Dette Kasino Microgrid kan være fremtidens energi


Som Fukushima katastrofe udfoldet i Japan, den blå Lake Rancheria, i Nord Californien, havde at gøre med sin egen krise. Flere miles inde i landet og op ad bakke fra Stillehavet var de 100 hektar stamme land blevet til et paradis for omkring 3.000 kystbyboere, der flygtede en frygtet tsunami fra det samme jordskælv. En enorm serie biler monteret på Rancherias bensinstation; en ung kvinde løb i cirkler og holdt hendes baby og græd.

Lokal oversvømmelse endte med at være forholdsvis lille. Men Blue Lake Rancheria blev rystet. "Det var en øjenåbner," siger Jana Ganion, bæredygtighed og regeringschefer på Rancheria. "Vi er nødt til at forberede de katastrofer, der med rimelighed kan forudses her."

Tsunamier for en. Men også det massive jordskælv, der skal ødelægge Nordvest. Og Californiens årlige vildbrændinger, der blev gjort mere ondskabsfuld af klimaændringer. Disse katastrofer har alle en ting til fælles: De truer med at skære Blue Lake Rancheria fra nettet i dagevis, måske uger. Gemt bag statens "Redwood Curtain", giver Rancherias landdistriktplacering det få adgangspunkter, og veje kan være utilgængelige i kølvandet på en katastrofe.

Svaret var at hjælpe pioner hvad der kunne være fremtidens energi i Californien og videre. Arbejdet med forskere ved Schatz Energiforskningscenter ved det nærliggende Humboldt State University og det lokale utility PG & E, udviklede Rancheria sin egen soldrevne mikrogrid, så den kunne afbryde forbindelsen fra hovedgitteret og afvikle Tesla batteristrøm. Opstillingen giver seks bygninger, herunder et 55.000 kvadratmeter casino og 102 hotelværelser – over 140.000 kvadratmeter af det samlede byggeri.

Matt Simon dækker cannabis, robotter og klimavidenskab for WIRED.

Stammen – som tallet kun 49 medlemmer – er under konstant trussel mod brand, sammen med mange andre samfund i Californien. I efteråret rydder sæsonbestemte vindstyrker elektrisk udstyr, brusebad gnister på tør børste nedenfor. Offentlige embedsmænd har skylden PG & E for at starte 17 af Californiens 21 store brande alene i 2017, samt for sidste års ødelæggende Camp Fire, der næsten ødelagde Paradisbyen, nivellerede næsten 20.000 bygninger og dræbte 85. Hvis forsyningen havde skåret strøm, da Vindene i nærheden af ​​Paradis blev særlig intense, den dødelige flamme kunne aldrig have antændt. Men bekymringer over lokale hospitaler og andre beredskabsfaciliteter har en tendens til at forhindre forsyningsvirksomheder i at tage sådanne forebyggende tiltag. At skifte til mikrogrids under særligt farlige vindstorme kan holde statens bjergbyer meget sikrere.

Men tag det fra Blue Lake Rancheria: At bygge en mikrogrid er ikke så let at kaste op en flok solpaneler, bolte batterier til jorden og sige en revolver til nettet. Det kræver en masse tid og ekspertise og penge, omkring $ 6,3 mio. Til Rancheria indtil videre – $ 5 mio. I F & U-penge, som blev ydet af California Energy Commission i 2015, og resten kommer fra Rancheria selv. Men at forskningspenge er en investering, som lokalsamfund i hele Californien hurtigt kunne drage fordel af.

Byggeri af Rancherias mikrogrid startede i maj 2016, og lidt over et år senere gav PG & E sin velsignelse for at påbegynde driften. I en ideel verden, hvor solen altid skinner, kunne Rancheria strømme sig ubestemt, genoplade batterierne ved at bruge mere end 1.500 solpaneler om dagen og nedbryde dem om aftenen. Men på en dyster dag, som den, jeg turede grunden på, kæmper panelerne med at samle fotoner – de genererer 120 kilowatt, sammenlignet med 420 kilowatt, når solen går i fuld blast. På en typisk dag trækker Rancheria stadig en lille smule strøm fra PG & E's net for at stabilisere systemet. Men hvis de mister forbindelsen af ​​en eller anden grund, kan de seks kernebygger teoretisk holde i flere måneder på solenergi, med backup generatorer, der sparker ind om natten eller i perioder med overskyethed.

Ved indgangen til Rancheria's kontorer viser Dave Carter, ledende forskeringeniør på Schatz Energiforskningscenter, mig et par fladskærme. Den ene viser et familie-træ-diagram, med linjer, der forbinder værktøjet og mikrogridet til bygninger som hotellet og kasinoet og kontorerne. Den anden skærm viser en graf over energipriser i løbet af dagen. Middag til 6:00 er, når strømmen koster mest, så systemet opkræver batterierne om morgenen, så det kan tømmes om eftermiddagen, når værktøjet har sit højeste pris.

Rancheria udbygger sit system endnu mere. Det har lige tilføjet 167 paneler over pumperne på sin tankstation, som det vil tænde om i sommer. Bag stationen installerer elektrikere en anden Tesla-batteripakke for at gemme den ekstra energi. Og så længe de har pengene, kan stammen tilføje endnu flere paneler og batterier for at øge dens kapacitet og afdække mod overskyede dage.

Udbygning af en mikrogrid er imidlertid ikke nogen nem opgave for ethvert fællesskab. "Alle disse bygninger skal være i forskellige reparationer, de skal have forskellige årganger af elektriske systemer og diesel backup generatorer," siger Ganion, der overvåger projektet for Rancheria. "Så det vi lærte meget hurtigt er, at regulatoren på dieselgeneratoren ikke var smart nok til at tale med mikrogridsystemet. Vi var nødt til at gøre en masse arbejde i midten. "

Ganion håber at gøre Rancherias hårdkæmpede lektioner til "en one-stop-butik for lokalsamfund, der ønsker at udvikle mikrogrider." Tænk på det som udviklingen af ​​pc'en: Rancheria fungerer stort set som om det var i 1980'erne samle en pc alene, mens en dag andre samfund muligvis kan købe en mikrogrid, der fungerer mere eller mindre lige ud af boksen, som en slank moderne laptop.

Det kan lyde som noget, som forsyningsvirksomheder som PG & E ville forsøge at forhindre. (PG & E nægtede at kommentere for denne historie.) Deres forretning er trods alt at holde kunderne afhængige af deres tjenester. Men da verden langsomt bevæger sig væk fra fossile brændselsanlæg, vil fremtidens forsyningssystemer begynde at se mindre ud som energiproducenter og distributører, og mere som bare distributører. "Det er fremtiden for nettet i Californien," siger Peter Lehman, grundlægger direktør for Schatz Energy Research Center.

Blue Lake Rancheria

Utilities vil ikke kun drive kraftledninger og anden infrastruktur til færge omkring elektricitet. Hjælp til at udvikle mikrogrids kan blive en del af deres kerneforretning. Rancherias mikrogrid er stadig i konstant kommunikation med nettet i det store. "Du er nødt til at arbejde meget tæt sammen med det," siger Carter, fra Schatz Energy Research Center.

At indbyrdes afhængighed betyder, at forsyningsselskaber har en naturlig rolle at spille i en mikrogrid verden. Alternativet er som normalt sædvanligt: ​​Et labyrintisk statewide netværk af kraftledninger, som forsyningsvirksomhederne er i stand til at afbryde, selv under høje vindhændelser, der forårsager og brænder vildbrændinger på grund af ansvaret for at miste strøm til kritiske tjenester.

Udfordringen for små, isolerede lokalsamfund er imidlertid kostnaden. Tesla anbefaler installering af to af sine Powerwall-batterier for at sikre, at et lille hjem kan gå en uge ud af nettet, et system, der vil sætte dig tilbage til 14 500 dollars bare i udstyrsomkostninger. "Hvad ville det koste at gøre dette, og hvem skal betale for det?" Spørger Richard Tabors, formand for Tabors Caramanis Rudkevich, et energikonsulentfirma. "For at være helt ærlig bør staten Californien betale for det." Staten er trods alt lidet af en hidtil uset brandbekæmpelseskrise. Det handler om at redde liv, men også med smart investering: I november sidste år blev Camp Fire, den dødbringende og mest ødelæggende i statshistorien, forårsaget over 16 milliarder dollars i skader.

Rancheria beskriver sin erfaring med PG & E positivt, men andre, der håber at installere hjemme sol, har ikke været så heldige, siger Bernadette Del Chiaro, administrerende direktør for California Solar and Storage Association. "Den sørgelige ting er, at forsyningsselskaberne bare har et kvæle på politisk beslutningstagning og regulering," siger hun. "De er absolut gigantiske hindringer for, at folk selv kan lave den enkle selvproduktion."

Men som Californien bevæger sig mod at drive sig selv med 100 procent ren energi i 2045, bliver det lettere at gøre solinstallationer lettere. Udfordringen vil stort set være en ledelse, som f.eks. At bestemme hvem der er ansvarlig for at opretholde forskellige dele af nettet. Fordi vedligeholdelse kommer med ansvar – du vil ikke være den, hvis dårligt udstyrede udstyr gnister det næste dødbringende brand.

I mellemtiden hjælper Schatz Energy Research Center med at designe en mikrogrid til Humboldt Countys regionale lufthavn ned ad vejen fra Blue Lake Rancheria, som vil omfatte en 9 hektar solcelle. Og Rancheria vil fortsætte med at iterere på sin egen mikrogrid, tilføje kapacitet og strømline den samlede proces.

Ganion går mig gennem parkeringspladsen og siger, at Rancheria planlægger at tilføje bilhuse med solpaneler. Bag hotellet og kasinoet finder vi solcellepanelet på 2 hektar, efter panelet, der siver op fotoner gennem skydekselet. I sit næste eksperiment med energiens fremtid siger hun, at Rancheria måske begynder at lege med en simpel form for kulstofsekventering, og opmuntrer væksten af ​​planter under panelerne til at suge kuldioxid ud af luften.

"Når du kommer tilbage, kan vi have en urtegård der vokser derinde," siger Ganion. "Det ville sikkert slå ugresset."


Flere Great WIRED Stories