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Das US-Elektriksystem stützt sich auf Kunden, um Stromausfälle zu vermeiden

Wenn die Stromnachfrage das Angebot zu übersteigen droht, greift die Elektrizitätswirtschaft zunehmend zu einem Mittel der letzten Wahl: Sie fordert die Verbraucher auf, das Licht auszuschalten.

Um Temperaturextreme und knappe Stromversorgungen zu überstehen, verlassen sich die Netzbetreiber mehr auf Sparaufrufe an alle, von Hausbesitzern über Hersteller bis hin zu einigen der größten Nutzer, den Bitcoin-Minern.

Solche Anfragen sind nicht neu, aber sie werden immer dringlicher, da die Wetterverhältnisse extremer werden und der Bau neuer Infrastruktur für die Stromerzeugung und -übertragung nicht mit dem Trend Schritt hält, alles von Kochfeldern bis hin zum Transportwesen zu elektrifizieren.

Kalifornien und Texas forderten während der Hitzewellen im vergangenen Sommer Stromausfälle, eine Taktik, von der kalifornische Beamte sagen, dass die Lichter an blieben. In Neuengland haben Netzbetreiber die Idee in Umlauf gebracht, dass solche Maßnahmen in diesem Winter in der Region notwendig sein könnten, wo die steigende Nachfrage nach Erdgas im Ausland droht, den verfügbaren Brennstoff zur Stromerzeugung während extremer Kälteeinbrüche zu verringern.

Die Aufforderung an Kunden, den Stromverbrauch freiwillig zu reduzieren, wenn das System gestresst ist, und dazu überzugehen, Strom zu Zeiten zu verbrauchen, in denen reichlich Strom vorhanden ist, wird als Demand Response bezeichnet. Variierende Strompreise sind eine weitere Möglichkeit, den Stromverbrauch zu bestimmten Zeiten zu fördern, aber Netzbetreiber und Versorger haben auch Programme, die Kunden andere finanzielle Anreize für eine freiwillige Verhaltensänderung bieten.

In Notfällen werden Appelle zur Reduzierung des Stromverbrauchs weit verbreitet, um zu versuchen, Stromausfälle zu vermeiden. Jeder wird aufgefordert, den Stromverbrauch zu reduzieren, unabhängig davon, ob er Teil eines formellen Demand-Response-Programms ist oder nicht.

„Extreme Hitze belastet das staatliche Energienetz“, warnte Kalifornien die Einwohner in einer Ave-Mary-SMS am 6. September, als in weiten Teilen des Bundesstaates Temperaturen im dreistelligen Bereich herrschten. „Stromunterbrechungen können auftreten, wenn Sie nichts unternehmen.“

Innerhalb von Minuten nach dem Text brach die Stromnachfrage für etwa eine Stunde um rund 1.510 Megawatt ein, was die Stromnachfrage gegenüber dem Spitzenwert an diesem Tag um etwa 3 % reduzierte, so die Daten des kalifornischen Netzbetreibers, obwohl er in einem Bericht feststellte, dass dies unmöglich zu beurteilen sei die genaue Wirkung der Textnachricht. Kalifornien vermied die Art von Stromausfällen, die den Staat während früherer Hitzewellen getroffen hatten, zuletzt im August 2020, als die Versorgungsunternehmen die Stromversorgung der Kunden zweimal kurz unterbrechen mussten.

In diesem Winter sollten alle Teile der USA unter normalen Bedingungen über ausreichend Strom verfügen, aber anhaltend kaltes Wetter könnte in einigen Regionen ein Problem darstellen, so ein Bericht der Federal Energy Regulatory Commission vom Oktober. Die National Oceanic and Atmospheric Administration prognostiziert einen milden Winter.

„Extreme Wetterbedingungen werden nicht verschwinden und im ganzen Land wurde das System in der Vergangenheit nicht für die Bedingungen geplant, mit denen wir konfrontiert sind“, sagte FERC-Kommissarin Allison Clements bei einem Treffen im Oktober.

In Neuengland könnte extrem kaltes Wetter das Netz belasten, wenn mehr Erdgas zum Heizen von Häusern verbrannt wird, wodurch die verfügbaren Vorräte zur Stromerzeugung in Kraftwerken verringert werden. Die Region verfügt über eine begrenzte Pipeline-Kapazität und hat seit einem Jahrzehnt mit der Versorgung zu kämpfen. Mit ihren vollen Pipelines ist die Region auf Erdgasimporte angewiesen, um die Lücken zu schließen, und konkurriert mit europäischen Ländern um Lieferungen von verflüssigtem Erdgas, nachdem Russland den größten Teil des Pipelinegases auf den Kontinent gestoppt hat.

Gouverneure und Unternehmen haben die Bundesregierung gebeten, inländische LNG-Importe in die Region zuzulassen, was Ausnahmen vom Jones Act erfordern würde, einem Gesetz, das die Bewegung von Schiffen zwischen US-Häfen einschränkt.

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Die Versorgungsunternehmen haben Übungen durchgeführt, falls der Netzbetreiber der Region ihnen befiehlt, Ausfälle bei den Kunden zu melden, sagte Joseph Nolan Jr., Geschäftsführer von Eversource Energy,

das Strom-, Gas- und Wasserkunden in Massachusetts, Connecticut und New Hampshire hat.

Herr Nolan sagte, er glaube, dass Kunden im Notfall auf Aufrufe zur Erhaltung reagieren würden, insbesondere nach der dramatischen Reaktion, die Kalifornien von seiner Textwarnung erhalten habe. „Das hat mir gezeigt, was das amerikanische Volk in Zeiten der Not tun wird“, sagte Mr. Nolan. „Das ermutigt mich.“

Die Amerikaner sind es nicht gewohnt, darüber nachzudenken, ob Strom verfügbar ist, nach Jahren relativ billiger und zuverlässiger Energie. Naturschutzanfragen in kritischen Zeiten werden zu einer neuen Realität. Die Teilnahme an einem Freiwilligenprogramm vorherzusagen und in einer Krise davon abhängig zu sein, ist schwierig. Das Verbraucherinteresse kann nach einer Reihe von Bitten nachlassen, sagen Analysten und Unternehmen.

„Es kann definitiv viel Wert bieten, aber es gibt Zeiten, in denen es nicht ausreicht, um den Tag zu retten“, sagte Molly Jerrard, Leiterin der Bedarfssteuerung in Nordamerika beim europäischen Energieversorger Enel SpA.

Während der Energiekrise am 6. September in Kalifornien reduzierte Enel 101 Megawatt Stromverbrauch, was ungefähr der Leistung eines kleinen Kraftwerks entspricht, von einer Gruppe von Gewerbe- und Industriekunden im ganzen Bundesstaat, die sich bereit erklärt hatten, sich an Demand Response zu beteiligen.

Im Rahmen von Demand-Response-Programmen werden Unternehmen üblicherweise von ihrem Versorgungsunternehmen, Aggregatoren oder über ein Großhandelsmarktprogramm dafür bezahlt, dass sie das ganze Jahr über für eine festgelegte Anzahl von Stunden und unter bestimmten Bedingungen für Kürzungen zur Verfügung stehen. Es ist ein System, das ihnen Planungssicherheit verschafft, sie für Betriebsstillstände kompensiert und ihnen hilft, den Verbrauch zu senken, wenn der Strom am teuersten ist.

Die Kehrseite ist die Betriebsunterbrechung, insbesondere für Unternehmen mit komplexen Fertigungsprozessen, deren Start und Stopp einige Zeit in Anspruch nehmen können. Privatkunden werden in der Regel mit Rechnungsguthaben bezahlt und können sich jederzeit abmelden.

In den USA wird das Netzmanagement immer komplexer. Versorgungsunternehmen und Stromerzeuger versuchen, Pläne auszugleichen, um den steigenden Energiebedarf zu decken, während Investoren und die Politik in einigen Staaten sie dazu drängen, die CO2-Emissionen zu senken. Ältere Kohle- und Erdgaskraftwerke wurden geschlossen. Erneuerbare Energien wie Wind und Sonne, die nur intermittierend sind, wenn sie nicht mit großen Batterien gekoppelt sind, reichen möglicherweise nicht aus, um die Schließung traditioneller Anlagen auszugleichen, haben Netzbetreiber gewarnt.

Einige Unternehmen beziehen Privatkunden in Demand-Response-Programme ein und schaffen Pools von Tausenden von Haushalten, die zusammen für einen deutlichen Nachfragerückgang sorgen können. Kunden erhalten möglicherweise Rechnungsgutschriften, Geschenkkarten oder in mindestens einem Fall eine Einladung zu einer Happy Hour, wie z. B. als ein Aggregator in Texas im Sommer 2021 kostenlose Getränke für Kunden anbot, die mit einem Foto von gedrehten Thermostaten in einer Bar ankamen auf 80 Grad.

In Bakersfield, Kalifornien, nimmt Melissa Bryson seit vier Jahren an einem Programm des Demand-Response-Aggregators OhmConnect Inc. teil und verdient normalerweise etwa 400 US-Dollar pro Sommer an Prämienpunkten und Bargeld. Während der Hitzewelle im September verdiente sie sich auch Geschenkkarten für Starbucks,

Cold Stone Creamery und Amazon für die Senkung ihres Energieverbrauchs. Demand Response wird von Netzbetreibern oder Versorgungsunternehmen bezahlt, wobei die Finanzierung letztlich von allen Nutzern kommt. Die Idee ist, dass es billiger ist, für gelegentliche Konservierung zu bezahlen, als Milliarden auszugeben, um Pflanzen hinzuzufügen, die nur bei Nachfrageknappheit verwendet würden.

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Allerdings sind nicht alle so motiviert wie Mrs. Bryson. Bei erweiterten Demand-Response-Veranstaltungen steigen die Teilnehmer schließlich aus, sagte Travis Kavulla, Vice President of Regulatory Affairs bei NRG Energy Inc.,

das Strom erzeugt und an Einzelhandelskunden verkauft, hauptsächlich in Texas und im Nordosten.

Relativ wenige US-Kunden haben Geräte wie intelligente Thermostate, die in Zeiten des Spitzenstrombedarfs automatisch heruntergefahren werden können. Im Idealfall würden freiwillige Demand-Response-Programme automatisiert und umfassen Dinge wie Poolpumpen, Elektrofahrzeuge und Klimaanlagen. Kurze Abschaltungen, zeitgesteuerte Nutzung und Maßnahmen wie das Vorkühlen eines Hauses, bevor eine Bedarfsspitze im Hintergrund auftreten könnte, damit die Kunden nicht belästigt werden und nicht viel darauf achten müssen, was mit dem Stromnetz passiert, sagte Herr Kavulla, Hinzufügen, dass es von entscheidender Bedeutung ist, den Menschen die Möglichkeit zu geben, sich zu überschreiben und abzumelden.

Wenn Privatkunden das Netz überwachen und sich Sorgen über Ausfälle machen, sagte er, „ist wahrscheinlich etwas schief gelaufen“.

In Texas entfaltete sich das Worst-Case-Szenario, als ein bitterer Wintersturm im Februar 2021 zu einem massiven Ausfall des Stromsystems führte, wobei die Stromerzeugung aus Kohle, Erdgas, Kernkraft und Wind abgeschaltet wurde. Millionen von Einwohnern waren bei eisigen Temperaturen tagelang ohne Strom und Unternehmen von Chipherstellern bis hin zu Chemiefabriken wurden aufgefordert, stillzulegen.

Texas-Grid-Beamte sehen in Demand-Response-Programmen, die es seit Jahren gibt, ein Instrument, um dieses Szenario erneut zu vermeiden und eine Chance in einer der energieintensivsten Branchen zu sehen: dem Kryptowährungs-Mining.

Bitcoin-Miner sind wegen der kostengünstigen Stromversorgung und der unternehmensfreundlichen Vorschriften in Scharen in den Staat geströmt. Sie verbrauchen Unmengen an Strom, wenn sie Lagerhallen von Computerservern betreiben.

Miner sagen, dass sie dem Netz auf eine Weise zugute kommen, die vielleicht nicht offensichtlich ist. Wenn die Vorräte reichlich vorhanden sind, sagt Lee Bratcher, Präsident des Texas Blockchain Council, dass die Industrie überschüssige Wind- oder Sonnenenergie aufnimmt und so die Entwicklung erneuerbarer Energien fördert. Wenn die Vorräte knapp sind, können sie schnell herunterfahren, sagte er.

Grid-Beamte gründeten im April eine Task Force, um zu untersuchen, wie Miner in das System integriert werden können. Miner müssen sich bereit erklären, an dem freiwilligen Demand-Response-Programm teilzunehmen, damit es funktioniert. Rund 38.000 Megawatt Bitcoin-Projekte haben den Netzanschluss beantragt, fast die Hälfte des Strombedarfs des gesamten Bundesstaates an den heißesten Sommertagen.

Manchmal können texanische Kryptowährungsschürfer durch die Reduzierung des Stromverbrauchs mehr Geld einbringen als durch das Schürfen. Riot-Blockchain Inc.,

das über eine Bergbauanlage in Zentraltexas verfügt, sagte, es habe im Juli Stromkredite in Höhe von 9,5 Millionen US-Dollar erhalten und einen Netto-Bitcoin-Umsatz von 5,6 Millionen US-Dollar erzielt.

Riot Blockchain sagte, dass es dem Stromnetz zugute kommt und dass durch die Ansiedlung innerhalb des texanischen Stromnetzes 30 % seines Brennstoffmixes aus erneuerbaren Ressourcen stammen. „Unsere Fähigkeit, unseren Betrieb jederzeit herunterzufahren, trägt zur Netzstabilität bei, indem wir die Stromversorgung in Zeiten ungewöhnlich hoher Nachfrage sicherstellen“, hieß es.

Barbara Clemenhagen, Vizepräsidentin bei Customized Energy Solutions und ehemaliges Vorstandsmitglied des staatlichen Netzbetreibers, sagte, Miner könnten helfen, das Netz auszugleichen, wenn es billigen überschüssigen Strom gibt.

„Es gibt viele Zeiten, in denen wir nicht viel überschüssige Energie haben“, sagte Frau Clemenhagen. „Wie schaffen wir das?“

Autoren: Jennifer Hiller unter jennifer.hiller@wsj.com

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Quelle: Wallstreet Journal

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