현재 건설 중이고 허가가 진행 중인 모든 초고압 송전 장치가 2030년까지 미국 서부에서 건설되어 신재생에너지 프로젝트 건설이 가능해진다면 미국 서부의 이산화탄소 배출량은 73% 감소할 것입니다.2005년과 비교하면.

에너지 생산 비용도 대부분의 프로젝트가 건설되지 않은 기준 사례에 비해 2030년까지 32% 감소할 것입니다.

이는 다음의 결과입니다.새로운 보고서미국 서부의 새로운 송전 및 재생 에너지 프로젝트가 어떻게 가져올 수 있는지 조사하는 에너지부 태평양 북서부 국립 연구소경제적 이익그리고 감소시키다이산화탄소 배출.서부 상호 연결 기준 연구(Western Interconnection Baseline Study)라고 불리는 이 보고서는 2024년 9월 13일에 발표되었습니다. 이 보고서는 국가 송전 계획 연구(National Transmission Planning Study)의 일부입니다.

"서부 상호 연결 기준 연구에서는 다음을 사용합니다.그리드PNNL의 직원 전력 시스템 연구 엔지니어이자 보고서의 주요 저자인 Konstantinos Oikonomou는 "미래의 송전 및 재생 에너지 프로젝트가 서부 전력망을 안정적이고 신뢰할 수 있게 유지하면서 어떻게 탄소 배출을 줄이고 비용을 절감할 수 있는지 알아보기 위한 업계에서 가장 신뢰할 수 있는 데이터입니다."라고 말했습니다.공부하다.

미국 전역에 걸쳐 700,000마일이 넘는 송전선이 다음과 같은 발전기로부터 에너지를 운반합니다.화석 연료 발전소,원자력 발전소, 풍력 및 태양열 발전소, 에너지 저장 시스템 및 수력 발전소.이러한 전력망의 백본을 통해 에너지는 도시, 지역, 최종적으로는 개인 소비자에게 분배될 수 있습니다.

최근 DOE는 송전 확대가 어떻게 더 많은 재생 가능 에너지를 통합하고 에너지 생산 비용을 낮추며 그리드 운영으로 인한 탄소 배출을 줄이는 데 도움이 될 수 있는지 연구해 왔습니다.이러한 노력을 지원하기 위해 PNNL 팀은 서부 16개 주와 캐나다 2개 주에 전력을 공급하는 전력망인 서부 상호 연결(Western Interconnection)의 파이프라인에 있는 주요 신규 송전 프로젝트의 영향만을 고려한 기준 분석을 수행했습니다.

더 많은 송전, 재생 에너지 모델링

새로운 송전 및 재생 에너지의 영향을 조사하기 위해 연구팀은 현재 개발 또는 허가의 고급 단계에 있는 12개의 송전 프로젝트를 통합하는 Western Interconnection 모델을 구축했습니다.이 12개 프로젝트는 3,000마일 이상의 새로운 송전망을 추가하여 와이오밍과 같은 장소를 남부 캘리포니아, 네바다 및 서부 애리조나와 연결합니다.

그런 다음 연구원들은 이 새로운 전송 용량을 활용하여 구축될 풍력 및 태양광 발전 프로젝트와 에너지 저장 시스템을 추가했습니다.2024년 7월 현재 Western Interconnection은 풍력 30GW, 태양광 발전 38GW, 에너지 저장 14GW를 보유하고 있습니다.보고서의 시나리오에 따르면 2030년까지 풍력 35GW, 태양광 31GW, 에너지 저장 12GW를 추가할 예정입니다.

더 많은 송전량과 68GW의 재생 가능 에너지를 갖춘 새로운 Western Interconnection 모델을 통해 연구원들은 일반적인 연도의 에너지 수요와 발전을 시뮬레이션했습니다.시뮬레이션에는 시간, 온도 및 기상 조건으로 인해 전력 수요가 감소하거나 증가하는 현실적인 조건이 포함되었습니다.연구원들은 또한 에너지 생산 및 운송 비용이 1년 동안 어떻게 변동했는지 조사했습니다.

이 모델은 2030년까지 전력망에 통합된 더 많고 저렴한 재생 에너지가 기존 화석 발전소의 발전 출력의 15%를 대체하고 이산화탄소 배출량을 73%(2005년 수준과 비교) 줄일 것임을 보여주었습니다.발전 비용도 32% 감소합니다.

더욱이, 새로운 송전선은 현재 태평양 북서부의 수력 발전기로부터 일부 에너지를 수입하고 있는 캘리포니아와 같은 주에 새로운 에너지 수입 기회를 열어줍니다.남서부의 새로운 송전선을 통해 캘리포니아는 뉴멕시코와 와이오밍의 바람이 많이 부는 지역에서 풍력 에너지를 수입할 수 있을 것이라고 보고서는 지적합니다.

"우리는 다양한 발전 혼합 하에서 다양한 운영 시간 동안 전기가 실제로 그리드를 통해 어떻게 이동하는지 보여주는 전력 흐름 사례를 개발했기 때문에 Western Interconnection의 그리드 계획자는 향후 계획에 이러한 연구 사례를 사용할 수 있습니다."라고 최고 전력 시스템인 Nader Samaan은 말했습니다.PNNL의 연구 엔지니어이자 연구의 공동 저자입니다.

안정적인 그리드를 위한 재생 에너지

연구자들은 또한 이 가상의 미래 서부 상호 연결이 심각한 실패를 견딜 수 있는지 알아보고 싶었습니다.그들은 발전 손실과 송전 손실이라는 두 가지 시나리오를 고려했습니다.

두 가지 오류 모두 2030년 7월 29일 오후 4시에 발생하도록 시뮬레이션되었습니다.연구원들은 이전 분석에서 사람들이 에어컨을 켜는 한여름에 전기 수요가 최고조에 달하는 경향이 있다는 것을 보여주었기 때문에 이 날짜를 선택했습니다.그들은 오후 4시를 선택했습니다.태양이 저녁에 지기 시작하는 늦은 오후에 태양광 발전량이 줄어들기 시작하기 때문입니다.

첫 번째 비상 시나리오에서 애리조나 원자력 발전소는 두 개의 발전 장치를 잃습니다. 이는 "2~3개의 대형 화력 발전소"에 해당한다고 Samaan은 말했습니다.이러한 손실은 그리드에 큰 타격을 주어 잠재적으로 수천 명의 고객에게 서비스 중단을 초래할 수 있습니다.

연구진은 재생 에너지 비율이 높은 그리드에서는 에너지 저장 시스템이 작동하여 대규모 발전 손실에 대비해 그리드를 보호하는 데 필요한 안정성을 제공한다는 사실을 발견했습니다.

Samaan은 "발전기가 다운되기 전에 에너지 저장 시스템이 충전 중입니다. 그러나 시스템이 해당 발전을 잃으면 에너지 저장 장치는 충전을 중단하고 발전량을 늘려 그리드를 안정화할 수 있을 만큼 충분한 예비 에너지를 보유하게 됩니다."라고 Samaan은 말했습니다.

두 번째 비상 시나리오에서는 오레곤 남부에서 캘리포니아 북부까지 3,100MW를 전달하는 송전선에 장애가 발생합니다.이 경우에도 기존 네트워크를 지원하는 새로운 송전선로 그리드가 안정적으로 유지되며 대체 경로를 통해 전력의 경로가 변경됩니다.

국가 송전계획 연구

PNNL의 그리드 고문인 Paul Wetherbee는 "이 새로운 보고서는 유틸리티, 개발자 및 신뢰성 실무 그룹의 신중한 계획을 통해 새로운 송전선과 재생 에너지가 대규모 수요 증가에도 그리드를 안정적으로 유지할 수 있음을 보여줍니다"라고 말했습니다.

또한 다양한 전송 확장 시나리오를 조사하고 정책 입안자에게 권장 사항을 제공하는 DOE의 NTP(국가 전송 계획) 연구를 지원합니다.Western Interconnection Baseline Study는 올해 후반에 발표될 예정인 NTP 연구에 사용된 모델의 "기본 사례" 역할을 합니다.

DOE의 그리드 배포 사무소가 주도하고 PNNL 및 국립 재생 에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory)와 협력하여 NTP 연구는 전기 고객에게 광범위한 혜택을 제공하고 지역 및 지역 간 송전 계획 프로세스를 알리고 지역 간 및 국가 전략을 식별하는 송전 옵션을 식별하는 것을 목표로 합니다.시스템 신뢰성을 유지하면서 탈탄소화를 가속화합니다.

NTP 연구는 새로운 경제적 이점에 대한 최신 보고서를 포함하여 여러 동반 보고서로 보완됩니다.전염그리고재생 가능 에너지 프로젝트미국 서부에 시장 및 운영 관행과 지역 간 재생 가능 에너지 구역에 관한 두 개의 이전 보고서를 가져올 것입니다.