Lo scorso febbraio, il Texas ha registrato alcune delle temperature più fredde mai registrate. Come molti hanno letto nei notiziari, ciò ha causato un guasto senza precedenti alla rete elettrica del Texas, provocando 4 milioni di persone rimarranno senza elettricità al suo apice. Ne è risultata una serie di problemi, che vanno da guasti ai sistemi idrici comunali , evacuazioni degli ospedali e, cosa più tragica, perdita della vita .
Questo articolo mira a concentrarsi sui dati e a far luce su cosa è successo e quando. Ma prima, alcune informazioni che renderanno tutto più semplice da comprendere:
- Rete elettrica del Texas (che copre oltre il 90% della popolazione del Texas) non è collegato alla rete nazionale .
- L’ERCOT – il Consiglio per l’affidabilità elettrica del 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, me).
- La rete elettrica del Texas è costruita per prosperare d'estate. Fa caldo qui, davvero caldo , e per davvero molto tempo. Durante i mesi invernali, parte della nostra capacità di produzione di energia va offline perché (normalmente) non è necessaria. Gran parte di quella generazione impiega settimane o mesi per riportarla online.
Ora che hai questo background...
La tempesta
Il freddo ha cominciato a diffondersi nello stato il 10 febbraio. Ad Austin abbiamo avuto pioggia gelata, venti tempestosi e temperature in calo. Le scuole hanno chiuso perché le strade non erano sicure, ma nel complesso la rete ha retto. Questa prima tempesta era un tipico fronte invernale del Texas che vediamo Forse una o due volte l'anno: ventoso, temperature intorno ai 20 gradi e un po' di ghiaccio.
Il vero martello è caduto a 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. La temperatura si è riscaldata brevemente fino a 20°C, ma poi è scesa a 6°F la mattina del 16 febbraio. Questo schema, anche se con magnitudo 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 energia sarebbe stata interrotta, il che significa che sarebbero stati spenti per circa 45 minuti e poi riaccesi per 15 minuti, per evitare che la rete si sovraccaricasse e consentire alle persone di rimanere un po' al caldo. Tuttavia, ad Austin e in tutto lo stato, coloro che erano stati allontanati non venivano reintegrati – per giorni.
Figure 1: A timeline of February storm in south-central Texas. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 1: A timeline of February storm in south-central Texas. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 1: A timeline of February storm in south-central Texas. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 1: A timeline of February storm in south-central Texas. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigura 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 fece 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 il record per la temperatura di febbraio più fredda di sempre (6°F). Tieni presente che Austin è due volte più vicina al Tropico del Cancro rispetto al Nord Dakota!
Figure 2. Temperature readings at the international airports in Dallas-Fort Worth (DFW), Austin, and Houston.Figure 2. Temperature readings at the international airports in Dallas-Fort Worth (DFW), Austin, and Houston.Figure 2. Temperature readings at the international airports in Dallas-Fort Worth (DFW), Austin, and Houston.Figure 2. Temperature readings at the international airports in Dallas-Fort Worth (DFW), Austin, and Houston.Figura 2. Letture della temperatura negli aeroporti internazionali di Dallas-Fort Worth (DFW), Austin e Houston.
Il numero di dischi sviscerati da questa ondata di freddo è abbastanza degno di nota . Il totale delle nevicate è stato diverso da qualsiasi cosa abbiamo visto negli ultimi decenni. Austin ha ricevuto quasi otto pollici, appena ad est di DFW ne ha ricevuti sei e a 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!
Figure 3: Snowfall on the morning of 15 Feb. as seen from my garage. By the end of the day, my kids had converted the exersaucer seen on the curb to a sled. Texans are gonna Texas.Figure 3: Snowfall on the morning of 15 Feb. as seen from my garage. By the end of the day, my kids had converted the exersaucer seen on the curb to a sled. Texans are gonna Texas.Figure 3: Snowfall on the morning of 15 Feb. as seen from my garage. By the end of the day, my kids had converted the exersaucer seen on the curb to a sled. Texans are gonna Texas.Figure 3: Snowfall on the morning of 15 Feb. as seen from my garage. By the end of the day, my kids had converted the exersaucer seen on the curb to a sled. Texans are gonna Texas.Figura 3: nevicata la mattina del 15 febbraio vista dal mio garage. Alla fine della giornata, i miei figli avevano trasformato in una slitta il piattino visto sul marciapiede. I texani andranno in Texas.
Ad un certo punto, l’intero stato del Texas era sotto allarme di tempesta invernale.
Figure 4: NOAA weather advisories on 14 Feb. 2021. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 4: NOAA weather advisories on 14 Feb. 2021. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 4: NOAA weather advisories on 14 Feb. 2021. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 4: NOAA weather advisories on 14 Feb. 2021. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigura 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 sono fallite in modo così catastrofico.
Mancata generazione di energia
Figure 5: Four major sources of ERCOT power generation compared to total power generated. Major drops in in power generation occurred in the early morning hours of 15 Feb.Figure 5: Four major sources of ERCOT power generation compared to total power generated. Major drops in in power generation occurred in the early morning hours of 15 Feb.Figure 5: Four major sources of ERCOT power generation compared to total power generated. Major drops in in power generation occurred in the early morning hours of 15 Feb.Figure 5: Four major sources of ERCOT power generation compared to total power generated. Major drops in in power generation occurred in the early morning hours of 15 Feb.Figura 5: Quattro principali fonti di produzione di energia ERCOT rispetto alla potenza totale generata. Forti cali nella produzione di energia si sono verificati nelle prime ore del mattino del 15 febbraio.
Le proverbiali ruote caddero alle 2 del mattino del 15 febbraio. I pozzi di gas naturale nel bacino del Permiano si congelarono. 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 scesa del 28% (il 2% della produzione di energia in tutto lo stato). Questi guasti, insieme a un ulteriore calo della produzione di energia elettrica del 2-3% in tutto lo stato a causa delle turbine eoliche congelate, hanno fatto sì che i texani si svegliassero il 15 febbraio con temperature tra le più fredde di sempre in tutto lo stato e con il 20% di energia in meno. Quando le temperature sono aumentate 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).
Figure 6: Temperatures at DFW, Austin, and Houston with power generation by type. Check out that Solar signal!Figure 6: Temperatures at DFW, Austin, and Houston with power generation by type. Check out that Solar signal!Figure 6: Temperatures at DFW, Austin, and Houston with power generation by type. Check out that Solar signal!Figure 6: Temperatures at DFW, Austin, and Houston with power generation by type. Check out that Solar signal!Figura 6: Temperature a DFW, Austin e Houston con produzione di energia per tipo. Dai un'occhiata al segnale solare!
Quando esaminiamo la potenza generata rispetto al carico sul sistema nel JMP grafico sopra, puoi vedere come è arrivato il Texas meno di cinque minuti di perdere l'intera rete. È stato durante i due picchi discendenti avvenuti 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 negativa per così tanti giorni).
Figure 7: Power Load matched Power Generation nearly step for step. Large dropoffs in Load on 15 February were caused by loss of generation, not lower power usage.Figure 7: Power Load matched Power Generation nearly step for step. Large dropoffs in Load on 15 February were caused by loss of generation, not lower power usage.Figure 7: Power Load matched Power Generation nearly step for step. Large dropoffs in Load on 15 February were caused by loss of generation, not lower power usage.Figure 7: Power Load matched Power Generation nearly step for step. Large dropoffs in Load on 15 February were caused by loss of generation, not lower power usage.Figura 7: Generazione di energia abbinata 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 è andata?
Oh mio Dio, siamo stati così fortunati. Abbiamo mantenuto l’elettricità durante tutta la dura prova 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 agli amici senza elettricità (il che significa sei adulti, 11 bambini, due cani e nessun COVID!) per quattro giorni.
Molti ad Austin e in tutto il Texas furono molto meno fortunati. Da allora, nel corso delle settimane, sono arrivate segnalazioni di decessi causati dalle interruzioni. Jackson, MS, che ha ricevuto un tempo quasi altrettanto intenso a causa della stessa tempesta, lo è stato senza acqua per un mese ! Si spera che ciò motivi lo stato (e altri stati) a migliorare le infrastrutture per garantire che ciò non accada di nuovo.
I dati presentati sopra sono disponibili all'indirizzo JMP Pubblico .
