Im vergangenen Februar erlebte Texas einige der kältesten Dauertemperaturen seit Beginn der Aufzeichnungen. Wie viele in den Nachrichten lasen, führte dies zu einem beispiellosen Ausfall des texanischen Stromnetzes 4 Millionen Menschen werden ohne Strom sein An seinem Höhepunkt. Es kam zu einer Flut von Problemen, die von reichten Kommunale Wassersysteme versagen , Evakuierungen von Krankenhäusern , und was am tragischsten ist, Verlust des Lebens .
Ziel dieses Artikels ist es, sich auf die Daten zu konzentrieren und Aufschluss darüber zu geben, was wann passiert ist. Aber zunächst ein paar Informationen, die das Verständnis erleichtern:
- Das texanische Stromnetz (das mehr als 90 % der Bevölkerung in Texas abdeckt) nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist .
- ERCOT – der Electrical Reliability Council of Texas – verwaltet den Stromfluss von Erzeugern zu regionalen Verbrauchern (z. B. Austin Energy, meinem Stromversorger), die wiederum den Stromfluss zu einzelnen Kunden (z. B. mir) steuern.
- Das Stromnetz von Texas ist darauf ausgelegt, auch im Sommer zu funktionieren. Hier wird es heiß, wirklich heiß , und zwar für eine wirklich lange Zeit. In den Wintermonaten fällt ein Teil unserer Stromerzeugungskapazität ab, weil er (normalerweise) nicht benötigt wird. Es dauert Wochen bis Monate, bis ein Großteil dieser Generation wieder online ist.
Jetzt, da Sie diesen Hintergrund haben ...
Der Sturm
Das kalte Wetter begann am 10. Februar über den Staat hereinzubrechen. In Austin hatten wir eiskalten Regen, heftige Winde und sinkende Temperaturen. Die Schulen wurden geschlossen, weil die Straßen unsicher waren, aber im Großen und Ganzen hielt das Stromnetz stand. Dieser erste Sturm war eine typische texanische Winterfront, die wir sehen Vielleicht ein oder zwei Mal im Jahr: windig, Temperaturen um die 20 Grad und ein wenig Eis.
Der wahre Hammer fiel am Valentinstag. In Austin begannen wir den Tag knapp unter dem Gefrierpunkt (31 °F um Mitternacht), wobei die Temperaturen den ganzen Tag über stetig auf 14 °F 24 Stunden später sanken. Es erwärmte sich kurzzeitig bis auf unter 20°C, fiel dann aber am Morgen des 16. Februar auf 6°F. Dieses Muster wiederholte sich, wenn auch mit unterschiedlicher Stärke und unterschiedlichem Zeitpunkt, im gesamten Bundesstaat. Am Morgen des 15. Februar Kunden von Austin Energy erhielten Anrufe, dass ihr Strom heruntergefahren, also etwa 45 Minuten lang abgeschaltet und dann für 15 Minuten wieder eingeschaltet werden würde, um eine Überlastung des Netzes zu vermeiden und den Menschen dennoch etwas Wärme zu ermöglichen. Allerdings wurden in Austin und im gesamten Bundesstaat diejenigen, die abgeschaltet wurden, tagelang nicht wieder eingesetzt.
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.pdfAbbildung 1: Eine Zeitleiste des Februarsturms in Süd-Zentral-Texas. Quelle: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdf
Es war nicht nur kalt, sondern es war lange Zeit kalt. Der Flughafen Austin Bergstrom verzeichnete 164 Stunden lang eine Temperatur von 32 °F oder darunter (der vorherige Rekord lag bei 112 Stunden)! Austin stellte einen Rekord für die kälteste Februartemperatur aller Zeiten auf (6°F). Bedenken Sie, dass Austin zweimal näher am Wendekreis des Krebses liegt als North 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.Figur 2. Temperaturmessungen an den internationalen Flughäfen in Dallas-Fort Worth (DFW), Austin und Houston.
Die Zahl der durch diesen Kälteeinbruch zerstörten Aufzeichnungen ist beträchtlich beeindruckend . Die Gesamtschneemenge war anders als alles, was wir seit Jahrzehnten gesehen haben. Austin erhielt fast acht Zoll, östlich von DFW sechs und nördlich von Houston – am Golf von Mexiko – bis zu vier Zoll. Del Rio (eine Stadt westlich von Austin am Rio Grande) verzeichnete fast einen Fuß Schnee und übertraf damit seinen bisherigen Rekord um fast 10 Zoll!
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.Abbildung 3: Schneefall am Morgen des 15. Februar, von meiner Garage aus gesehen. Am Ende des Tages hatten meine Kinder den Exersaucer, den man am Straßenrand sah, in einen Schlitten umgewandelt. Texaner werden nach Texas.
Zeitweise galt für den gesamten Bundesstaat Texas eine Wintersturmwarnung.
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.pdfAbbildung 4: NOAA-Wetterwarnungen vom 14. Februar 2021. Quelle: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdf
Angesichts des Ausmaßes der Kälte, ihrer Dauer und der Tatsache, dass ein Großteil der Stromerzeugung in Texas davon betroffen ist nicht Im winterlichen Zustand ist leicht zu erkennen, wie und warum die Dinge so katastrophal scheiterten.
Fehler bei der Stromerzeugung
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.Abbildung 5: Vier Hauptquellen der ERCOT-Stromerzeugung im Vergleich zur gesamten erzeugten Energie. In den frühen Morgenstunden des 15. Februar kam es zu starken Einbrüchen bei der Stromerzeugung.
Die sprichwörtlichen Räder fielen am 15. Februar um 2 Uhr morgens ab. Die Erdgasbohrköpfe im Perm-Becken waren zugefroren. Diese Ausfälle führten zusammen mit Ausfällen in Kohlekraftwerken zu einem Rückgang der landesweiten Stromerzeugung um 16 %. Drei Stunden später sank die Kernenergie um 28 % (2 % der landesweiten Stromerzeugung). Diese Ausfälle, gepaart mit einem zusätzlichen landesweiten Rückgang der Stromerzeugung um 2-3 % aufgrund gefrorener Windkraftanlagen, führten dazu, dass die Texaner am 15. Februar mit einigen der kältesten landesweiten Temperaturen aller Zeiten und mit 20 % weniger Strom aufwachten. Als die Temperaturen fünf Tage später landesweit wieder anstiegen, hatte Texas fast 40 % seiner Erzeugungskapazität verloren (ein Spitzenwert von ~68 kMW am 14. Februar und ein Tiefstwert von ~42 kMW am 17. Februar).
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!Abbildung 6: Temperaturen in DFW, Austin und Houston mit Stromerzeugung nach Typ. Schauen Sie sich das Solarsignal an!
Wenn wir die erzeugte Leistung im Vergleich zur Belastung des Systems betrachten JMP In der Grafik oben können Sie sehen, wie sich Texas durchgesetzt hat weniger als fünf Minuten sein gesamtes Netz zu verlieren. Zum Zeitpunkt der beiden Abwärtsspitzen am frühen Morgen des 15. Februar (Abbildung 7) fiel die Netzfrequenz landesweit gefährlich unter 60 Hz. Experten gehen davon aus, dass eine Verlängerung um 4 Minuten und 37 Sekunden bei dieser niedrigen Frequenz das gesamte ERCOT-Netzwerk lahmgelegt hätte und es Wochen bis Monate gedauert hätte, es wieder online zu bringen. (Die Erzeugungsdaten waren zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vorläufig, was wahrscheinlich erklärt, warum die Gesamterzeugung abzüglich der Gesamtlast für so viele Tage negativ ist.)
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.Abbildung 7: Leistungslastangepasste Stromerzeugung nahezu Schritt für Schritt. Große Lastabfälle am 15. Februar wurden durch den Verlust der Stromerzeugung und nicht durch einen geringeren Stromverbrauch verursacht.
Wie ist es uns ergangen?
Oh mein Gott, wir hatten so viel Glück. Während der gesamten Tortur konnten wir den Strom aufrechterhalten, und obwohl wir fünf Tage lang Wasser kochen mussten, verloren wir nie ganz den Wasserdruck. Die Aufrechterhaltung unserer Versorgungseinrichtungen ermöglichte es uns, unser Zuhause vier Tage lang für Freunde ohne Strom zu öffnen (was sechs Erwachsene, elf Kinder, zwei Hunde und kein COVID bedeutet!).
Viele in Austin und ganz Texas hatten viel weniger Glück. Seit Wochen häufen sich Berichte über durch die Ausfälle verursachte Todesfälle. Jackson, MS, wo das Wetter fast genauso intensiv war wie derselbe Sturm, war es einen Monat lang ohne Wasser ! Man hofft, dass dies den Staat (und andere Staaten) dazu motivieren wird, die Infrastruktur zu verbessern, um sicherzustellen, dass so etwas nicht noch einmal passiert.
Die oben dargestellten Daten sind verfügbar unter JMP Public .
