Jedyny Boom Wiatru w Teksasie

GETTY OBRAZY

Rolan Petty dźgnął ziemię czubkiem buta i spojrzał na prażące słońce zachodniego Teksasu. Nazywam to uprawą na wiarę, powiedział o swojej nienawadnianej farmie bawełny. Po prostu wierzysz, że nadejdzie deszcz.

Jeśli tak się nie stanie, Petty ma zapasowy strumień dochodów: opłaty leasingowe. Wszędzie wokół nas, wznosząc się na 150 stóp nad kombajnem Petty'ego i wyglądającymi na szorstkie rośliny bawełny w równych rzędach, stał las turbin wiatrowych, który rozciągał się po horyzont. Ziemia Petty'ego na jałowej równinie w zachodnim Teksasie leży na skraju ogromnej farmy wiatrowej Horse Hollow, z 430 turbinami rozmieszczonymi na 73 milach kwadratowych. Była to największa farma wiatrowa na świecie, kiedy została ukończona w 2006 roku. Rodzina Petty'ego dzierżawi ziemię Horse Hollow i kolejną farmę wiatrową w okolicy, zarabiając około 7500 USD rocznie na każdej z kilkudziesięciu turbin na swojej posesji. Energia wiatrowa stała się wielką gratką dla Petty, podobnie jak dla wielu właścicieli ziemskich w Teksasie – pozwalając Rolanowi, jego rodzicom i trzem braciom zarabiać setki tysięcy dolarów każdego roku, niezależnie od tego, czy przyjdą deszcze, czy nie. A farma Petty jest tylko małym graczem w największym boomie na odnawialne źródła energii, jaki kiedykolwiek widziały Stany Zjednoczone.

Ta historia była częścią naszego wydania z listopada 2016 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Z mocą prawie 18 000 megawatów Teksas, gdyby był krajem, byłby szóstym co do wielkości generatorem energii wiatrowej na świecie, zaraz za Hiszpanią. Teraz Teksas przygotowuje się do dodania kilku tysięcy megawatów więcej — mniej więcej tyle, ile moc wiatru można znaleźć w całej Kalifornii. Większość z tych turbin znajduje się w zachodnim Teksasie, jednym z najbardziej opuszczonych i wietrznych regionów kontynentalnych Stanów Zjednoczonych. Piętnaście lat temu, kiedy przygotowywano grunt pod ten boom, na tym obszarze znajdowało się niewiele oprócz upraw bawełny i zboża, pól naftowych, zarośli i wyschniętych koryt rzek oraz małych, w większości usychających miasteczek.

Turbina na farmie wiatrowej Horse Hollow.

Dziś jest to kraina wrzecionowatych białych turbin, które stoją wzdłuż autostrad — i kieszeni właścicieli ziemskich. Nocą, kiedy wiatr wieje najsilniej i najmocniej, jeśli staniesz na jednym z pól, usłyszysz, jak wielkie ostrza robią upiorne sklepik dźwięk, gdy się obracają. Energia wiatrowa przyniosła dobrobyt miastom, które dosłownie wysychały mniej niż pokolenie temu. W czasie suszy w 2011 r. wiele osób w okolicy ogłosiłoby upadłość, gdyby nie turbiny – powiedział Russ Petty, jeden z braci Rolana, który oprowadzał mnie samochodem po posiadłości. Pomaga to zachować tę ziemię w rodzinie.

Wykazał również, że duże państwo może pozyskiwać znaczną część swojej energii ze źródeł odnawialnych bez znaczących zakłóceń, przy odpowiedniej polityce i właściwych inwestycjach w infrastrukturę. Raport Departamentu Energii USA z 2015 r. Wizja wiatru postawili sobie za cel pozyskanie 35 procent całej energii elektrycznej w kraju z wiatru w 2050 roku, w porównaniu z 4,5 procentami obecnie. W Teksasie czasami liczba ta została już przekroczona: w kilka wietrznych dni zeszłej zimy energia wiatrowa przez krótki czas dostarczała ponad 40 procent energii elektrycznej stanu. Dla zwolenników energetyki wiatrowej Teksas jest wzorem dla reszty kraju.

Ale pokazuje też, czego nie może osiągnąć energia wiatrowa. Ogólnie rzecz biorąc, wiatr nadal stanowi mniej niż 20 procent zdolności wytwórczych stanu – liczba ta spada do niskich jednocyfrowych wartości w spokojne, gorące letnie dni. I nawet przy boomie na energię wiatrową, całkowite szacowane emisje dwutlenku węgla w tym stanie były najwyższe w kraju w 2013 r., ostatnim roku, za który dostępne są dane – o 5 procent więcej niż w roku poprzednim.

Opuszczona stacja benzynowa wywiana przez silne pustynne wiatry na północ od granicy z Meksykiem.

Co więcej, warunki, które przyczyniły się do boomu w Teksasie, mogą nie być łatwe do powielenia. Teksas jest nie tylko targany zwykle stałymi wiatrami, ale ma też coś, czego brakuje w większości innych miejsc: gigantyczny system przesyłowy, który został zbudowany, aby dostarczać energię elektryczną z opustoszałych zachodnich i północnych części stanu do dużych miast na południu i wschodzie, w tym Dallas, Austin, San Antonio i Houston. W ramach programu znanego jako Konkurencyjne Strefy Energii Odnawialnej (CREZ), linie energetyczne zostały zatwierdzone w 2007 roku, a ich budowa kosztowała prawie 7 miliardów dolarów. Dodali kilka dolarów miesięcznie do rachunków za energię elektryczną w mieszkaniach, ale teraz wyglądają jak dalekowzroczna inwestycja w infrastrukturę, której inne stany nie chcą lub nie mogą dokonać.

Tego lata przejechałem prawie 1200 mil z Abilene do Amarillo i wielu innych miejsc, aby zbadać eksplozję wiatru w Teksasie. Chciałem zrozumieć, co napędza ten trwający boom i jaki może być ostateczny limit. Ile energii wiatrowej może pochłonąć sieć Texas, ekonomicznie i fizycznie? I czy inne stany i inne narody mogą osiągnąć to, co osiągnął Teksas, czy też istnieją tu warunki, które będą trudne lub niemożliwe do odtworzenia gdziekolwiek indziej?

Poszukiwanie

Russ Petty przy drzwiach jednej z turbin, którą Invenergy dzierżawi wraz z rodziną.

Guy Payne jest jednym z beneficjentów boomu wiatrowego. Były strażnik więzienny prowadził łańcuchowy autobus – używany do transportu skutych więźniów – kiedy zacząłem mijać te wszystkie turbiny wiatrowe, wspomina. W 2003 roku przyjaciel, który odszedł z firmy naprawczej, wspomniał o możliwościach dostępnych w energetyce wiatrowej: bezpłatne szkolenie, dobre wynagrodzenie i świadczenia, praca na świeżym powietrzu i znacznie mniejsze prawdopodobieństwo napadu ze strony skazanego. Po sześciomiesięcznym programie szkoleniowym w General Electric w Tehachapi w Kalifornii Payne został technikiem turbin wiatrowych, co łączy w sobie wiele funkcji: elektryka, mechanika, alpinisty, ratownika. Obecnie nadzoruje 65 techników w firmie deweloperskiej Invenergy, pracujących na wielu farmach. Jeden z nich, ze 100 turbinami General Electric, znajduje się na polach bawełny na wschód od Lubbock, na skraju tego, co miejscowi nazywają Caprock, a geografowie nazywają Zwykła stawka . Ten ogromny płaskowyż, który obejmuje większość północno-zachodniego Teksasu i wschodniego Nowego Meksyku, ma jedne z najlepszych i najbardziej stabilnych wiatrów na kontynencie północnoamerykańskim – często znacznie powyżej 28 mil na godzinę, które są idealne do wytwarzania energii elektrycznej.

W dniu, w którym odwiedziłem, Payne przygotowywał się do udostępnienia online najnowszej farmy Invenergy w Teksasie. Kompleks o mocy 257 megawatów, który obejmie 66 mil kwadratowych pól bawełny i zarośli, Wake Wind Energy Center ilustruje, jak szybko takie farmy mogą kiełkować: grunt został zniszczony w styczniu, a turbiny były na torze, aby osiągnąć pełną moc do października .

Nazwany na cześć małego miasta duchów, które dziś jest naznaczone jedynie zabytkowym odziarnianiem bawełny, Wake wykorzystuje najnowocześniejszą technologię: 260-metrowe wieże z wirnikami o średnicy 330 stóp oraz zaawansowane oprogramowanie, które pozwala technikom rozwiązywać problemy z turbinami za pomocą laptopy. Szybkie postępy technologiczne sprawiły, że turbiny są tak tańsze w budowie i łatwiejsze w utrzymaniu, że energia wiatrowa prawie konkuruje z energią elektryczną z gazu ziemnego samą ceną. (Operatorzy energetyki wiatrowej są dotowani przez federalne ulgi podatkowe i dalekobieżne linie przesyłowe, które zostały zbudowane na koszt podatników).

Wake wyróżnia się również w inny sposób: większość produkowanej tutaj energii elektrycznej trafi bezpośrednio do dwóch firm, giganta włókna szklanego Owens Corning i Equinix, który zarządza dużymi centrami danych w Dallas. W rzeczywistości coraz większa liczba farm wiatrowych w Teksasie jest finansowana przez korporacje, które chcą ustalić cenę za energię przez 20 lat. Facebook, na przykład, powiedział w zeszłym roku, że będzie partnerem przy budowie 200-megawatowej farmy wiatrowej w pobliżu nowego centrum danych o wartości 1 miliarda dolarów w Fort Worth, co pozwala mu twierdzić, że obiekt (który będzie pobierał energię ze zwykłej sieci w Teksasie) ) będzie zasilany w 100 procentach energią odnawialną. A Google, który zainwestował już 75 milionów dolarów w farmę wiatrową w pobliżu Amarillo, planuje współpracować z Invenergy w nowym 225-megawatowym obiekcie na północ od Lubbock.

Po lewej: Wafel ze stanu Teksas, powszechnie dostępny w bezpłatnych śniadaniach hotelowych w Sweetwater. Środek: dojrzałe nasiona bawełny, gotowe do zbioru. Po prawej: tabliczka przed kościołem w Harper odzwierciedla tradycyjną zależność tego obszaru od uprawy bawełny.

Po lewej: Wafel ze stanu Teksas, powszechnie dostępny w bezpłatnych śniadaniach hotelowych w Sweetwater. Środek: dojrzałe nasiona bawełny, gotowe do zbioru. Po prawej: tabliczka przed kościołem w Harper odzwierciedla tradycyjną zależność tego obszaru od uprawy bawełny.

Po lewej: Wafel ze stanu Teksas, powszechnie dostępny w bezpłatnych śniadaniach hotelowych w Sweetwater. Środek: dojrzałe nasiona bawełny, gotowe do zbioru. Po prawej: tabliczka przed kościołem w Harper odzwierciedla tradycyjną zależność tego obszaru od uprawy bawełny.

Jednym z powodów, dla których to wszystko się dzieje, jest deregulacja swojego rynku energii elektrycznej w Teksasie w 2002 roku, zmuszając producentów energii, dostawców przesyłu i sprzedawców energii elektrycznej do rozdzielenia się. W przeciwieństwie do deregulacji w Kalifornii, która doprowadziła do niemal załamania się sieci i serii poważnych przerw w dostawie prądu w latach 2000 i 2001, polityka w Teksasie w większości działała zgodnie z planem, dzięki wydajnej pracy sieci i obfitości linii przesyłowych w CREZ sieć. Nie ma agencji regulacyjnej, pozwoleń, przepisów dotyczących wiatru, mówi Rod Wetsel, prawnik w Sweetwater, który specjalizuje się w wynajmie wiatru i jest współautorem Prawo wiatru , ostateczny tekst dotyczący legalności energetyki wiatrowej. To jak poszukiwanie klientów: możesz w zasadzie postawić swoje roszczenie i zbudować swój projekt.

Oznacza to, że możesz również zgubić koszulę. Miliarder naftowy T. Boone Pickens został zmuszony do wycofania się ze swoich wspaniałych planów budowy największej na świecie farmy wiatrowej w północnym Teksasie po wydaniu ponad 2 miliardów dolarów – głównie dlatego, że był za wcześnie na sprzedaż. To było przed CREZ, mówi Wetsel. Gdyby poczekał kilka lat, byłby w porządku.

nie do zatrzymania

Starsza technologia wiatrowa prezentowana w mieście Coleman.

Para śnieżnobiałych czapli przeleciała przez pole lucerny, kiedy podjechałem do stacji Clear Crossing, oddalonej o 50 km od najbliższego miasta w pustych zaroślach hrabstwa Haskell. Zbudowany kosztem 42 milionów dolarów przez Electric Transmission Texas, spółkę joint venture pomiędzy American Electric Power i Warren-Buffett's Berkshire Hathaway Energy Company, Clear Crossing to 345-kilowoltowa stacja rozdzielcza, punkt orientacyjny w sieci linii CREZ, która rozciąga się od Amarillo do San Antonio, 500 mil na południe, a od Odessy 350 mil na wschód do Dallas. Clear Crossing zbiera energię z linii biegnących od farm wiatrowych na północy i zachodzie i wysyła ją na wschód. Linie energetyczne szumiały w 100° dzień, gdy Greg Blair, rzecznik AEP, i ja kontemplowaliśmy 40-akrowy kompleks wyłączników i przewodów. Po drugiej stronie drogi budowano dużą farmę fotowoltaiczną należącą do komunalnego zakładu San Antonio.

Jest tu mnóstwo szeroko otwartych przestrzeni na duże projekty, takie jak te, zauważył Blair w niedopowiedzeniu wielkości Teksasu.

Electric Transmission Texas zbudowało w ciągu ostatniej dekady ponad jedną piątą z liczącego 3600 mil systemu CREZ. Ten system jest odpowiedzią Teksasu na podstawowy dylemat energii wiatrowej: najlepszy wiatr do wytwarzania energii elektrycznej znajduje się w odległych miejscach, w których nikt nie chce mieszkać, po części dlatego, że jest tak cholernie wietrznie. Bez CREZ nie byłoby boomu wiatrowego w Teksasie.

Czy może być za dużo wiatru? Odpowiedź brzmi tak, absolutnie.

CREZ został zbudowany pod rządami Ricka Perry'ego, republikańskiego gubernatora małego rządu, który rządził stanem w latach 2000-2015. Teraz jest jasne, mówi Jeff Clark z Wind Coalition, że CREZ powinien zostać uznany za jeden z najbardziej wizjonerskich projektów infrastrukturalnych, jakie kiedykolwiek zbudowano. Teksas.

Było to możliwe, ponieważ Teksas jest jedynym stanem USA posiadającym własną sieć energetyczną. Kontynentalne Stany Zjednoczone mają trzy główne sieci: wschodnie połączenie międzysystemowe, zachodnie połączenie międzysystemowe i Radę Niezawodności Elektrycznej Teksasu (ERCOT). Pierwsze dwa obejmują wiele stanów, podczas gdy ERCOT działa tylko w Teksasie, obejmując trzy czwarte stanu. Może inwestować i budować linie przesyłowe na duże odległości według własnego uznania, bez międzystanowych przepychanek politycznych, które zablokowały inne ambitne projekty przesyłowe na duże odległości planowane w poprzek linii stanowych.

Rod Wetsel, prawnik zajmujący się wiatrem i motocyklista na długich dystansach, na polu bawełny, które pełni rolę farmy wiatrowej.

Jednak boom wiatrowy w Teksasie jest tak niepowstrzymany, że nawet system CREZ zaczyna osiągać pełną moc. W szczególnie wietrznych okresach niektóre farmy wiatrowe zostały skutecznie unieruchomione, bez możliwości doprowadzenia energii elektrycznej na wschód do miast. Tak stało się w styczniu z jedną z farm wiatrowych Invenergy, kiedy wzrosło zatory na liniach przesyłowych i nie mogła eksportować swojej energii elektrycznej – nawet gdy zaoferowała dostawcom energii 22 dolary za megawatogodzinę. Tymczasem oczekuje się, że nowe projekty fotowoltaiczne w regionie zwiększą moc o kolejne 2200 megawatów, a dodatkowe 7000 będzie przedmiotem badań. Wydawszy miliardy dolarów na system przesyłowy, państwo musi teraz wydać setki milionów więcej na jego rozbudowę – dowód na to, jak kosztowne i skomplikowane jest przejście z paliw kopalnych na energię odnawialną, nawet gdy warunki są optymalne .

Za dużo wiatru?

Nawet jeśli farmy wiatrowe muszą czasami płacić klientom za odebranie im prądu, mogą zarabiać dzięki federalnej ulgi podatkowej dla deweloperów wiatrowych. Ale ta dotacja zacznie się stopniowo wycofywać w przyszłym roku, zanim wygaśnie całkowicie w 2020 roku. Wtedy prawdziwa ekonomia energetyki wiatrowej stanie się oczywista. Energia z wiatru na ogół pozostaje droższa niż energia z paliw kopalnych. Zwłaszcza przy dzisiejszych niskich cenach energii elektrycznej, napędzanych nadmiarem gazu ziemnego, trudno wyobrazić sobie, jak wszystkie te nowe farmy wiatrowe wyrastające w Badlands mogą być konkurencyjne bez znaczącego bezpośredniego i pośredniego wsparcia na poziomie stanowym i federalnym, mówi Kenneth Starcher, były dyrektor Instytutu Energii Alternatywnej na Uniwersytecie Zachodniego Teksasu A&M.

Następnie są wyzwania fizyczne. Chociaż może się wydawać, że pewnego dnia uzyskanie 35 procent krajowej energii z wiatru jest wykonalne, poleganie na wietrze w zakresie ponad 20 lub 25 procent całości jest trudne ze względu na zmienność wiatru, która wpływa na system na wiele sposobów. Ponieważ operator sieci musi dopasowywać podaż do popytu z minuty na minutę, rezerwa mocy — w dzisiejszych czasach głównie elektrownie gazowe — musi kompensować, gdy wiatr przestaje wiać, przyspieszając szybko, aby wypełnić lukę. (Może się to również zdarzyć, gdy jest za dużo wiatru: gdy wieje z większą prędkością niż 100 km na godzinę, turbiny wyłączają się, aby zapobiec uszkodzeniom). Wymaganie generatorów, aby utrzymać elektrownie na paliwa kopalne, nawet gdy nie ma rynku na ich moc, skutecznie zwiększa całkowity koszt wiatru. Zmienność wiatru wpływa również na jakość energii — zdolność sieci do dostarczania energii elektrycznej w określonych zakresach napięcia i częstotliwości.

Z powodu takich problemów nowe badanie z National Renewable Energy Laboratory sugeruje, że wschodnia połowa Stanów Zjednoczonych miałaby trudności z poleganiem na przerywanych źródłach odnawialnych w przypadku ponad jednej trzeciej energii elektrycznej, nawet przy ogromnych inwestycjach w nowe linie przesyłowe.

Czy możliwe jest, aby wiatr był zbyt duży, jeśli chodzi o problemy lub wyzwania, które będzie miał operator systemu? Odpowiedź brzmi zdecydowanie tak, mówi Bill Cannon, wiceprezes amerykańskiego oddziału Sumitomo, który zbudował i jest właścicielem farm wiatrowych. Im więcej masz wiatru, tym większe wyzwanie. Jeśli chodzi o idealną ilość wiatru, nie sądzę, aby ktokolwiek znał tę odpowiedź.

Słońce wschodzi nad Caprock na farmie wiatrowej Mesquite Creek.

Ropa została odkryta na tym ranczo w latach pięćdziesiątych. Studnia nadal działa, ale dziś jest otoczona turbinami.

Postęp technologiczny w zakresie magazynowania energii, oprogramowania do obsługi sieci i turbin wiatrowych może umożliwić zintegrowanie coraz większej liczby energii wiatrowej. Ale ile? Ta odpowiedź prawie na pewno zostanie znaleziona w Teksasie w ciągu najbliższych pięciu do dziesięciu lat. A to będzie miało głęboki wpływ na przyszłość energetyki wiatrowej. Ponieważ jeśli Teksas nie może wprowadzić znacznie większej energii wiatrowej, prawdopodobnie nie można tego zrobić nigdzie. Poza liniami przesyłowymi i prawie stanową siecią, Teksas ma mnóstwo niezamieszkałego terytorium dla ogromnych, ekspansywnych farm wiatrowych. Nie ma tego na wschodnim wybrzeżu, na głębokim południu, a nawet w Kalifornii, gdzie nieruchomości są drogie, a prawie cała moc wytwarzania energii wiatrowej jest skupiona w trzech obszarach. Inną możliwością są morskie farmy wiatrowe, ale wiążą się one z wyzwaniami przesyłowymi i politycznymi, które do tej pory ograniczały ich zasięg w USA.

W Teksasie jest też coś mniej namacalnego, coś związanego z kulturą. Teksańczycy nigdy nie bali się mieszkać w pobliżu wielkiej infrastruktury energetycznej, niezależnie od tego, czy są to leje z formacji łupkowej Eagle Ford, czy ogromne rafinerie na wybrzeżu. Sprzeciw wobec Wielkiego Wiatru w innych stanach, w których turbiny są uważane za zabójcze dla ptaków, nie ma znaczenia. Ostatecznie boom wiatrowy może uwypuklić ograniczenia energii odnawialnej tak samo, jak uwypukli możliwości.

Ta historia została zaktualizowana 13 października, aby poprawić charakterystykę raportu NREL na temat limitów odnawialnych źródeł energii w sieci we wschodnich Stanach Zjednoczonych.

ukryć