В июне 2024 года восточная часть Соединённых Штатов Америки стала свидетелем беспрецедентного роста спроса на электроэнергию, вызванного мощной и продолжительной волной аномальной жары. Регионы, обслуживаемые двумя крупнейшими операторскими системами — PJM Interconnection и ISO New England, зафиксировали многолетние максимумы потребления электроэнергии, что отразилось не только на нагрузке электросетей, но и на ценах на оптовом рынке электроэнергии, а также на структуре генерирующих источников. Этот феномен подчеркнул сложные вызовы, с которыми сталкивается энергетическая отрасль в условиях изменений климата и роста нагрузок на инфраструктуру. PJM Interconnection — крупнейший в стране оптовый энергетический рынок, объединяющий 13 штатов и округ Колумбия — достиг исторического пика нагрузки 23 июня с пиковой мощностью в 160 560 мегаватт. Этот результат превысил сезонный прогноз по нагрузке, составлявший 154 000 мегаватт, и почти приблизился к рекорду 2006 года, фиксировавшемуся при разном составе региона.
В этот же день реал-тайм цена оптовой электроэнергии взлетела до 1334 долларов за мегаватт-час — это значительно выше обычных цен, составлявших порядка 50 долларов за МВт·ч в середине июня. Такой резкий рост стоимости объясняется не только высоким спросом, но и необходимостью запуска наиболее дорогих и менее эффективных генерирующих источников. Анализ энергетического баланса PJM в часы пик выявил, что почти половина электроэнергии — 44% — была выработана за счёт природного газа. Ядерная энергетика обеспечила одну пятую генерации, уголь остался на уровне 19%, а солнечные электростанции дали около 6%. Значимую часть остального баланса составили гидроэнергетика, ветер, нефтяные установки и прочие источники.
Особый интерес вызывает трёхкратное увеличение доли нефтяной генерации по сравнению с предыдущим днём. Как правило, нефтяные электростанции в PJM используются в исключительных случаях, когда требуется покрыть пиковые нагрузки, поскольку их эксплуатация обходится заметно дороже и менее экологична. Следующий день — 24 июня — оказался пиковым для энергетической системы ISO New England, курирующей штатами Мэн, Вермонт, Нью-Гэмпшир, Массачусетс, Род-Айленд и Коннектикут. Здесь максимальная потребляемая мощность достигла 25 898 мегаватт, что стало самым высоким показателем с 2013 года. Цены на электроэнергию поднялись до 1110 долларов за МВт·ч, тогда как на предыдущей неделе стоимость не превышала 65 долларов.
Такая динамика отражает напряжённость, с которой столкнулись региональные электросети во время экстремальной жары. Структура генерации в ISO New England в часы максимального спроса оказалась заметно иной. Лидирующую позицию занимает природный газ с долей в 47%. Около 12% электроэнергии поступило через импорт из Канады, что подчёркивает важность трансграничных связей и взаимной поддержки в периоды перегрузок. Атомная энергетика обеспечила 13%, нефтяные станции — 12%, угольные электростанции составили лишь 1%, а возобновляемые источники с учётом ветровой, солнечной энергетики и систем накопления энергии дали около 4%.
Особое внимание привлекает деятельность Мерримакской угольной электростанции в Нью-Гэмпшире — единственной угольной станции в регионе, которая почти всегда работает в режиме резерва для пиковых нагрузок. Сложившаяся ситуация на электроэнергетическом рынке восточной части США – красноречивое свидетельство актуальности задачи адаптации энергетической системы к вызовам изменяющегося климата. Интенсивные волны жары увеличивают спрос на охлаждение жилых и коммерческих помещений, стимулируют использование кондиционеров и приводят к резкому росту нагрузки на электросети. При этом энергетическая инфраструктура, ориентированная на уже устаревшие модели потребления и генерации, испытывает повышенные риски выхода из строя, перебоев с поставками и резких скачков цен Значительная зависимость региональных сетей от ископаемых видов топлива — природного газа, угля и нефти — создаёт дополнительное давление на экологическую устойчивость и энергобезопасность. Запуск нефтяных генераторов как меры экстренного реагирования подчеркивает недостаточную гибкость энергосистемы и необходимость развития более устойчивых и адаптивных решений.
В свете этих событий идеологические и практические сдвиги в энергетической политике приобретают особое значение. Усиление инвестиций в возобновляемую энергетику, расширение capacità систем аккумулирования и интеграция интеллектуальных сетевых технологий (smart grids) способны обеспечить более равномерное распределение нагрузок и снижение критических пиков. Появление цифровых и прогнозных инструментов мониторинга в реальном времени создаёт новые возможности для управления спросом и оптимизации распределения ресурсов. Использование интеллектуальных алгоритмов и аналитики больших данных позволяет не только регистрировать произошедшие изменении, но и прогнозировать потенциальные росты нагрузки вперёд, предупреждая кризисные ситуации. Помимо технических решений, важным является стимулирование энергосбережения и повышения энергоэффективности среди конечных потребителей.
Образовательные кампании, внедрение «умных» устройств и требований к строительству энергоэффективных зданий могут в долгосрочной перспективе снизить нагрузку и помочь сбалансировать систему. Наконец, сегодня критически важно учитывать уроки последней волны жары как индикатора будущих тенденций. Изменение климата, вероятно, будет провоцировать всё более частые и интенсивные погодные экстремумы, что предъявит новые требования к устойчивости электроэнергетических систем. Восточный регион США, столкнувшийся с рекордами спроса, оказывается на переднем крае этих вызовов. Продуманное сочетание экологичных технологий, модернизации инфраструктуры и эффективного управления спросом является ключом к обеспечению надежного, доступного и устойчивого энергоснабжения в условиях изменяющегося мира.
Опыт последнего июня 2024 года служит важным сигналом для политиков, энергетиков и общественности о необходимости адаптации и инноваций в энергетической отрасли.
