На протяжении десятилетий менеджеры электросетей опасались, что растущий спрос на энергию в жаркие летние дни приведет к отключениям электроэнергии. Теперь они все чаще испытывают аналогичные опасения по поводу самых холодных зимних дней.

Во многом из-за растущего спроса со стороны домов и предприятий, а также ограничений поставок из-за устаревшего коммунального оборудования многие сети зимой испытывают большую нагрузку. По данным North American Electric Reliability Corporation, некоммерческой организации, которая разрабатывает и обеспечивает соблюдение стандартов для коммунальной отрасли, к 2033 году рост спроса на электроэнергию зимой по сравнению с нынешним уровнем превысит рост спроса летом.

По данным группы, всего 10 лет назад потребление электроэнергии зимой было примерно на 11 процентов меньше, чем летом. Ожидается, что к 2033 году этот разрыв сократится примерно до 8 процентов. А к 2050 году зимний спрос может превысить потребление электроэнергии летом.

«Мы наблюдаем рост как летних, так и зимних пиков, но мы видим, что зимние пики растут быстрее», — сказал Джим Робб, исполнительный директор корпорации по надежности. «Кривая спроса взлетает очень, очень быстро».

В течение многих лет после финансового кризиса 2008 года годовой спрос на электроэнергию практически не менялся. Администрация Обамы продвигала энергоэффективность как способ решения проблемы изменения климата, и потребители использовали меньше электроэнергии, чтобы сэкономить деньги.

Но в последние годы эта тенденция изменилась, поскольку предприятия построили сотни крупных центров обработки данных, каждый из которых может потреблять столько же энергии, сколько небольшой город, а люди стали покупать больше электромобилей и бытовой техники. Основной причиной этого зимой является растущее использование электроэнергии для питания обогревателей в домах и на предприятиях, которые ранее использовали масляные или газовые печи.

По словам г-на Робба, хотя в целом электрические тепловые насосы очень эффективны, они становятся менее эффективными, когда температура снаружи опускается ниже 30 градусов по Фаренгейту. В результате электроэнергетическим компаниям приходится работать усерднее, когда очень холодно и во время зимних ливней.

17 января, когда сильный холод охватил многие из семи штатов, которые он обслуживает, администрация долины Теннесси достигла самого высокого пикового спроса на электроэнергию за всю историю. Государственная энергосистема, у которой более 10 миллионов потребителей, смогла справиться с этим благодаря модернизации, которую она провела для удовлетворения более высокого зимнего спроса. Предыдущий рекорд был установлен 16 августа 2007 года.

«В нашем регионе мы уже наблюдаем более высокие зимние пики и больше проблем, чем летние пики», — сказал Аарон Мелда, старший вице-президент по передаче и электроснабжению ведомства.

PJM, крупнейшая сеть страны, обслуживающая 65 миллионов человек в 13 штатах, также превысила прогнозируемый спрос 17 января, когда снег, мокрый снег и ледяной дождь покрыли Среднюю Атлантику. Система удовлетворила этот спрос и поставляла энергию в соседние сети. Годом ранее PJM понадобилась помощь соседей во время сильного зимнего шторма.

Электросети США также испытывают трудности, поскольку зимой они импортируют меньше электроэнергии из Канады. Спрос на электроэнергию в этой стране сильно растет, а уменьшение количества дождей и снега привело к сокращению поставок электроэнергии со стороны гидроэлектростанций, сказал Роберт Маккалоу из McCullough Research, энергетической консалтинговой фирмы, базирующейся в Портленде, штат Орегон.

По его словам, стареющие и плохо обслуживаемые линии электропередач и коммунальное оборудование в США являются еще одной серьезной проблемой. Электрическая сеть, обслуживающая большую часть Техаса, рухнула во время зимнего шторма 2021 года, отчасти потому, что газопроводы и оборудование электростанций замерзли или вышли из строя. По данным государственных чиновников, из-за урагана и отключения электроэнергии погибло около 250 человек.

«Совершенно очевидно, что мы вступаем в период, когда мы не знаем, что произойдет дальше», — сказал г-н Маккалоу. «Электрификация явно изменит ситуацию и сделает ее еще хуже».

Как и многие американцы, Майкл Питтман привык к перегрузкам в электросети из-за летней жары или штормов. Он живет недалеко от Хьюстона, где работает генеральным менеджером Star Pizza, ресторана, имеющего два ресторана в городе.

Первоначальный магазин 50-летнего ресторана, где делают тесто и соус для обоих магазинов, отключился от электроэнергии во время шторма 2021 года.

«Было ощущение очень беспомощности», — сказал г-н Питтман, который работал в ресторане с 1994 года и ранее сталкивался с отключениями электроэнергии в жаркие летние дни и ураганами. «Теперь каждый испытывает чувство шока, когда слышит, что приближаются заморозки. Новости тут же попадают в сеть».

Ресторан рассматривал возможность приобретения генераторов для резервного питания, но г-н Питтман сказал, что это будет стоить слишком дорого. Вместо этого он готовится к худшему, когда наступят отрицательные температуры, и надеется продолжать работать со своего второго места, в районе, где в плохую погоду обычно реже отключается электроэнергия.

«Есть определенные вещи, которые вы принимаете как должное», — сказал г-н Питтман. «Электрическая сеть — одна из них».

Сеть сталкивается со многими проблемами, поскольку страна стремится сократить выбросы парниковых газов. А растущий спрос на электроэнергию зимой усложняет многие из них.

На большей части страны электрические сети были спроектированы так, чтобы обеспечить высокий спрос летом, когда люди включают кондиционеры. В результате коммунальные предприятия обычно закрывают некоторые электростанции и другие части энергосистемы для проведения технического обслуживания и модернизации в течение остальной части года.

По мнению экспертов по энергетике, высокий спрос в течение нескольких сезонов может затруднить ремонт и улучшение находящихся в стрессе и стареющих систем.

Североамериканская корпорация по обеспечению надежности электроэнергии считает, что потребление электроэнергии в зимнее время может превысить летний спрос в Нью-Йорке и других северо-восточных штатах в течение шести лет. Это также будет означать рост счетов за электроэнергию, которые в последние годы неуклонно растут. По данным Управления энергетической информации, в ноябре средний домовладелец в США платил 162 доллара за типичные 1000 киловатт-часов использования по сравнению со 156 долларами годом ранее.

«Поскольку все больше и больше юрисдикций переходят на полностью электрическую систему, вы увидите эти пиковые изменения», — сказал Кэлвин Батлер, исполнительный директор Exelon, владеющей регулируемыми коммунальными предприятиями в Нью-Джерси, Мэриленде, Делавэре, Пенсильвании и Иллинойсе. «Мы собираемся увидеть больше зимних пиковых сезонов».

Г-н Батлер сказал, что, по его мнению, растущий спрос на электроэнергию потребует модернизации и дополнений к энергосистеме, чтобы свет оставался включенным, включая дальнейшее использование некоторых видов ископаемого топлива.

Возобновляемые источники энергии, такие как солнечные панели и ветряные турбины, производят меньше электроэнергии зимой, отчасти из-за меньшего количества солнечных часов, а также из-за того, что ветер и погодные условия более изменчивы. Вот почему г-н Батлер утверждает, что Соединенным Штатам придется продолжать использовать электростанции, работающие на природном газе, которые поставляют около 40 процентов электроэнергии.

«Это лишь усиливает необходимость наличия природного газа в системе», — сказал г-н Батлер. «В обозримом будущем вам понадобится газ».

Продолжение сжигания большого количества природного газа для производства электроэнергии, конечно, подорвет усилия по снижению выбросов углекислого газа и метана — двух основных парниковых газов. Но заменить газ сложно, потому что батареи и другие технологии хранения энергии не могут обеспечить достаточно энергии в течение нескольких дней по разумной цене прямо сейчас, хотя некоторые эксперты полагают, что это изменится в будущем.

Коммунальные предприятия также могли бы построить больше линий электропередачи для передачи возобновляемой энергии из мест, где ее в изобилии, туда, где она необходима, например, от крупных солнечных электростанций на Юго-Западе на Средний Запад зимой. Но одобрение таких проектов может занять много лет.

«Мы говорим о том, чтобы попытаться отказаться от большого количества энергии», — сказал г-н Робб из корпорации по обеспечению надежности сетей. «Нам нужна технология, которая доступна в больших масштабах и может предоставить те же услуги по балансировке, которые мы получаем от газа».

Г-н Маккалоу, консультант, сказал, что акцент на большем количестве природного газа был недальновидным отчасти потому, что газовые заводы также были ненадежны зимой. Он утверждает, что управляющим сетями и коммунальным предприятиям необходимо учитывать более распределенные ресурсы, такие как солнечная энергия на крышах, и лучше планировать растущий зимний спрос таким образом, чтобы это позволило стране справиться с изменением климата.

«Суть в том, — сказал он, — что мы получаем как летние, так и зимние пики, и мы их не предсказываем».