Sieben Monate nachdem die Arbeiter die Solarpaneele auf dem Haus der Familie Garcia in der Nähe der Stanford University installiert haben, ist das System kaum mehr als ein Dachschmuck. Das Problem: Die Geräte des örtlichen Energieversorgers sind so überlastet, dass der Strom aus den Panels keinen Platz mehr hat.
„Wir haben 30.000 Dollar für ein System verschwendet, das wir nicht nutzen können“, sagte Theresa Garcia. “Es war einfach wirklich frustrierend.”
Präsident Biden drängt Gesetzgeber und Regulierungsbehörden, die Vereinigten Staaten von fossilen Brennstoffen zu entwöhnen und den Auswirkungen des Klimawandels entgegenzuwirken. Seine ehrgeizigen Ziele könnten jedoch durch alternde Transformatoren und veraltete Stromleitungen zunichte gemacht werden, die es Hausbesitzern, Kommunalverwaltungen und Unternehmen erschwert haben, Sonnenkollektoren, Batterien, Elektroautos, Wärmepumpen und andere Geräte zu verwenden, die zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen beitragen können.
Ein Großteil der Ausrüstung des Stromnetzes wurde vor Jahrzehnten gebaut und muss modernisiert werden. Es wurde für eine Welt entwickelt, in der Strom in eine Richtung fließt – vom Netz zu den Menschen. Jetzt liefern Haushalte und Unternehmen zunehmend Energie über ihre Dachsolarzellen ins Netz.
Diese Probleme sind dringlicher geworden, weil der schnellste Weg zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen darin besteht, Maschinen, Autos und Heizgeräte, die derzeit mit Öl und Erdgas betrieben werden, auf Strom umzustellen, der aus Sonne, Wind, Kernkraft und anderen emissionsfreien Energiequellen erzeugt wird. Doch das Stromnetz hat bei weitem nicht genug Kapazität, um all die Dinge zu versorgen, die dazu beitragen können, die Auswirkungen des Klimawandels zu bekämpfen, sagten Energieexperten.
„Es ist ein perfekter heftiger Sturm, wenn es darum geht, die Anforderungen zu erfüllen, die wir haben werden“, sagte Michael Johnston, Executive Director of Codes and Standards für die National Electrical Contractors Association. “Das ist kein kleines Problem.”
„Infrastruktur, die versagt“
Frau Garcia und ihr Mann Quin haben vor etwas mehr als einem Jahr ihr Haus im Portola Valley gekauft. Sie investierten in Solarenergie, weil Frau Garcia, eine 37-jährige Biotech-Anwältin, und ihr Mann, ein Risikokapitalgeber, ihren Teil zum Kampf gegen den Klimawandel beitragen wollten.
Die Garcias sind keine Pioniere. Laut der California Solar and Storage Association verfügt etwa einer von zehn Versorgern im Bundesstaat über Solarstrom.
Daher waren die Garcias überrascht, als ihr Versorger Pacific Gas & Electric ihnen nicht erlaubte, die Panels vollständig zu nutzen.
Das Problem ist, dass Solarmodule auf dem Dach an sonnigen Tagen viel mehr Strom produzieren können, als in den Nachbarschaften, in denen sie installiert sind, verbraucht wird. Dadurch können elektrische Transformatoren überlastet werden, die den Stromfluss innerhalb einer Nachbarschaft regulieren und lenken und sie zum Abschalten oder Explodieren zwingen. Solche Probleme können vermieden werden, indem neuere Transformatoren mit größerer Kapazität installiert werden.
Barry Cinnamon, der Geschäftsführer von Cinnamon Energy Systems, dem Unternehmen, das die Paneele im Haus von Garcia installiert hat, sagte, solche Probleme seien viel zu häufig. „Meine Erfahrung und mein Verständnis der Art und Weise, wie Versorgungsunternehmen Dinge tun, ist, dass sie einfach warten, bis die Nachbarschaft überlastet ist und dann der Transformator explodiert“, sagte Herr Cinnamon.
PG&E entschuldigte sich für die Verzögerung bei der Aufrüstung des Transformators außerhalb des Garcia-Hauses und stellte fest, dass die Arbeiter dafür bis zu sechs Monate brauchen können, wenn sie mit Projekten überfüllt sind.
Während einer Hitzewelle im August 2020 explodierte ein alternder Transformator in einem Umspannwerk in der Innenstadt von San Jose, das etwa 40 Kilometer von der Wohnstätte der Garcias entfernt liegt. Das verdunkelte die Häuser von Zehntausenden von Menschen, einige tagelang.
Der Bürgermeister der Stadt, Sam Liccardo, drückte seine Frustration über PG&E aus und sagte, die veraltete Ausrüstung des Unternehmens würde San Joses Plan behindern, den Einsatz von Sonnenkollektoren, Elektroautos und anderen neuen Geräten zu erhöhen. Um ihre Klimaziele zu erreichen, hat die Stadt die Verwendung von Erdgas in Neubauten bereits verboten, die größte Kommunalverwaltung des Landes.
„Es ist eine Infrastruktur, die versagt“, sagte Herr Liccardo, ein Demokrat. „Wir sind sehr ehrgeizig. Die Frage ist, ob dort ein Netz fertig sein wird.“
Mark Esguerra, Senior Director of Electric Asset Strategy bei PG&E, sagte, das Unternehmen plane, noch viel mehr seiner Geräte aufzurüsten. Seit dem Ausfall in San Jose im vergangenen Jahr hat das Unternehmen 400 Transformatoren in und um diese Stadt ersetzt, von insgesamt 62.000 im Bezirk Santa Clara. Das Unternehmen fügte hinzu, dass es die Nutzung von Sonnenkollektoren durch fast 600.000 seiner Privatkunden und Elektroautos von 360.000 Kunden unterstützt.
„Wir wissen, dass unser Netz in ein paar Jahren anders aussehen wird“, sagte Esguerra.
Wie viel und wie schnell?
Die große Herausforderung für politische Entscheidungsträger und Versorgungsunternehmen besteht darin, herauszufinden, wie schnell in das Netz investiert werden kann, während die Energie bezahlbar bleibt.
Es würde Hunderte von Milliarden Dollar kosten, die Verteilungsnetze im ganzen Land zu modernisieren, um die Ziele des Landes für saubere Energie zu erreichen, sagte Ben Hertz-Shargel, globaler Leiter von Grid Edge, einer Abteilung von Wood Mackenzie, einem Forschungs- und Beratungsunternehmen. Dies beinhaltet nicht die Ausgaben für Fernleitungen und Stromerzeugungsanlagen wie Solar- und Windparks.
Herr Hertz-Shargel hat persönliche Erfahrungen mit den Mängeln des Stromnetzes. Als er kürzlich seinen Tesla in seinem Haus auf Long Island aufladen wollte, wurde die elektrische Ausrüstung, die die Stromleitung des Versorgungsunternehmens mit seinem Haus verband, so heiß, dass sie schmolz.
„Ich bin das einzige Elektroauto in meinem Block und selbst diese bescheidene Nutzung reichte aus, um die sekundäre Seite des Netzes in meinem Haus zu überwältigen“, sagte er. „Es zeigt nur, wie viele schwache Glieder es im Versorgungssystem gibt.“
Wie viel Geld Versorger für ihre Geräte ausgeben, wird in einem komplizierten Prozess bestimmt, an dem staatliche Regulierungsbehörden eine Erhöhung der Stromtarife genehmigen müssen, die für Upgrades bezahlt werden.
Staatsbeamte wollen die Preise nicht zu stark anheben, weil dies den Verbrauchern schadet und die öffentliche Unterstützung für saubere Energie untergraben könnte, sagte Abigail Anthony, eine Versorgungsaufsichtsbehörde in Rhode Island, die auch einen Ausschuss leitet, der diese Fragen bei der National Association of Regulatory Utility untersucht Kommissare.
„Nicht nur die Autos und die Heizsysteme müssen bezahlbar sein“, sagte Frau Anthony, „sondern auch der Kraftstoff, der Strom, muss günstig sein, insbesondere im Vergleich zu Öl, Benzin und Erdgas.“
Menschen, die auf größere Investitionen drängen, sagen, dass sich die Ausgaben auszahlen werden, indem sie Geld für die monatlichen Rechnungen sparen und die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels verhindern.
Betrachten Sie folgendes Beispiel: Wenn alle 330.000 Haushalte in San Jose auf Benzin und Erdgas verzichten und auf Elektroautos, Wärmepumpen und elektrische Warmwasserbereiter und Öfen umsteigen, würde die Stadt laut dreimal so viel Strom verbrauchen wie heute Rewiring America, eine gemeinnützige Gruppe, die sich für Netzaufrüstungen und Richtlinien zur Bekämpfung des Klimawandels einsetzt.
Aber das Geld, das die Einwohner und Unternehmen von San Jose für Strom ausgeben, würde sich nicht unbedingt verdreifachen oder sogar verdoppeln, behauptet die Gruppe. Das liegt daran, dass die Menschen durch Sonnenkollektoren auf dem Dach etwas Strom erzeugen und diese Energie in Hausbatterien speichern könnten. Sie könnten intelligente Thermostate und Geräte installieren, um Strom zu verbrauchen, wenn es weniger kostet, wie nachts, sagte Sam Calisch, Forschungsleiter bei Rewiring America.
Emily Fisher, Senior Vice President für saubere Energie beim Edison Electric Institute, einer Handelsgruppe der Versorgungsindustrie, gab ein weiteres Beispiel. Herr Biden möchte, dass Elektroautos bis 2030 die Hälfte der im Land verkauften Neuwagen ausmachen. Wenn all diese Autos tagsüber mit hohem Energieverbrauch angeschlossen wären, müssten die Versorgungsunternehmen viel für Upgrades ausgeben. Aber wenn die Regulierungsbehörden mehr Versorgungsunternehmen erlauben würden, nachts niedrigere Stromtarife anzubieten, würden die Leute Autos aufladen, wenn genügend freie Kapazitäten vorhanden sind.
Einige Unternehmen finden bereits Möglichkeiten, sich bei hoher Nachfrage weniger vom Stromnetz zu abhängig zu machen. Electrify America, eine Tochtergesellschaft von Volkswagen, die ein Ladenetz für Elektrofahrzeuge betreibt, hat an einigen Ladestationen große Batterien installiert, um die Zahlung von Gebühren zu vermeiden, die Energieversorger von Unternehmen erheben, die zu viel Strom beziehen.
Robert Barrosa, Senior Director of Sales and Marketing bei Electrify America, sagte, dass das Unternehmen schließlich den Versorgungsunternehmen helfen könne, indem es die Energie übernahm, wenn es zu viel davon gab, und es lieferte, wenn es nicht genug davon habe.
Letztendlich könnte die Elektrifizierung von Autos, Heizungen, Öfen und anderen Geräten, die derzeit mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, einer durchschnittlichen Familie laut Rewiring America 1.050 bis 2.585 US-Dollar pro Jahr einsparen. Diese Produkte sind energieeffizienter und Strom kostet tendenziell weniger als vergleichbare Mengen an Benzin, Heizöl und Erdgas. Auch Elektroautos und Elektrogeräte sind günstiger im Unterhalt.
„Richtig gemacht, kann das Geld weiter in ein zuverlässigeres Netzwerk fließen“, sagte Calisch, „insbesondere angesichts des zunehmenden Stresses durch den Klimawandel.“