science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe een goedkope elektriciteitsmarkt Texas in de kou liet staan

Meer dan een week nadat de Texanen stroom en water verloren door een verlammende wintervorst, vrijwilligers verdeelden flessenwater op de centrale locatie van de voedselbank in Del Valle, Texas, 20 februari 2021. Thomas Ryan Allison/Bloomberg via Getty Images

Amerikanen nemen elektriciteit vaak als vanzelfsprekend aan - totdat de lichten uitgaan. De recente koudegolf en storm in Texas hebben veel aandacht besteed aan de Electric Reliability Council van Texas, of ERCOT, de non-profitorganisatie die de stroom van elektriciteit naar meer dan 26 miljoen Texanen beheert. Samen, ERCOT en soortgelijke organisaties beheren ongeveer 60 procent van de Amerikaanse stroomvoorziening.

Uit mijn onderzoek naar de structuur van de Amerikaanse elektriciteitsindustrie, Ik weet dat regels die zijn opgesteld door entiteiten als ERCOT grote gevolgen hebben voor de energiekeuzes van Amerikanen. De huidige machtscrisis in Texas en andere getroffen staten benadrukt de delicate evenwichtsoefening die betrokken is bij het bieden van veilige, betrouwbare elektriciteitsservice op beurs, redelijke prijzen. Het laat ook zien hoe mysterieuze kenmerken van energiemarkten op kritieke momenten grote effecten kunnen hebben.

Laat er licht zijn

Het elektrische tijdperk begon in 1882 toen de Edison Illuminating Company stroom naar 59 klanten in Lower Manhattan stuurde vanaf het Pearl Street Generating Station. Edison was Amerika's eerste elektriciteitsbedrijf dat eigendom was van investeerders - een bedrijf dat elektriciteit opwekte, verplaatste het over transmissielijnen en leverde het aan individuele klanten.

De reikwijdte en schaal van elektriciteitsbedrijven groeide snel vanaf dat bescheiden begin, maar deze onderliggende verticaal geïntegreerde structuur bleef meer dan 100 jaar intact. Elk nutsbedrijf had het monopolie op het bedienen van klanten in zijn gebied en rapporteerde aan een commissie van openbaar nut, die het bedrijf vertelde welke tarieven het kon rekenen.

Omdat de nutsbedrijven meer wisten over hun kosten en mogelijkheden dan wie dan ook, de last lag bij de regelgevers om te beslissen of het nutsbedrijf efficiënt werkte. Toezichthouders bepaalden ook of de kosten die nutsbedrijven voorstelden om door te berekenen aan klanten - zoals het bouwen van nieuwe elektriciteitscentrales - rechtvaardig en redelijk waren.

De lijnen raken in de war

De zaken werden ingewikkeld in 1996 toen de Federal Energy Regulatory Commission Order 888 uitvaardigde, staten toestaan ​​hun elektriciteitsindustrie te herstructureren om meer concurrentie te bevorderen. Door de acties, of inactiviteit, van individuele staatswetgevers, de Amerikaanse elektriciteitsmarkt brak.

Sommige staten, voornamelijk in het zuidoosten en het westen, handhaafde de verticaal geïntegreerde structuur. De rest van het land ging over op een marktstructuur waarin producenten met elkaar concurreren om hun elektriciteit te verkopen.

Regio's hebben nieuwe onafhankelijke organisaties opgericht - bekend als onafhankelijke systeembeheerders of regionale transmissieorganisaties - om de stroom van stroom op het net te regelen. In deze regio's, producenten concurreren om hun elektriciteit te verkopen, en organisaties die marktmonitors worden genoemd, zorgen ervoor dat producenten zich aan de regels houden. Deze aanpak creëerde energiemarkten die prioriteit geven aan het opwekken van elektriciteit tegen de laagst mogelijke prijs.

In het zuidoosten, Zuidwesten en Noordwesten van de VS, traditionele nutsbedrijven wekken elektriciteit op en leveren deze aan klanten. andere regio's, inclusief Texel, zijn verhuisd naar concurrerende energiemarkten die worden beheerd door onafhankelijke systeembeheerders, of ISO's. Federale regelgevende commissie voor energie

Een imperatief om de prijzen laag te houden

Wat betekenen deze veranderingen voor elektriciteitsklanten in regio's met concurrerende energiemarkten? De bedrijven die stroom leveren via kabels aan huizen en bedrijven, moeten hun prijzen nog steeds laten goedkeuren door regelgevers, maar het systeem werkt anders voor de bedrijven die die stroom opwekken.

Generatoren bieden hun elektriciteit aan, meestal tegen een bepaalde prijs per uur, op beurzen die worden beheerd door marktdeelnemers zoals ERCOT. Die operators berekenen hoeveel elektriciteit nodig is in de regio's die ze bedienen en kiezen de goedkoopste bieders om deze te leveren.

Als er geen productiebedrijf wordt geselecteerd, het verliest de mogelijkheid om zijn elektriciteit in dat uur te verkopen. En verkoopkracht is hoe generatoren inkomsten genereren om te betalen voor zaken als arbeiders, elektriciteitscentrales en brandstof. Dit betekent dat producenten een prikkel hebben om zo laag mogelijk te bieden en zoveel mogelijk elektriciteit te verkopen.

Generatoren in Texas krijgen kritiek nu ze niet voorbereid waren om bij extreem lage temperaturen te werken. Maar denk eens aan de uitdagingen waarmee twee Texas-generatoren worden geconfronteerd die in alle opzichten identiek zijn, behalve dat men besluit te investeren in overwintering. Dat bedrijf zal hogere kosten hebben dan zijn concurrent en kan worden gedwongen om duurdere aanbiedingen op de markt te doen, mogelijk kansen mislopen om zijn elektriciteit te verkopen.

Op lange termijn, het bedrijf dat overwintert, kan het moeilijker hebben om in bedrijf te blijven. Het zou beter voorbereid zijn op de omstandigheden die Texas nu treffen, maar het zou onder meer normale omstandigheden met een concurrentienadeel werken.

Een internationale non-profit toezichthouder genaamd de North American Reliability Corporation voert halfjaarlijks betrouwbaarheidsbeoordelingen uit voor elke Noord-Amerikaanse regio, maar die beoordelingen zijn slechts zo goed als de veronderstellingen waarop ze zijn gebaseerd. Als de beoordeling geen rekening houdt met extreme gebeurtenissen, dan kan de toezichthouder niet bepalen of er een stroomvoorziening voor hen klaarstaat.

Na een eerdere koudegolf in 2011 die tot stroomtekorten leidde, federale regelgevers identificeerden opties voor het winterklaar maken van het elektriciteitssysteem in Texas, maar ERCOT eiste niet dat energiebedrijven deze uitvoerden. Andere regio's kunnen veerkracht anders waarderen. Bijvoorbeeld, ISO-New England lanceerde in 2018 een programma dat generatoren compenseert voor het leveren van extra capaciteit wanneer het systeem onder spanning staat.

De kracht van een concurrerende opwekkingsmarkt is dat elke generator zelf mag beslissen wat hem op de lange termijn duurzaam maakt. Dat is ook een zwakte van de markt.

Texanen wachten in de rij voor een supermarkt in Austin, Texas, 17 februari 2021. Bewoners worstelden om basisbehoeften te vinden toen de koudegolf de stroomvoorziening uitschakelde en de toeleveringsketens op zijn kop zette. Thomas Ryan Allison/Bloomberg via Getty Images

Wat biedt de toekomst voor Texas?

Zodra de stroom in heel Texas is hersteld, staats- en federale beleidsmakers zullen verschillende moeilijke vragen moeten beantwoorden om mislukkingen als deze minder waarschijnlijk te maken.

Eerst, Is het voorbereiden van het elektriciteitssysteem op zware stormen waardevol voor elektriciteitsklanten? Tegen welke soorten gebeurtenissen moeten mensen worden beschermd? Wie bepaalt de scenario's die in betrouwbaarheidsbeoordelingen worden gebruikt? Aangezien de consument de kosten betaalt, zij moeten er ook van profiteren.

Tweede, hoe moeten mensen betalen voor deze veerkracht? De kosten kunnen worden beoordeeld op basis van het aantal kilowattuur dat elk huishouden gebruikt, of als een vast bedrag per klant in rekening worden gebracht - een benadering die grote elektriciteitsgebruikers ten goede zou kunnen komen. Of ze kunnen worden gedekt door nieuwe belastingen. Hoe zullen besluitvormers over een jaar reageren, als de crisis voorbij is en mensen vragen, "Het is prachtig weer en het systeem doet het prima, dus waarom betaal ik meer voor mijn elektriciteit?"

Derde, hoe vertaalt dat geld dat consumenten betalen om het systeem te verbeteren zich in projecten? Moet het rechtstreeks naar de opwekkers of naar een fonds waar de opwekkingsbedrijven uit kunnen putten? Wie zou het fonds beheren? Wie is uiteindelijk verantwoordelijk voor het doorvoeren van wijzigingen in het systeem en legt verantwoording af als de zaken niet verbeteren?

Eindelijk, welke invloed hebben deze veranderingen op het centrale doel van de markt:energiebedrijven ertoe bewegen tegen de laagste kosten stroom te leveren?

uiteindelijk, het publiek betaalt de kosten van de elektriciteitsdienst, hetzij door hogere tarieven of serviceonderbrekingen tijdens evenementen zoals de bevriezing van Texas van deze week. Volgens mij, Gereedschap, regelgevers, overheidsfunctionarissen en mensen zoals ik die ze bestuderen, hebben de verantwoordelijkheid ervoor te zorgen dat mensen de beste waarde voor hun geld krijgen.

Theodore Kury is de directeur van energiestudies aan het Public Utility Research Center van de Universiteit van Florida, die gedeeltelijk wordt gesponsord door de elektriciteits- en gasbedrijven in Florida en de Florida Public Service Commission.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van Het gesprek onder een Creative Commons-licentie. U vindt de origineel artikel hier .