Lo scorso febbraio, il Texas ha registrato alcune delle temperature sostenute più fredde mai registrate. Come molti hanno letto nelle notizie, ciò ha causato un guasto senza precedenti della rete elettrica del Texas, causando 4 milioni di persone rimarranno senza elettricità al suo apice. Ne risultò una cavalcata di problemi, che andavano da sistemi idrici comunali in avaria , evacuazioni di ospedali e, cosa più tragica, perdita della vita .
Questo articolo mira a concentrarsi sui dati e fare luce su cosa è successo e quando. Ma prima, alcune informazioni che renderanno tutto più facile da capire:
- Rete elettrica del Texas (che copre oltre il 90% della popolazione del Texas) non è connesso alla rete nazionale .
- ERCOT - l'Electric Reliability Council of Texas - gestisce il flusso di elettricità dai produttori ai consumatori regionali (ad esempio, Austin Energy, il mio fornitore di energia), che a loro volta controllano il flusso ai singoli clienti (ad esempio, io).
- La rete elettrica del Texas è costruita per prosperare in estate. Fa caldo qui davvero caldo , e per davvero molto tempo. Durante i mesi invernali, parte della nostra capacità di generazione di energia va offline perché semplicemente non è (normalmente) necessaria. Gran parte di quella generazione impiega settimane o mesi per tornare online.
Ora che hai quello sfondo ...
La tempesta
Il freddo ha iniziato a penetrare nello stato il 10 febbraio. Ad Austin abbiamo avuto piogge gelide, venti tempestosi e temperature in calo. Le scuole chiusero perché le strade non erano sicure, ma nel complesso la rete teneva. Questa prima tempesta è stata un tipico fronte invernale del Texas che vediamo può essere una o due volte l'anno: ventoso, temperature negli anni '20 e un po 'di ghiaccio.
Il vero martello è caduto il giorno di San Valentino. Ad Austin, abbiamo iniziato la giornata appena sotto lo zero (31 ° F a mezzanotte) con temperature che sono scese costantemente per tutto il giorno fino a 14 ° F 24 ore dopo. Si è riscaldato brevemente fino a una temperatura minima di 20 ° C, ma poi è sceso a 6 ° F la mattina del 16 febbraio. Questo schema, anche se con intensità e tempistiche diverse, è stato ripetuto in tutto lo stato. La mattina del 15 febbraio, I clienti di Austin Energy hanno iniziato a ricevere chiamate che informavano che la loro potenza sarebbe stata rullata, il che significa che sarebbe stata spenta per ~ 45 minuti e poi riaccesa per 15 minuti, per evitare che la rete si sovraccaricasse, consentendo alle persone di stare al caldo. Tuttavia, ad Austin e in tutto lo stato, coloro che erano stati ritirati non sono stati ripristinati per giorni.
Figura 1: Cronologia della tempesta di febbraio nel Texas centro-meridionale. Fonte: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdf
Non solo faceva freddo, ma faceva freddo per molto tempo. L'aeroporto di Austin Bergstrom ha registrato una temperatura di 32 ° F o inferiore per 164 ore (il record precedente era di 112 ore)! Austin ha stabilito un record per la temperatura più fredda di febbraio di sempre (6 ° F). Tieni presente che Austin è due volte più vicina al Tropico del Cancro rispetto al Nord Dakota!
Figura 2. Letture della temperatura negli aeroporti internazionali di Dallas-Fort Worth (DFW), Austin e Houston.
Il numero di record eviscerati da questa ondata di freddo è abbastanza degno di nota . I totali delle nevicate erano diversi da qualsiasi cosa che abbiamo visto negli ultimi decenni. Austin ha ricevuto quasi otto pollici, appena ad est di DFW ha ricevuto sei e nord di Houston - nel Golfo del Messico - ha ricevuto fino a quattro pollici. Del Rio (una città a ovest di Austin sul Rio Grande) ha registrato quasi un piede di neve, battendo il suo record precedente di quasi 10 pollici!
Figura 3: Nevicata la mattina del 15 febbraio vista dal mio garage. Alla fine della giornata, i miei figli avevano convertito l'exersaucer visto sul marciapiede in una slitta. I texani andranno in Texas.
A un certo punto, l'intero stato del Texas è stato avvertito da una tempesta invernale.
Figura 4: avvisi meteorologici NOAA del 14 febbraio 2021. Fonte: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdf
Considerando l'entità del freddo, combinata con la sua durata e il fatto che gran parte della produzione di energia del Texas lo è non invernale, è facile capire come e perché le cose siano fallite in modo così catastrofico.
Mancata generazione di energia
Figura 5: Quattro principali fonti di generazione di energia ERCOT rispetto alla potenza totale generata. I principali cali nella produzione di energia si sono verificati nelle prime ore del mattino del 15 febbraio.
Le proverbiali ruote sono cadute alle 2 del mattino del 15 febbraio. Le teste dei pozzi di gas naturale nel bacino del Permiano si sono congelate. Questi guasti, insieme ai guasti alle centrali elettriche a carbone, hanno causato un calo del 16% nella produzione di energia in tutto lo stato. Tre ore dopo, l'energia nucleare è diminuita del 28% (2% della produzione di energia in tutto lo stato). Questi guasti, insieme a un ulteriore calo della generazione di energia in tutto lo stato del 2-3% a causa delle turbine eoliche congelate, hanno fatto sì che i texani si svegliassero il 15 febbraio ad alcune delle temperature più fredde mai viste in tutto lo stato e con il 20% di energia in meno. Quando le temperature sono rimbalzate in tutto lo stato cinque giorni dopo, il Texas aveva perso quasi il 40% della sua capacità di generazione (un picco di ~ 68 kMW il 14 febbraio e un minimo di ~ 42 kMW il 17 febbraio).
Figura 6: Temperature a DFW, Austin e Houston con generazione di energia per tipo. Dai un'occhiata a quel segnale solare!
Quando guardiamo la potenza generata rispetto al carico sul sistema in JMP grafico sopra, puoi vedere come è entrato il Texas meno di cinque minuti di perdere la sua intera griglia. È stato al momento dei due picchi discendenti la mattina presto del 15 febbraio (Figura 7) che, in tutto lo stato, la frequenza della rete è scesa pericolosamente sotto i 60 Hz. Gli esperti ipotizzano che 4 minuti e 37 secondi in più a quella bassa frequenza avrebbero distrutto l'intera rete di ERCOT, impiegando settimane o mesi per riportarla online. (I dati sulla generazione erano preliminari al momento della pubblicazione, il che probabilmente spiega perché la generazione totale meno il carico totale è negativo per così tanti giorni).
Figura 7: Generazione di potenza corrispondente al carico di potenza quasi passo dopo passo Grandi cali di carico il 15 febbraio sono stati causati dalla perdita di generazione, non da un minore consumo di energia.
Come siamo andati?
Oh mio Dio, siamo stati così fortunati. Abbiamo mantenuto l'elettricità durante tutto il calvario e, anche se abbiamo dovuto far bollire l'acqua per cinque giorni, non abbiamo mai perso completamente la pressione dell'acqua. Il mantenimento delle nostre utenze ci ha permesso di aprire la nostra casa ad amici senza corrente (che si traduce in sei adulti, 11 bambini, due cani e nessun COVID!) Per quattro giorni.
Molti ad Austin e in tutto il Texas sono stati molto meno fortunati. Rapporti di decessi causati dalle interruzioni sono continuati nelle settimane successive. Jackson, MS, che ha ricevuto un tempo quasi altrettanto intenso dalla stessa tempesta, lo è stato senza acqua per un mese ! Si spera che ciò motiverà lo stato (e altri stati) a migliorare l'infrastruttura per garantire che ciò non accada di nuovo.
I dati presentati sopra sono disponibili all'indirizzo JMP Public .
