многих штатах резко возрастает летом и зимой. Некоторые эксперты прогнозируют, что спрос на электроэнергию зимой в США может превысить спрос летом к 2050 году.

В то же время коммунальные предприятия все больше полагаются на непостоянные ресурсы, такие как солнечная и ветровая энергия. Крупные гидроэлектростанции, которые когда-то считались стабильным источником электроэнергии, столкнулись с проблемой низкого уровня водохранилищ в Калифорнии, вокруг плотины Гувера и недавно в Канаде.

«Мы сталкиваемся с реальными изменениями погоды и в режиме реального времени выясняем, как это повлияет на работу гидроэлектростанций практически по всей Северной Америке», — сказал Роберт Маккалоу из McCullough Research, фирмы, базирующейся в Портленде, штат Орегон. который был консультантом корпоративных клиентов канадских коммунальных предприятий с 1980-х годов.

Кроме того, ожидается, что потребление электроэнергии вырастет, поскольку люди и предприятия перейдут на электрические тепловые насосы, автомобили и промышленное оборудование, чтобы заменить устройства, сжигающие нефть, природный газ и уголь. Спрос также растет из-за центров обработки данных.

Одним из решений является строительство большего количества линий электропередачи, над чем работает администрация Байдена и некоторые штаты. Но эксперты по энергетике говорят, что Соединенным Штатам также следует добавить больше таких связей с Канадой. Это позволило бы, например, солнечным фермам в Калифорнии снабжать Канаду, когда на ее плотинах недостаточно воды, а канадским коммунальным предприятиям отправлять больше электроэнергии на юг, когда у них ее избыток.

«Большинство моделей предполагают, что более взаимосвязанная сеть — это лучшая сеть», — сказала Шелли Велтон, заслуженный профессор Пенсильванского университета, которая помогла написать недавний отчет о надежности и управлении электрическими сетями. «Я действительно думаю, что в объединении всей Северной Америки есть сила. Нам необходимо сценарное планирование. Нам необходимо долгосрочное планирование».

Плотина гидроэлектростанции Роберт-Бурасса, расположенная среди сосен и елей на севере Квебека, представляет собой обещания и проблемы, связанные с использованием возобновляемых источников энергии.

Оператор электростанции, компания Hydro-Québec, принадлежащая канадской провинции, построила электростанцию ​​на берегу реки Ла-Гранд как часть сети станций, которая может производить более чем в два раза больше электроэнергии, чем крупнейшая электростанция США. Плотина Гранд-Кули на реке Колумбия в штате Вашингтон.

Комплекс La Grande помог компании Hydro-Québec стать ведущим поставщиком в штат Нью-Йорк и Новую Англию. Но меньшее количество снега, чем обычно, вынудило Hydro-Québec и другие канадские коммунальные предприятия импортировать больше электроэнергии из Соединенных Штатов в последние месяцы.

«Похоже, что условия аномально засушливые», — сказал Гилберт Беннетт, президент Water Power Canada, некоммерческой организации, представляющей гидроэнергетическую отрасль. «Отклонения от года к году становятся значительными».

Руководители Hydro-Québec заявляют, что ожидают, что период засухи скоро закончится, ссылаясь на аналогичные периоды в 2004 и 2014 годах. Модели прогнозируют увеличение количества осадков на 6-8 процентов в восточной Канаде в течение следующих 25 лет, сообщила компания.

Серж Абергель, главный операционный директор Hydro-Québec Energy Services, сказал, что большая зависимость Канады от Соединенных Штатов была временным способом для гидроэлектростанций экономить воду. Он добавил, что по мере того, как обе страны модернизируют и расширят свои сети за счет более возобновляемых и эффективных ресурсов, они смогут дополнять друг друга.

«Переход также создает возможности», — сказал г-н Абергель во время недавнего осмотра плотины Робер-Бурасса. «Вы оптимизируете эти ресурсы».

В целом Соединенные Штаты предпочли бы импортировать больше электроэнергии из Канады, потому что это намного дешевле. По словам г-на Абергеля, бытовые потребители Hydro-Québec платят около 50 долларов за 1000 киловатт-часов энергии по сравнению с 236 долларами в штате Нью-Йорк и в среднем 276 долларами в Новой Англии.

Затраты компании низкие, поскольку ее гидроэлектростанции давно построены и окупились. Но доставка этой доступной электроэнергии на юг обходится дорого: согласно анализу McCullough Research, канадская гидроэнергетика обходится домовладельцам в Массачусетсе в два раза дороже, чем жителям Квебека.

Hydro-Québec строит больше линий электропередачи. Он принимает участие в одном проекте — Champlain Hudson Power Express, который, как ожидается, будет завершен к середине 2026 года. Линия электропередачи стоимостью 6 миллиардов долларов и длиной около 339 миль соединит подстанцию ​​в Ла-Прери, недалеко от Монреаля, с преобразовательной подстанцией в Астории, Квинс. Линия сможет поставлять достаточно энергии для обслуживания более миллиона домов в Нью-Йорке.

«Если вы хотите быстро осуществить переход, вам нужно больше передач», — сказал г-н Абергель. Но «мы не стимулируем кого-либо предлагать решения», добавил он. «Мы делаем все по частям».

Г-н Абергель заявил, что компания Hydro-Québec выполнит все свои обязательства перед Нью-Йорком и другими штатами, несмотря на засушливые условия, поскольку она может экономить воду за счет сокращения количества электроэнергии, производимой ее гидроэлектростанциями, и импорта большего количества энергии из Соединенных Штатов. Таким образом, у компании по-прежнему будет достаточно воды для экспорта электроэнергии, когда спрос на энергию в Нью-Йорке и Новой Англии будет выше.

Однако некоторые эксперты по энергетике не столь оптимистичны. Г-н Маккалоу, консультант, сказал, что он обеспокоен тем, что глобальное потепление может настолько истощить водохранилища, что для канадских коммунальных предприятий больше не будет возможности хранить достаточно воды в резерве, чтобы пережить очень длительную засуху.

«Каждый раз, когда у нас происходит один из таких эпизодов, — сказал г-н Маккалоу, — это момент, когда мы теряем костяшки пальцев».

Насколько коммунальные предприятия в США и Канаде зависят друг от друга, наглядно демонстрируется в Орегоне. Portland General Electric, коммунальное предприятие, обслуживающее около двух миллионов жителей штата, отслеживает потоки воды и снежный покров в Британской Колумбии из операционного центра недалеко от Портленда.

Когда засуха и лесные пожары угрожают районам вокруг реки Колумбия, гидроэлектростанции и линии электропередачи, соединяющие Канаду, Вашингтон, Орегон и Калифорнию, становятся уязвимыми.

«Что нас действительно беспокоит сейчас, так это низкий уровень снежного покрова в Канаде», — сказал Даррингтон Отама, старший директор по энергетическим операциям в Portland General Electric. «Как регион мы фокусируемся на том, как они там поживают».

Помимо импорта электроэнергии из Британской Колумбии, PGE получает электроэнергию от двух небольших гидроэлектростанций в водоразделе Булл-Ран к востоку от Портленда.

Тропический лес Булл-Ран в Орегоне не получает воду из реки Колумбия. Но сильный лесной пожар, подобный тому, который произошел прошлым летом, может заставить чиновников закрыть эти плотины и прекратить забор воды из Булл-Ран. Если это произойдет, Портленду придется полагаться на грунтовые воды, что, в свою очередь, может повлиять на реку Колумбия и привязанные к ней гидроэлектростанции.

«Мы должны обдумать все сценарии», — сказала Кристин Андерсон, менеджер программы по водным ресурсам Портлендского водного бюро, во время экскурсии по Булл-Ран. «Мы наблюдаем более быстрые изменения погодных условий. Мы планируем на протяжении всего сезона быть готовыми ко всему».

Гидроэлектростанции часто имеют наименьший приоритет в использовании воды. В результате лесные пожары, низкий снежный покров и засуха могут привести к значительному сокращению их производства. Если в то же время спрос на электроэнергию будет высоким, региональные энергосети могут выйти из строя.

«Существовали исторические модели распределения власти с севера на юг», — сказал г-н О’Райли из компании British Columbia Hydro. «Все эти шаблоны были перевернуты. Сила течет во всех направлениях».

В свою очередь, Калифорния, которая в последние годы страдала от сильной засухи, в последнее время оказалась наводнена. Метели, атмосферные реки и другие штормы покрыли снегом горы штата и заполнили водохранилища, что позволило плотинам вырабатывать много электроэнергии.

В штате также недавно было установлено множество больших батарей, которые позволяют коммунальным предприятиям использовать обильную солнечную энергию в течение нескольких часов после захода солнца.

Энергетическое изобилие Калифорнии должно стать благом для Британской Колумбии, Орегона и штата Вашингтон, но руководители энергетических компаний заявили, что там недостаточно линий электропередачи, чтобы доставить весь этот излишек электроэнергии на север, туда, где она необходима.