風力・太陽エネルギープロジェクトはアメリカの時代遅れの送電網を圧倒するリスクを抱える

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提案されているクリーンエネルギーベンチャーの爆発的な増加により、新しい電源を家庭や企業に接続するシステムが圧倒されています。

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ブラッド・プラマー著

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ケンタッキー州とバージニア州に3,000エーカーの太陽光パネルを設置する計画は何年も遅れている。ミネソタ州とノースダコタ州の風力発電所が突然中止された。また、マサチューセッツ州とメイン州の住民に太陽光発電の導入を奨励するプログラムも行き詰まっている。

風力、太陽光、その他の低炭素技術への記録的な投資が進む中、米国で離陸の準備が整っているエネルギー転換は、深刻な障害に直面している。プロジェクトの量が、新しい電力源を家庭や企業に接続する国の時代遅れのシステムを圧倒している。

非常に多くのプロジェクトが承認プロセスをすり抜けようとしているため、遅延が何年も長引く可能性があり、一部の開発者は手を上げて立ち去ることになります。

2021年末時点で8,100件以上のエネルギープロジェクト（その大部分が風力、太陽光、蓄電池）が送電網への接続許可を待っており、前年の5,600件から増加しており、相互接続として知られるシステムに支障をきたしている。

これは、風力タービンや太陽光発電アレイによって生成された電力が送電網、つまり電力が生成された場所から都市や工場に電力を運ぶ送電線と変圧器のネットワークに追加されるプロセスです。単一のグリッドはありません。米国には数十の電力網があり、それぞれが異なる当局によって監督されています。

イリノイ州からニュージャージー州まで広がる国内最大の地域送電網を運営するPJMインターコネクションは、接続リクエストが殺到しているため、数千件の未処理の提案に対応できるよう、2026年まで新規申請を凍結すると昨年発表した。、主に再生可能エネルギー向けです。

現在、開発者が承認を得るまでに平均約 4 年かかり、10 年前の 2 倍の時間がかかります。

そして、企業が最終的にプロジェクトの審査を受けると、別のハードルに直面することがよくあります。それは、ローカル送電網が満杯であり、新しい送電線やその他のアップグレードに計画よりもはるかに多くの支出を要求されるということです。

多くの人は諦めてしまいます。ローレンス・バークレー国立研究所の調査によると、実際にいわゆる相互接続キューを通過できるのは、太陽光発電や風力発電の提案のうち 5 分の 1 未満です。

大手太陽光発電・蓄電池開発会社パイン・ゲート・リニューアブルズの市場開発担当バイスプレジデント、パイパー・ミラー氏は、「われわれの観点から見ると、相互接続プロセスはプロジェクトキラーの最大の要因となっている」と述べた。

業界団体である米国クリーンパワー協会によると、米国の大規模な太陽光発電、風力発電、蓄電池の設置は、長年にわたる驚異的な成長を経て、2022年には16％減少した。サプライチェーンの問題だけでなく、プロジェクトを送電網に接続するのに長い遅れが生じていることも非難した。

電力生産は、米国が生産する温室効果ガスの約 4 分の 1 を発生させます。それを浄化することは、バイデン大統領の地球温暖化と戦う計画の鍵となる。同氏が昨年署名した画期的な気候関連法案では、風力、太陽光、原子力、電池などの低炭素エネルギー技術を化石燃料より安価にするため、3,700億ドルの補助金が提供されている。

しかし、この法律は、ホールドアップの許可、地元の反対、送電制限など、クリーンエネルギープロジェクトの構築に対する多くの現実的な障壁にはほとんど対処していません。専門家らは、これらの障害が解決されない限り、数十億ドルの連邦補助金が議員らが構想する大幅な排出削減につながらないリスクがあると指摘する。

「クリーンエネルギーがどれほど安いかは問題ではありません」と、エネルギーに焦点を当てた非営利団体であるクリアパス財団の研究マネージングディレクターであるスペンサー・ネルソン氏は言う。「開発者が相互接続プロセスを迅速に完了し、十分な量の鉄鋼を地中に入手できなければ、気候変動目標は達成できないでしょう。」

中西部や中部大西洋などの大規模な送電網では、地域の事業者が数百の異なる発電所から数千マイルの送電線を通って数百万の家庭に送られるビザンチン状の電力の流れを管理している。

開発者が発電所を建設する前に、地元の送電事業者はプロジェクトによって混乱が生じないことを確認する必要があります。たとえば、既存の送電線が処理できる量を超える電力が供給された場合、過熱して故障する可能性があります。詳細な調査を実施した後、送電網運営者は、新しい発電所を近くの変電所に接続する回線などのアップグレードを必要とする場合があります。通常、このコストは開発者が負担します。その後、オペレーターはキュー内の次のプロジェクトの検討に移ります。

エネルギー会社が毎年いくつかの大規模な石炭またはガスプラントを建設していたとき、このプロセスはかなり日常的でした。しかし、コスト低下、州のクリーンエネルギー義務、そして現在は多額の連邦補助金を受けて、風力、太陽光、電池プロジェクトの数が過去10年間で急激に増加したため、この計画は破綻した。

「最大の課題は、まさに膨大な量のプロジェクトです」と、PJM Interconnection でシステム計画を率いる Ken Seiler 氏は述べています。「システムの信頼性を確保するために必要な高度な研究を行える電力エンジニアは限られており、他の誰もが彼らを雇おうとしています。」

送電網運営会社である PJM は現在 2,700 件のエネルギープロジェクトを検討中ですが、そのほとんどが風力、太陽光、電池であり、その数はわずか 3 年間で 3 倍に増加しています。待ち時間は現在4年以上に達する可能性があり、PJMは昨年、新たな審査を一時停止し、プロセスを全面的に見直すことになった。

遅れは再生可能エネルギー開発業者のビジネスモデルをひっくり返す可能性がある。時間が経つにつれて、資材コストの上昇によりプロジェクトの実行可能性が損なわれる可能性があります。土地を購入するオプションは期限切れになります。潜在的な顧客は興味を失います。

2年前、太陽光発電開発会社シリコン・ランチ社は、ケンタッキー州とバージニア州にある3つの100メガワット太陽光発電プロジェクトを接続する許可をPJMに申請した。これは数万世帯に電力を供給するのに十分な量である。同社は太陽電池アレイと羊の放牧を併用することが多く、数千エーカーの農地の購入オプションを地元の地主と交渉していた。

現在、その土地は空き地になっています。 Silicon Ranch は PJM からフィードバックを受け取っておらず、現在、これらの太陽光発電所を稼働させるのは 2028 年か 2029 年になる可能性があると推定している。これは頭痛の種である。同社は、太陽光発電が可能かどうかさえ分からないうちに、その土地を購入するかどうか決断しなければならないかもしれない。アレイは承認されます。

シリコンランチの最高経営責任者、レーガン・ファー氏は「悔しい」と語った。「私たちは、地元のコミュニティとの信頼と信用を確立することが業界にとっていかに重要であるかについて常に話しています。しかし、投資するつもりだと言いながら何年も何も起こらないとしたら、それは最適な状況とは言えません。」

PJM は間もなく、プロジェクトを 1 つずつではなくクラスターで調査するなどして、キューを高速化する予定ですが、その前にバックログを解消する必要があります。

太陽光と風力にとって潜在的により大きな問題は、全国の多くの場所で地域の送電網が詰まり、これ以上の電力を吸収できないことである。

つまり、開発者が新しい風力発電所を建設したい場合、単純な接続線だけでなく、他の場所のより深い送電網のアップグレードにも費用を支払わなければならない可能性があります。たとえば、ノースダコタ州で計画されている風力発電所の1つは、何百マイルも離れたネブラスカ州とミズーリ州の送電線の数百万ドル規模のアップグレード費用の支払いを求められた。

これらのコストは予測できない場合があります。 2018年、再生可能エネルギー開発会社であるEDPノースアメリカは、ミネソタ州南西部に100メガワットの風力発電所を提案し、送電網への接続には1000万ドルを費やす必要があると見積もった。しかし、送電事業者が分析を完了した後、EDP はアップグレードに 8,000 万ドルの費用がかかることを知りました。それはプロジェクトをキャンセルした。

これにより、新たな問題が発生します。提案されたエネルギープロジェクトがキューから外されると、送電事業者は他の保留中のプロジェクトの調査をやり直し、コストを他の開発者に転嫁しなければならないことが多く、これによりさらに多くのキャンセルや遅延が発生する可能性があります。

専門家らによると、それは倒錯的なインセンティブも生み出すという。開発者の中には、すべてを建設するつもりはなく、風力発電所や太陽光発電所をさまざまな場所に複数の提案を提出する人もいます。その代わりに、彼らは、大規模なネットワークのアップグレードの費用を支払わなければならない別の開発者の後に、自分たちの提案の 1 つが現れることを望んでいます。この種の投機的な入札の増加により、列はさらに混雑しています。

コンサルティンググループ「グリッド・ストラテジーズ」の社長、ロブ・グラムリッチ氏は、「高速道路の料金をこの方法で支払った場合を想像してみてください」と語る。「高速道路が完全に渋滞している場合、次に乗車する車は車線拡張全体の料金を支払わなければなりません。そのドライバーは請求書を見て降車します。あるいは、自分で料金を支払った場合、他の人はその料金を使用できるようになります」インフラ整備は意味がありません。」

グラムリッヒ氏は、より良いアプローチは、個別の開発者に系統を少しずつ修正させるのではなく、系統運用者が広範囲に利益をもたらす送電アップグレードを計画し、コストをより広範なエネルギー供給者と利用者に分散させることだ、と述べた。混沌としたプロセス。

その考えには前例があります。 2000年代、テキサス州当局は、テキサス州西部の荒涼とした平原に建設される風力タービンの数の増加に既存の送電線では対応できないと判断し、数十億ドル規模の改修を計画した。テキサス州は現在、風力発電で全米をリードしています。同様に、中西部の15の州にまたがる送電網であるMISOは、最近、103億ドルの新規送電線を承認したが、これは一部の州が野心的な再生可能エネルギー目標を設定しており、より多くの送電が必要であると当局が見抜いていたことが一因となっている。

しかし、電力会社、州当局者、企業は、新しい送電線が必要かどうか、そして誰が費用を負担すべきかについて激しく議論することが多いため、この種の積極的な計画はまれです。

「最も難しいのはエンジニアリングではなく、誰がその費用を負担するのかを考えることだ」と MISO のシステム企画担当副社長、オーブリージョンソン氏は語った。

送電網の遅れが重なり、規制当局も注目を集めている。昨年、連邦エネルギー規制委員会は、相互接続キューを合理化し、送電網事業者がより長期的な計画を立てるよう奨励するための 2 つの主要な改革を提案しました。

ただし、これらのルールの運命は不明です。 12月には、両改革の先頭に立った元規制委員会委員長のリチャード・グリック氏が、天然ガスパイプラインを巡る無関係な政策を巡ってジョー・マンチン3世上院議員（ウェストバージニア州民主党）と衝突し辞任した。委員会は現在、民主党員2名と共和党員2名に分かれている。新しい改革には過半数の承認が必要です。

米国が送電網の問題を解決できなければ、気候変動への取り組みが困難になる可能性がある。プリンストン主導の REPEAT プロジェクトの研究者らは最近、クリーンエネルギーに対する新たな連邦補助金により、2030 年までに電力排出量が半減する可能性があると推定しています。ただし、これは送電容量が今後 10 年間で 2 倍の速さで拡大することを前提としています。それが起こらなければ、太陽光発電と風力発電が妨げられ、電気自動車に電力を供給するために既存のガス発電所や石炭発電所がより頻繁に稼働するため、排出量は実際に増加する可能性があることを研究者らは発見した。

マサチューセッツ州とメイン州は警告を発している、と太陽光発電・蓄電産業協会のエグゼクティブディレクター、デービッド・ガール氏は語った。両州とも議員らは小規模太陽光発電設置に多額の奨励金を提示した。投資家は資金を注ぎ込んだが、数カ月以内に送電網管理者は圧倒され、数百件のプロジェクトが遅れた。

「そこには教訓がある」とガール氏は語った。「大きく野心的な気候関連法案を可決することはできますが、相互接続ルールなどの詳細に注意を払わないと、すぐに問題に遭遇する可能性があります。」

オーディオプロデュースはケイト・ウィンスレット。

ブラッド・プラマーは、二酸化炭素排出量を削減するための政策とテクノロジーの取り組みを専門とする気候レポーターです。タイムズ紙では、国際的な気候変動に関する協議や米国のエネルギー情勢の変化についても取り上げています。 @ブラッドプラマー

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