飓风桑迪、卡特里娜以及风暴潮和停电风险的增加

2015年10月27日|下午1:00
史蒂夫·克莱梅尔
能源研究与分析总监

2012年10月29日,超级风暴桑迪在新泽西州大西洋城附近登陆,给美国东北部敲响了警钟。除了生命和财产的悲惨损失,桑迪还造成了数十亿美元的损失,使21个州的800多万人断电。在桑迪飓风三周年纪念日,一个新UCS分析看看我们已经采取了哪些措施,使我们的电网不那么脆弱,更有弹性,以应对东部和墨西哥湾沿岸风暴潮和沿海洪水造成的停电。答案吗?有一些,但还不够。

桑迪风暴潮

飓风桑迪期间风暴潮造成的洪水损失。图片:Mark C. Olsen军士/美国空军

桑迪关闭了,或者至少损坏了165个变电站美国有几座大型发电厂,7000台变压器和15000根电线杆。风暴潮和沿海洪水是造成破坏和随后停电的主要原因。医院不得不疏散病人。家庭和企业断电数天甚至数周。

桑迪并不是一个孤立的事件。2005年的飓风卡特里娜、丽塔和威尔玛,以及2008年的古斯塔夫和艾克,也对电网造成了严重破坏。每一场都导致100万至300万用户断电,200至500个变电站受损,根据美国能源部的数据

尽管我们越来越依赖电力,但由于老化和条件差,我们的电网越来越容易发生故障,恶劣天气造成的停电率一直在上升。

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新的UCS分析,熄灯吗?风暴潮,停电,以及清洁能源的帮助,显示了五个大都市地区的主要发电厂和变电站现在和将来如何受到各种类型飓风的风暴潮洪水的影响:特拉华河谷、维吉尼亚东南部、南卡罗来纳低地、佛罗里达州东南部和墨西哥湾沿岸中部

以最近三份UCS报告为基础(电源故障纷扰的潮汐,狂风暴雨的海),该报告还强调了更好地评估和规划这些风险的必要性,以及增加在保护电网和部署清洁能源解决方案方面的投资,这将使电网更具弹性并减少碳排放。

大范围停电的可能性很高,而且还在不断增加

以下是我们的一些主要发现:

  • 如果3级飓风今天袭击这五个地区,数十座发电厂和400多座主要变电站可能被淹没除非拥有这些设施的公用事业公司采取了足够的措施来保护它们。暴露的变电站所占比例从佛罗里达州东南部的16%到墨西哥湾中部的近70%不等。

  • 一旦超过几台发电机或主要变电站被关闭,停电可能会蔓延。在调查的所有地区,分析发现,如果电力基础设施得不到充分保护,就有可能出现这种广泛损失的证据洪水深度可达5至10英尺,甚至10至15英尺在许多暴露的地点。
  • 作为海平面上升在美国,强风暴造成的沿海洪水将进一步向内陆蔓延,沿途的基础设施将被淹没在更深的地方。例如,分析发现在佛罗里达州东南部,受到3级风暴洪水影响的主要变电站数量到2050年可能会增加一倍以上,到2070年可能会增加两倍。
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你可以看到其他地区地图显示发电厂和主要变电站在不同时间点的不同淹没水平。

加强我们的电力基础设施需要远见

大多数沿海基础设施都是根据联邦紧急事务管理局(FEMA)的洪水危险区设计的,以满足100年的防洪标准。不幸的是,这些标准是基于历史数据,没有考虑到未来海平面的上升。州和地方政府可以提高这些标准的严格程度,但很少有人进行了脆弱性评估,为这种变化提供信息。

由于电力基础设施的使用寿命为40年或更长时间,预计到2050年海平面将上升超过1英尺,风暴潮最终可能淹没那些从未经历过或从未预料到的洪水设备。

幸运的是,一些前瞻性的政策和工具正在地方、州和联邦各级出现,以解决这个问题。熄灯他列举了纽约、马里兰、马萨诸塞州和其他地方的例子。

报告建议电力公司考虑增加更多的保护措施,如自然和人工缓冲,修改现有的基础设施,如抬高变电站和使用潜水设备,或将设施从海岸线上退役或移动。

清洁能源:通往弹性能源和减少排放的途径

弹性电源提供了一个灵活的系统,可以应对挑战,可以快速恢复,并在我们最需要的时候保持可用。开发弹性电力意味着从集中式电力系统转向更分散的电力系统,即使在极端天气下也能满足关键需求。

当电力中断时,关键设施通常依赖备用柴油发电机,直到主电网恢复。然而,备用柴油发电机带来了一系列挑战,包括严重污染和由于不经常使用而容易故障。

相比之下,清洁能源技术是一种有吸引力的替代方案,可以使电网更具弹性,同时减少碳排放。一些最有前途的清洁能源解决方案包括:

  • 屋顶太阳能可再生能源这样的太阳能和风能,再加上电池或其他能量储存系统即使在太阳落山、风停或集中电网变黑的情况下,它也能提供电力。的成本而且太阳能自2009年以来已经下降了60% - 70%,而电池存储的成本也在下降。在非紧急情况下,这些技术还能产生宝贵的清洁电力供日常使用。
  • 热电联产(CHP)设备可以大大提高燃料效率,同时为关键设施提供热量和动力。
  • 能源效率减少建筑物用电量的技术和措施可以通过减少向关键负荷供电所需的系统尺寸来帮助节省资金。
  • 微型电网可以将这些分布式清洁能源技术纳入自给自足的系统,在紧凑的地理“岛屿”内产生和消耗所有能源;或者它们可以与更广泛的电网连接,并选择何时转换为孤岛模式。

熄灯指向佛罗里达麻萨诸塞州新泽西美国和纽约都在部署这些技术。

限制未来影响

与气候相关的海平面上升和风暴潮对我们沿海电力基础设施的威胁越来越大,这引起了人们的严重关注。作为美国全球变暖排放的最大单一贡献者(占2013年总排放量的近三分之一),电力行业在188金宝搏手机版确保我们避免气候变化的最严重影响方面发挥着关键作用。

虽然已经在地方、州和联邦各级采取了一些初步措施来保护电网,并部署清洁、有弹性的电力系统,但投资还没有达到问题的规模。需要强有力的州和联邦政策来大幅削减碳排放,以限制未来气候影响的严重程度和成本。

执行环保署的清洁能源计划减少现有化石发电厂的碳排放,以及采用和加强州可再生能源和效率标准,以及延长联邦税收抵免,都是重要的步骤开着灯